Жылу электр стансиясы

ЖЫЛУ ЭЛЕКТР СТАНСАСЫ (ЖЭС) – органикалық  отынды жағу кезінде бөлініп шығатын  жылу энергиясын түрлендіру нәтижесінде  электр энергиясын өндіретін электр стансасы. ЖЭС пайдаланатын отын түріне қарай – қатты, сұйық, газ тәрізді  және аралас типті отынмен жұмыс  істейтін ст-ларға, жылу қозғалтқыштарының түріне қарай – бу турбиналы, газ турбиналы (ГТЭС) және іштен жану қозғалтқышты (дизельді) ст-ларға, өндірілетін энергия түріне қарай – конденсациялық электр ст-лары (КЭС немесе МАЭС – Мемл. ауданаралық электр ст-лары) және жылу электр ст-лары (жылу электр орталықтары – ЖЭО), қуат беру графигі бойынша – базалық (жыл бойы біркелкі жүктемемен жұмыс істейтін) және пиктік (күрт өзгермелі жүктеме графигімен жұмыс істейтін) ст-лар болып бөлінеді. Кейде ЖЭС-терге шартты түрде атом электр ст-ларын, күн электр ст-ларын, геотермиялық электр ст-ларын да жатқызуға болады. ЖЭС-тердің электрлік жабдықтарына синхронды генераторлар, генератор кернеуінің таратқыш құрылғылары, жоғарылатқыш, бақылау, өлшеу және басқару аспаптары мен қосалқы жабдықтары, т.б. жатады. Орган. отын (көмір, мұнай, газ) қорларының мол болуына байланысты Қазақстанда салынған электр ст-лардың басым көпшілігі (барлық электр ст-лар қуатының 87,6%-ін өндіреді) жылу электр ст-лары болып табылады. Қазақстанның ЖЭС-терінің жиынтық қуаты 1999 ж. шамамен 16000 МВт-қа, оның ішінде КЭС-терде 8630 МВт-қа (ғ1 Екібастұз МАЭС-і – 4000 МВт, Ақсу МАЭС-і – 2400 МВт, Жамбыл МАЭС-і – 1230 МВт, ғ2 Жамбыл МАЭС-і – 1000 МВт, Маңғыстау энергокомбинатының ғ1, 2 ЖЭС-тері – әрқайсысының қуаты 630 МВт-тан, ЖЭО-лардың қуаты 5694 МВт-қа, ГТЭС-тердің қуаты 192 МВт-қа (Теңіз ГТЭС-і – 144 МВт, Жаңажол ГТЭС-і – 48 МВт) жетті.

Электр энергиясын ірі электр станцияларынан өндіру экономикалық тиімді, мұнда  энергия сапасы сенімділігі жоғары және бағасы төмен болады. Мықты электр станциясының өзі кернеуі 10,5 кВ жоғары емес электр энергиясын өндіреді. Осындай кернеудегі электр энергиясын алыс қашықтыққа тасымалдау тиімсіз, сондықтан станциясының генераторлық кернеуін трансформаторлық подстанцияның көмегімен жоғарылайды. Кернеуі 35 кВ - 110 кВ - 220 кВ және одан жоғары кернеулі магистральді желі бойынша тұтыну ауданына береді. Тұтыну ауданында кернеу тоғы да 35 кВ, 10 кВ, 6 кВ дейін төмендетіледі, мұнда энергия тұтыну пунктерінің арасына таратылады. Тұтыну пунктерінде энергияны пайдалану үшін 660 В, 380 В немесе 220 В кернеуге дейін түрлендіреді. Сондықтан электр энергиясын пайдалану тек трансформаторлық подстанцияда кернеуді бірнеше рет түрлендіру нәтижесінде мүмкін болады. Электр торап дегеніміз электр энергияны жеткізу және тарату үшін керек электр қондырғылар жиынтығы, ол станшалар (подстанции), тарату құрылғылары, ток өткізгіштер, белгілі аумақта істейтін ауалық (АЖ) және кабельдік электр жеткізу жеиілерінен тұрады. Электр тораптардың негізгі міндеті тұтынушыларды электр мен қамтамасыз ету. Электр тораптары электр қабылдағыштарды және тұтынушыларды электр көзіне қосады. Бұл электр қабылдағыштар саны көп және олар орналасқан аумақ үлкен болғандықтан едәуір күрделі мәселе.

Электр  тораптарының екінші міндеті электр энергияны өндірген жерден тұтынатын жерге жеткізу. Көп жағдайда энергия көздері (көмір, мұнай, газ, су қорлары) тұтыну орталықтарынан – зауыттардан ел мекендерінен және т.б. алыста орналасқан. Көбінесе отынды, мысалы көмірді, тасу тиімді болмауы мүмкін. Электр стансаны отын алабына жақын салып электр энергияны электр тораптары арқылы жеткізу тиімдірек болады. қашықтық және берілетін электр энергия мөлшері үлкен болғанда өте жоғары кернеулі қуатты жеткізу желісін салуға тура келеді.

