ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
ОҢТҮСТІК ҚАЗАҚСТАН ОБЛЫСЫНЫҢ БІЛІМ БАСҚАРМАСЫ
КЕНТАУ КӨПСАЛАЛЫ КОЛЛЕДЖІ
Әдістемелік әзірлеме
Пәні: «Өнеркәсіптік электроника негіздері »
Тақырыбы: Электр станциялары.
Тобы: Эс-14-1
Оқытушы: Д.Р. Ибрагимов
______________
Кентау-2016ж
Пәні: «Өнеркәсіптік электроника негіздері»
Тобы: ЭС-14.1
Күні: 21.12.2016 жыл.
Тақырыбы: Электр станциялары.
Сабақтың типі: аралас сабақ.
Сабақ түрі: аралас сабақ.
Сабақтың мақсаттары:
а) Білімділік: электр қондырғылар ұғымы, электр қондырғылардың түрлері, электр станциялардың түрлері, электр энергиясын қндіру мақсаттарында қолданылатын электр станцияларының түрлерін, әдістерін қарастырып өту.
б) Дамытушылық: электр станциялардың электрлік сұлбаларымен танысу, трансформаторлы және тарату қосалқы станцияларының сұлбаларын қарастырып отыра бөлек элементтерінің орналасу мақсаттарын атап өту.
в) Тәрбиелік: Сабаққа деген қызығушылығын арттыра отырып, еркін сөйлеуге, өз ойын ортаға салуға, өзгелердің пікірін тыңдауға, белсенділікке, өзгелермен мәдени қарым-қатынаста болуға тәрбиелеу.
Сабақтың көрнекі-құралдары:
Тақырыптық слайдтар, сұлбалар, мультимедиялық проектор.
Оқыту әдісі: Ауызша түсіндірмелі хабарландыру, репродуктивті әдіс.
Пәнаралық байланыс:
Электротехниканың теориялық негіздері, өнеркәсіптік кәсіпорындарын электрмен қамтамасыздандыру.
Қолданылған әдебиеттер тізімі:
1. Китаев В.Е. «Электротехника және өнеркәсіптік электроника негіздері»
2. Б.С.Попов «Общая элетротехника с основами электроники»
3. Данилов И.А., Иванов П.И. «Общая электротехника с основами электроники»
4. Web сайт«elektron.ru»
Сабақтың барысы мен мазмұны:
1.Ұйымдастыру кезеңі 3-5 мин.(сәлемдесу, түгелдеу, студенттің зейінін сабаққа аудару)
а) Студенттермен сәлемдесіп сабақ барысысына дайындау
б) Студенттермен сәлемдесіп түгелдеп, олардың көңілін сабаққа аудару.
в) Студенттердің сабаққа дайындықтарын тексеру.
г) Оқыту сабағының тақырыбы, мақсаты және құрылымымен таныстыру.
2.Сабақтың тақырыбын хабарлап, мақсаттары мен міндеттерін қою:
Электр станциялары, электр энергиясын өндіру, түрлендіру, тарату, тасымалдау қондырғылары.
3.Үй тапсырмасын тексеру. 15-20 мин.
Үй жұмысын тексеру бірнеше кезеннен тұрады:
Ауызша – тақтада көрсетілген электр аспаптын белгілеуіне қарап отыра оның атын, құрылысын және жұмыс істеу принципін атап өту. Үй жұмысын осы тәсілмен тексеру кезінде топтағы жүйрік және сабаққа деген қызығушылығы мол студенттер қатысу арқылы тиісті бағасын ала алады.
Бірінші кезенге қатыса алмаған немесе қатысуға ынтасы болмаған студенттерге карточкалар таратылады. Бұл үй жұмысын тексерудің екінші кезені. Карточкада есеп берілген немесе сұлба көрсетілген. Есепті сол карточкаға немесе дәптерге шығару тиіс, сұлбаның қателерін жөндеп немесе көрсетілмей өткен бөліктерін сызу керек. Бұл тапсырмалар сабақтын соңында тексеру арқылы баға қойылады.
4. Жаңа сабақтың тақырыбы мен оқушылар алдында тұрған мәселелерді хабарлау.
5. Өткен білімдерге сүйене отырып, оқу әрекетін дамыту.
Жаңа сабақты түсіндіру іскерлік, дағдыларды дамыту. 50-55 мин.
Электр қондырғысы – электр энергиясын өндіруге, түрлендіруге, трансформациялауға, беруге, таратуға және оны энергияның басқа түріне түрлендіруге арналған машиналардың, аппараттардың, желілер мен қосалқы құралдардың (олар орнатылған құрылыстар мен үй-жайларымен бірге) жиынтығы.
Электр Қуаты-Өндірілетін отын түрлерінің 1/5 бөлігі электр қуатын және жылуды бөліп шығару үшін пайдаланылады. Қуаттың басқа түріне карағанда электр қуатының көптеген колайлы жақтары бар. Оны механикалық, жарық және жылу қуатына түрлендіріп сым арқылы тасымалдауға болады.
Электр қуатын шаруашылықтың көптеген салаларында пайдаланады. Қуаттың басқа түріне қарағанда электр қуатына деген сұраныс жыл өткен сайын артуда. Сол себепті де электр қуатын өндірудегі жетістік шаруашылыктың басқа түрлеріне карағанда біршама алда жүруі тиіс. Қазақстанда электр станциясының 3 түрі колданылады; Жылу электр станциялары 2 түрге бөлінеді;
конденсациялы
жылу электр орталықтары.
Конденсациялы станциялар тек қана электр қуатын өндіреді.
Мұндай станциялар электр қуатымен үлкен аудандарды қамтамасыз етеді. Сондықтан да оларды мемлекеттік аумақтық электр станциялары (МАЭС) дейді. Бұл станциялар барлық өндірілетін электр қуатының 1/2 бөлігін береді. Конденсациялы станцияларды қосуға көп уақыт қажет (орта есеппен 5 сағат). Сондықтан оларға жыл бойы бірқалыпты жұмыс жасап тұру кажет. Тоқтатқан жағдайда электрмен қамтамасыз ету жүйесі бұзылады. Конденсациялы станциялар отын көзіне, суға жақын орналастырылады. Жылу электр станцияларының келесі түрі жылу электр орталығы (ЖЭО). Бұл жерде электр қуаты мен жылуды өндіру жинақталған. Станцияның мұндай түрі отынды пайдалану коэффициентін конденсациялы станцияға қарағанда екі есеге ұлғайтады.
ЖЭО - жылуды 20 километрден артық тасымалдау тиімсіз болғандықтан, қалаларда орналастырады. Жылу электр станциялары шамадан тыс көмірқышқыл газын бөліп шығаратындықтан, қоршаған орта ластанады. Электр куаты кез келген жерге жоғары вольтты электр желісімен тасымалданады (ЭЖТ). Белгілі бір ауданға энергия қаншалықты қажет болса, соншалықты электр қуатын жеткізе алады. Сондықтан да жылу электр қуатын отынға және тұтынушыға жакын орналастырады. Электр станциясының келесі типі - су электр станциясы республикамыздағы электр қуатының, ең арзан түрі. Яғни ағынды судың қуаты адамның қатысуынсыз алынады және отынды үнемдеудегі жетекші өнеркәсіптің бірі.
Су электр станциялары
Су электр станцияларындағы қызметшілер саны (100-150 адам) жылу электр станцияларына карағанда екі есе аз. СЭС-ның тежегіштерін уакытша тоқтатып, қажет кезде қайта қосуға болады. Экологиялық тұрғыдан алғанда ауаға лас заттарды бөліп шығармайды, бірақ айналасының ландшафтысың белгілі бір деңгейде өзгертеді.
Су электр станциясын салу жылу электр станциясына карағанда ұзакқа созылады және қымбатқа түседі. Электр қуатын жыл бойы бір қалыпты өндірмейді, сонымен бірге тек қана су коймасы толғаннан кейін өндіреді. Су электр станциялары өзендерде салынатындықтан, табиғат жағдайына төуелді. Кейбір жағдайларда бір өзеннің бойында бірнеше СЭС-ын немесе каскад СЭС-ын орналастырады.
Каскадтар судың ағысына қарай жоғарыдан темен сатылап орналасып, судағы қуатты толығымен өндіріп алуға арналып салынған. Кемелерді өткізіп тұратын шлюздер мен су қоймалары біріге отырып, су торабын құрайды.
Су торабын салудың экологиялық және әлеуметтік тұрғыдан тигізетін зияны да бар. Үлкен аймақты су басуы мүмкін. Жергілікті тұрғындарды басқа жаққа қоныстандыру үшін қомақты қаржы қажет болады. Яғни ірі су электр станцияларын салғанда жоғарыдағы көрсет- кіштерді ескеру қажет.
Атом электр станциялары
Республикамызда электр станциясының үшінші типі - атом электр станциясы 1973 жылы Ақтау қаласында салынған. Станция шапшаң нейтронмен жұмыс істейтін АЭС іске косылды. Екібастүз МАЭС-1 үшін (4 млн кВт) жылына 200 мың вагон отын қажет, ал АЭС үшін — небәрі 10 вагон жұмсалады. АЭС-ның тиімді жақтары көп. Отынды аз пайдаланады, атомдық отынды тасымалдау оңай болғандықтан кез келген жерде салуға болады. Бірақ АЭС салу үлкен сақтықты қажет етеді.
1986 жылы Чернобыль АЭС- ында (Украина) болған апаттан кейін көптеген елдер АЭС салудан бас тартты, кей елдер мүлдем жауып тастады.
АЭС — жоғары технологиялық өндіріс байланысындағы ауыр түйін. Оны атомдык отын циклі немесе атом энергетикасы деп атайды. Атомдық отын цикліне уран кенін өндіру мен өңдеу, АЭС-на отын дайындау, оларға электр қуатын өндіру, атом қалдықтарын өңдеу және көму жатады. СЭС-ы мен ЖЭС-ы арзан электр қуатын береді. Ол дегеніміз айналасында электр қуатын көп тұтынатын өнеркәсіптерді шоғырландыруға мүмкіншілік береді. Арзан отынның және су қуатының нәтижесінде электр қуатын өндіру энергетиканы дамытудың негізгі принципі. Электр станциялары мен электр қуатын жеткізу желісі біріге отырып, энергия жүйесін құрайды. Энергожүйе тоқтаусыз ұдайы электр қуатын жеткізіп беруде шешуші рөл атқарады.
1997 жылы өте жоғары электр тасымалдау желісі іске қосылып (ЭТЖ), екі энергия жүйесін байланыстырды. Яғни қазір жеке Қазақстандық энергия жуйесі қалыптасты. Бірақ республикамыздың барлық аумағын қамти қойған жок.
Республикамыздағы энергия жүйесің дамыту әлі күнге дейін жалғасуда. «Солтүстік-оңтүстік» ірі ЭЖТ (электр желісімен тасымалдау) салынуда. Сонымен бірге ЖЭС, СЭС құрылысын салу көзделуде. Олар Шарын, Іле, Ертіс өзені бойында болса, Жоңғар қақпасында жел электр станциясын салу жоспарлануда. Сонымен, мемлекетіміздің экономикасын нығайтуда жетекші орындардың бірін отын-энергетика кешені алып отыр. Оны көмір өнеркәсібі бастаса, электр қуатын өндіру ісі жалғастырып отыр.
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:
Номиналдық қуаты кВа; мВа;
Обмоткалардың номиналдық кернеуі кВ;
Номиналдық ток А; кА;
Қысқа тұйықталу кернеуі %;
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:
Бірінші әріп – бір фазалы (О) немесе үш фазалы (Т).
Екінші әріп – төменгі кернеулі обмоткасы екіге бөлінген (Р).
Үшінші әріп – салқындату әдісі (С, М, Д, ДЦ).
5. Бесінші әріп – трансформатор жұмыс істеп тұрғанда оның кернеуін реттеуге болады (Н).
Әріптерден кейін цифрлар басталады:
Трансформатордың қуаты.
Жоғары обмотканың кернеуі.
Шығарылған жылы.
Қандай ауа – райына жұмыс істеуге болатындығы.
Қондырылатын орны.
Қорытынды кезең:
Оқушылардың жаңа сбақты игергенін шеңберлерді толтыру арқылы тексереміз. Оқушыларға таратылған стикерлерге электр энергиясын өндіруде, түрлендіруде, тасымалдауда және қолдануда қолданылып жатқан электр жабдықтар, электр қондырғылардың аттарын жазып тиісті шеңбер ішіне ілу керек.
Үй тапсырмасы:
Китаев В.Е. «Электротехника және өнеркәсіптік электроника негіздері» 24-25 бет.
Тақырып бойынша дайындалу, қосымша материалдар қарастыру.
Қолданылған әдебиеттер тізімі.
1. Китаев В.Е. «Электротехника және өнеркәсіптік электроника негіздері»
2. Б.С.Попов «Общая элетротехника с основами электроники»
3. Данилов И.А., Иванов П.И. «Общая электротехника с основами электроники»
4. Web сайт«elektron.ru»