Электр  тораптар электр жүйелерін жасау үшін де қызмет атқарады.

Энергетикалық жүйе дегеніміз қатарлас істеу үшін өндіру бөліктері энергетикалық  байланыстармен біріктірілген энергетикалық  қондырғылар жиынтығы, онда бір тұтас  диспетгерлік басқару және біртұтас қуат қоры болады, ол қор жүйенің кез-келген бөлігінде пайдалануы мүмкін. Сонымен, энергетикалық жүйені үш негізгі нышан (признак) анықтайды: энергия өндіру орталықтарының қатарлас істеуі, бір тұтас басқару және біртұтас жалпыжүйелік қор.

Электр тораптарының конфигурациясы географиялық жағдайларға, жүктеменің таралуына және энергия көздерінің орналасуына байланысты дамиды. Бұл жағдайлардың әр түрлі қасиеттері және техника-экономикалық әр түрлі сүлбелердің болу мүмкіндігіне алып келеді. олардың ішінен техника-экономикалық салыстыру арқылы ең тиімді нұсқасы (Варианты) алынады. Электр тораптары әр түрлі көрсеткіштер бойынша жіктеледі, олардың негігілері: құрылмалық істелінуі, ток түрі, тұтынушылар сипаты, көрсетілген (номинал) кернеу, жалғау сүлбесі.

Құрылмалық (конструктивтік) істелінуі бойынша ауалық және кабельдік желілер және ішкі таратылымдар (внутренняя проводка) болып бөлінеді. 

Трансформатор – дегеніміз бір  кернеудегі айнымалы токтың жиілігі  сондай екінші кернеудегі айнымалы токқа  айналдыратын электромагниттік аппарат. Трансформатордың құрылысы мен атқаратын қызметі электромагниттік индукция құбылысына негізделген. Обмоткалардың біреуін айнымалы ток көзіне қосқанда бұл обмоткада өздік индукцияның электр қозғағыш күші, ал екінші обмоткада индукцияның электр қозғағыш күші пайда болады.

Ең бірінші трансформаторды  орыс ғалымы П. Н. Яблочков ойлап тапты. Егерде, екінші обмотканың кернеуі, бірінші  обмоткадағы кернеуден артық  болса,  бұндай трансформаторды - жоғарлатқыш трансформатор деп атайды. Ал егерде, екінші обмотканың кернеуі, бірінші обмоткадағы кернеуден кем болса , онда мұндай трансформаторды – төмендеткіш трансформатор деп атайды.  

Трансформатордың негізгі параметрлері мыналар:

1. Номиналдық қуаты кВа; мВа;
2. Обмоткалардың номиналдық кернеуі кВ;
3. Номиналдық ток А; кА;
4. Қысқа тұйықталу кернеуі %;
5. Обмоткалардың қосу тобы және схемасы.

Практикада трансформаторлардың  бірнеше түрі бар. Олардың бір-бірінен  айырмашылығын білу үшін шартты белгілер қолданады.

Мысалы: ТРДН – 80000/110-86-УI. Бұл былай  оқылады: үш фазалы трансформатор (Т), төменгі  кернеулі обмоткасы екіге бөлінген (Р), салқындату үшін (Д) системасын қолданады, обмоткадағы кернеуді жұмыс істеп тұрғанда реттеуге болады (Н), номиналдық қуаты 80000 ВА, номиналдық кернеуі 110 кВ, заводтан 1986 жылы шығарылған, қоңыржай ауа - райына жұмыс істеуге дайындалған (У), ашық ауада орналастырылады, (I категория).

Сонымен трансформатордың завод паспортында  көрсетілген белгілері мынаны баяндайды:

1. Бірінші әріп – бір фазалы (О) немесе үш фазалы (Т).
2. Екінші әріп – төменгі кернеулі обмоткасы екіге бөлінген (Р).
3. Үшінші әріп – салқындату әдісі (С, М, Д, ДЦ).

5. Бесінші әріп – трансформатор  жұмыс істеп тұрғанда оның  кернеуін реттеуге болады (Н).

Әріптерден кейін цифрлар басталады:

1. Трансформатордың қуаты.
2. Жоғары обмотканың кернеуі.
3. Шығарылған жылы.
4. Қандай ауа – райына жұмыс істеуге болатындығы.
5. Қондырылатын орны.

Трансформаторды салқындату жүйесі өте  маңызды да қиын мәселенің бірі. Трансформаторда майды ортаны және оқшауламаны суытуға пайдаланылады. Жағымды температурада май жабысқақтығы азаяды, жағымсыз температурада жабысқақтығы өседі. Майдың жоғары жабысқақтығы суыту механизмдерінің жұмыс істеуіне қиындық туғызады. Сондықтан майдың сапасын тексеріп тұрады. Трансформатордың жұмыс істеу мерзімі 25 жыл деп есептелінеді. Ол үшін мынандай талаптар орындалу керек: