ელ ენერგიის გადაცემა, ლექცია-4

არჩილ კოხტაშვილი

სწავლება-გადამზადების ცენტრი

საქართველოს სახელმწიფო ელექტროსისტემა

სამფაზა ცვლადი დენი გენერატორები გენერირებენ სამფაზა ძაბვებსა და დენებს,

თითოეული ფაზის ძვრა დანარჩენ ფაზებთან შეადგენს 1200-ს

სამფაზა ცვლადი დენი

გენერატორებისად და ტრანსფორმატორების გრაგნილები შეიძლება შეერთებული იყოს ვარსჯვლავად ან სამკუთხედად.

განასხვავებენ სამფაზა დენებისა და ძაბვების „ხაზურ“ და „ფაზურ“ სიდიდეებს.

ვარსკვლავა შეერთებისას ; და სამკუთხა შეერთებისას ; და

ელექტროენერგიის გადაცემა ენერგიის გადაცემა შესაძლებელია, როგორც

ცვლადი AC ასევე მუდმივი DC დენით. საჰაერო ან საკაბელო ხაზებით

სიმძლავრის დანაკარგები პროპორციულია გადასაცემი დენის კვადრატისა

(1) ამრიგად, რაც უფრო დიდია გადასაცემი დენი,

მით მეტია დანაკარგები გადაცემისას.

ელექტროენერგიის გადაცემა

მეორეს მხრივ, გადასაცემი სრული სიმძლავრე (2)

მაშასადამე, თუკი გავზრდით გადასაცემ ძაბვას, შევამცირებთ დენს და (1)-ის თანახმად, შევამცირებთ სიმძლავრის დანაკარგებს. ამრიგად, ენერგიის გადაცემა მიზანშეწონილია მაღალი ძაბვით.

ელექტროენერგიის გადაცემა მუდმივი დენით გადაცემისას ძაბვის აწევა-

დაწევა შეუძლებელი იყო (ამჟმამად შესაძლებელია რთული ელექტრონული მოწყობილობის ხარჯზე). ამრიგად, ენერგეტიკის განვითარების საწყის ეტაპზე „გაიმარჯვა“ ცვლადი დენმა და გავრცელდა 50-60 ჰც სიხშირით.

ელექტროენერგიის გადაცემა ცვლადი დენით გადაცემა მოხერხებულია

რადგან შესაძლებელია ძაბვის აწევა-დაწევა ანუ ტრანსფორმირება. ეს ხორციელდება ძალოვანი ტრანსფორმატორების მეშვეობით. ძალოვანი ტრანსფორმატორი ქვესადგურების ძირითადი მოწყობილობაა.

ელექტროენერგიის გადაცემა

ელექტროენერგიის გადაცემა გენერატორების ძაბვა არ აღემატება 30 კვ-ს.

ჩვეულებრივ ელსადურები სამრეწველო ცენტრებიდან და დასახლებული პუნქტებიდან ტერიტორიულად დაშორებულები არიან. ამიტომ ხდება გადასაცემი ძაბვის აწევა 110, 220, 330, 400, 500, 750 ან 1150 კვ სიდიდემდე. (ჩვენთან გავრცელებულია 500 კვ-მდე გადასაცემი ძაბვის საფეხურები.)

ელექტროენერგიის გადაცემა მართალია, რაც უფრო მაღალია ძაბვა მით მცირეა

დანაკარგები ენერგიის გადაცემისას, მაგრამ ამასთან მით მეტია საჭირო საწყისი კაპიტალდაბანდებები გადაცემის ხაზებსა და ქვესადგურებზე (დიდია ტრანსფორ-მატორების, საკომუტაციო, მზომი და დამცავი, ასევე გადაცემის ხაზების პორტალების, და იზოლატორების ზომები და ფასი და ექსპლუატაციის და რემონტის ხარჯები).

ამრიგად, გადასაცემი ძაბვის არჩევისას, უნდა იქნას შერჩეული ძაბვის ის საფეხური, რომლისთვისაც ენერგიის დანაგარგების ღირებულებისა და საექსპლოატაციო ხარჯების ერთობლიობა იქნება მინიმალური.

ელექტროენერგიის გადაცემა ჩვეულებრივ რაც უფრო მეტი სიმძლავრის გატარება უხდება

მოცემულ ხაზს, მით უფრო მაღალი ძაბვის საფეხურზე რთავენ მას.

ამასთან ქალაქებსა და სამრეწველო ცენტრებში მაღალი ძაბვით ენერგიის განაწილება უსაფრთხოების გამო მიზანშეუწონელია, შესაბამისად აქ არსებულ ქვესადგურებზე ტრანსფორმატორების მიერ უნდა იქნას ძაბვა დაწეული 110-35 კვ საფეხურამდე. უშუალოდ ქალაქში კი ძაბვის დაწევა ხდება 6-10 კვ-მდე, ხოლო საბოლოო მომხმარებელს მიეწოდება 0.38 კვ (380 ვ) სამფაზა ძაბვა. მოსახლეობა იღებს ცალფაზა ძაბვას ანუ 380/=220 ვ-ს. ამრიგად, საბოლოო მომხმარებლისთვის მიწოდებამდე საჭიროა ძაბვა რამდენიმეჯერ ტრანსფორმირდეს, რაც ცვლადი დენის სისტემებში ეფექტურად ხორციელდება ძალოვანი ტრანსფორმატორების მეშვეობით.

ელექტროენერგიის გადაცემა

ელექტროენერგიის გადაცემა ბოლო 30 წელია ინტენსიურად განვითარდა ძალოვანი

ელექტრონიკა, რამაც საშუალება მოგვცა, ადვილად გარდაგვექმნა ცვლადი დენი მუდმივად და მუდმივი ცვლადად, ამასთან, შესაძლებელი გახდა მუდმივი დენით გადაცემისას ძაბვის აწევა-დაწევა. მართალია ცდ->მდ და მდ->ცდ გარდამქმნელი მოწყობილობები საკმაოდ ძვირია მაგრამ მუდმივი დენით გადაცემა ხშირად დიდ კონკურენციას უწევს ცვლადი დენით გადაცემას, კერძოდ როდესაც:

ორი სისტემის სინქრონული დაკავშირება მიზანშეუწონელია მდგრადობის პრობლემლემისა და/ან ნომინალურ სიხშირეებს შორის განსხვავების გამო;

ორი სისტემის დამაკავშირებელი ხაზის სიგრძე 400-500 კმ-ზე მეტია (მუდმივი დენით გადაცემას მაქსიმუმ ორი სადენი სჭირდება, ცვლადი დენისას მინიმუმ - სამი, რის გამოც ეს უკანასკნელი უფრო გაართლებულია ეკონომიურად);

ორი სისტემა დასაკავშირებელია 30-50 კმ-ზე გრძელი წყალქვეშა კაბელით.

ელექტროენერგიის გადაცემა

ელექტროენერგიის გადაცემა

ა - მუდმივი დენის ჩანართი, ბ - მუდმივი დენის ხაზი, გ - მუდმივი დენის წყალქვეშა კაბელი

ელექტროენერგიის გადაცემა

ღირსება/ნაკლი ცვლადი დენით გადაცემა

მუდმივი დენით გადაცემა

ქვესადგურებისმოწყობილობებისსიიაფე

ცდ ქვესადგურის მოწყობილობები იაფია მდ ანალოგებთან შედარებით

მდ ქვესადგურის მოწყობილობები იაფია ცდ ანალოგებთან შედარებით

ძაბვის ტრანსფორმირების შესაძლებლობა

ტრანსფორმირება ხდება ტრანსფმორმატორებით

ტრანსფორმირება ხდება

ტრანსფორმატორებითა და სპეც ტირისტორული

მოწყობილობებით

ტალღური პროცესები ადგილი აქვს ადგილი არ აქვს, აღარ გვაქვს რეაქტიული წინაღობა, რეაქტიული სიმძლავრე და რეაქტიული დანაკარგები

ზედაპირული ეფექტი-დენი გადის ძირითადად გამტარის ზედაპირზე, გამტარის დანარჩენი კვეთი პრაქტიკულად გამოუყენებელია

ადგილი აქვს ადგილი არ აქვს

სადენების რაოდენობა 3 ან 4 (a, b, c ფაზებისთვის და ნეიტრალისთვის)

1 ან 2 (ძირითადი გამტარისა და ნეიტრალისთვის)

ცვლადი და მუდმივი დენის გადაცემის ხაზების პორტალები

ცვლადი დენის ანძა

მუდმივი დენის ანძა

ცვლადი დენის გამტარები

35 კვ და უფრო მაღალი ძაბვის გამანაწილებელ მოწყობილობებში, ხისტი სალტეების გარდა, გამოიყენება ფოლად–ალუმინის AC მარკის მრავალძარღვა გამტარები. ასევე გამოიყენება ფაზაში ორი ან ოთხი კონისაგან შემდგარი, კონებს შორის მადისტანცირებელი გამომყოფებით აღჭურვილი, სადენები. სადენების ამგვარი შესრულება მუშა დენის გაზრდისა და გვირგვინის არიდების საშუალებას იძლევა. 500 კვ და უფრო მაღალი ძაბვის გამანაწილებელ მოწყობილობებში გამოიყენებენ ფასონური ტიპის ПА 500 და ПА 640 მარკის ალუმინის შიშველ მოქნილ გამტარებს და მათ კონებს შესაბამისად, 45 და 59 მმ დიამეტრებით და 1340 და 1680 ა დასაშვები დენებით. მათ ღრუ შესრულება გააჩნიათ ზედაპირული ეფექტის გამო თანაც ასეთი ღრუ შესრულებისას ხდება მასალის ეკონომია და მსუბუქდება კონსტრუქცია.

ПА 640 მარკის ალუმინის შიშველი მოქნილი გამტარი

ცვლადი დენის გამტარები

ცვლადი დენის გამტარები

ცვლადი დენის გამტარები

ცვლადი დენის გამტარები

სახაზო იზოლატორები

სახაზო იზოკონსტრუქციის მიხედვით, განასხვავებენ შემდეგი ტიპის იზოლატორებს:

• ჩამოსაცმელი (მანჭვალა) იზოლატორები;

• თეფშისებრი საკიდი იზოლატორები;

• ღეროვანი საკიდი იზოლატორები.

სახაზო იზოლატორებიჩამოსაცმელი იზოლატორები (ძირითადად გამოიყენება 6-10 კვ ძაბვებზე. იზოლატორი ჩამოეცმება ან ჩამოეხრახნება ვერტიკალურ მდგომარეობაში მყოფ რეზბიან ღერს ან კავს, რომელიც გარშემოცმულია სურინჯში გაჟღენთილი ძენძით. აღნიშნული შესრულება სიმტკიცეს ანიჭებს ჩამოსაცმელ იზოლატორს.

სადენის დამაგრება ხდება იზოლატორის ზედა ან გვერდზე გაკეთებული ღრმულში, სპეციალური მავთულის სამაგრით.

ჩამოსაცმელ იზოლატორს ასრულებენ მკვეთრად გამოწეული და დაბლა დახრილი წიბოებით, რაც უზრუნველყოფს წვიმისგან დაცვას და ზრდის ელექტრულ სიმტკიცეს.

სახაზო იზოლატორები. თეფშისებრი საკიდი იზოლატორების კორპუსი შეიძლება დაყოფილი იქნას პირობითად „ქუდად“ და „თავად“. თავი გარედან ლითონითაა არმირებული, რომელშიც შიგნით შეყვანილი და ჩამაგრებულია ფოლადის ღერი. ქუდისა და ღერის არმირებითვის (მტკიცედ დამაგრებისთვის) გამოიყენება მაღალი მარკის ცემენტი, რომლის გაფართოების ტემპერატურული კოეფიციენტი უახლოვდება ფაიფურისას. ფაიფურის იზოლატორის გარე და შიდა მხარე გლაზურირებულია ანუ დაფარულია ლაქის მსგავსი ჰიდროფობური (წყალ ამრედი) ფენით. თანამედროვე იზოლატორებში ფაიფური შეცვლილია მინით თეფშისებრი საკიდი

იზოლატორები ა)-სტანდარტული, ბ) და დ) დაბინძურებულ გარემოში სამუშაო, გ)-აეროდინამიკური

სახაზო იზოლატორებიღეროვანი საკიდი იზოლატორები (ნახ. 5.18) წარმოადგენს მინის, ფაიფურის ან სილიკონური რეზინის ღერს, რომელსაც გააჩნია კონცენტრული ან ბურღისებურად განლაგებული ნეკნები. ღერისებრი იზოლატორის ბოლოები კონუსისებურია, რაც უზრუნველყოფს ნაკეთობის მაღალ მექანიკურ მედეგობას. ცალკეული ასეთი იზოლატორი შეიძლება დამზადდეს 1150 კვ ძაბვამდეც კი, რაც თეფშისებური იზოლატორებისაგან შემდგარ გირლანდასთან შედარებით ამცირებს იზოლატორის სიგრძეს და მასას, თუმცა ღეროვანი იზოლატორებს უფრო რთული კონსტრუქცია გააჩნიათ და ძვირია. ამიტომ ისინი გამოიყენება ისეთ ადგილებში, სადაც გადაცემის ხაზების ტრასის ფართი შეზღუდულია. ასეთი იზოლატორების დადებითი მხარეა, რომ გადაფარვა ელექტროდებს შორის თითქმის გამორიცხულია, რასაც ადგილი შეიძლება ჰქონდეს გირლანდური იზოლატორის შემთხვევაში. ამასთან, მისი მნიშვნელოვანი ნაკლია, რომ მინის ან ფაიფურის შესრულების შემთხვევაში, მოკლე შერთვის რკალის ხანგრძლივი ზემოქმედებისას მწყობრიდან გამოდის მთლიანი იზოლატორი. აღსანიშნავია, რომ განსაკუთრებული უპირატესობა გააჩნია სილიკონურ ღეროვან საკიდ იზოლატორს. მას ფაიფურის იზოლატორის ტოლი ელექტრული თვისებები აქვს. ამასთან, მასში გატარებული რეზინით გამაგრებული ოპტიკური მინის ღერი ანიჭებს ძალიან მაღალ მექანიკურ თვისებებს, უფრო მსუბუქია, კომპაქტურია და ოპტიკური კაბელით ინფორმაციის გადაცემის საშუალებას იძლევა.

ძალოვანი კაბელებიძალოვანი კაბელი შედგება ერთი ან რამდენიმე ერთმანეთისაგან იზოლირებული მრავალძარღვა სადენისგან. ტენისგან, კოროზიისგან და მექანიკური დაზიანებისგან დასაცავად, კაბელის იზოლაციას უკეთებენ დამცავ გარსს და ფოლადის ჯავშანს. ამ ელემენტების გარდა, კაბელი შეიძლება შეიცავდეს ეკრანს, დამცავი დამიწების სადენებს და შემავსებლებს.

საკაბელო ხაზებს საჰაერო ხაზებთან შედარებით გააჩნიათ შემდეგი უპირატესობები:

• გამორიცხულია ატმოსფერული გადამეტძაბვები;

• გამორიცხულია ქარისა და ყინულის ზემოქმედება;

• მინიმუმამდეა დაყვანილი ადამიანთა დაზიანების შესაძლებლობა.

საკაბელო სადენებსა და ხაზებს საჰაერო ხაზებთან შედარებით გააჩნია შემდეგი ნაკლოვანებები:

• ძვირია;

• რთულია მისი მონტაჟი და რემონტი;

• იგივე სიმძლავრის გატარებისას საკაბელო ხაზებში ლითონის ხარჯი მეტია.

ზემოაღნიშნული უპირატესობებისა და ნაკლოვანებების გათვალისწინებით, კაბელებს გამოიყენებენ ისეთ ადგილებში სადაც საჰაერო ხაზების აგება შეუძლებელია ან უსაფრთხოების ზომების გამო მიზანშეუწონელია, მაგალითად, დასახლებულ პუნქტებში, წყალქვეშ, სამრეწველო საწარმოთა ტერიტორიაზე და ა.შ. ასევე კაბელური შეერთებები გამოიყენება რიგ შემთხვევებში ელექტრული სადგურის სინქრონული გენერატორების სალტეების დასაკავშირებლად ამწევ ტრანსფორმატორებთან; ასევე 110 – 500 კვ ნომინალური ძაბვის ქვესადგურებში – ამწევი ტრანსფორმატორის დასაკავშირებლად გამანაწილებელ მოწყობილობასთან, თუკი ადგილობრივი პირობების გამო სალტეებით ან მრავალძარღვა სადენით დაკავშირება შეუძლებელია.

ძალოვანი კაბელები ძალოვანი კაბელები შეიძლება დაყოფილი იქნას შემდეგი ნიშნების მიხედვით: სადენის მასალის მიხედვით - სპილენძის ან ალუმინის; სადენების იზოლაციის მასალის მიხედვით - ქაღალდის, პლასტმასის ან

რეზინის; გარსაცმის მასალის მიხედვით - ლითონის, პლასტმასის ან რეზინის; მექანიკური დაზიანებებისაგან დაცვის ხერხის მიხედვით - ჯავშნიანი და

უჯავშნო; ნომინალური ძაბვის მიხედვით - მაღალი ძაბვის (1 კვ-ზე ზემოთ) და

დაბალი ძაბვის (1 კვ-მდე); ერთ გარსაცმში მოთავსებული სადენების მიხედვით - ერთსადენა,

ორსადენა, სამსადენა, ოთხსადენა და მრავალსადენა; შიგა იზოლაციის მიხედვით - მშრალ და ზეთით გაჟღენთილი იზოლაციის

მქონედ; სადენის ფორმის მიხედვით - მრგვალი, სეგმენტური, სამკუთხა. დენის სახის მიხედვით - ცვლადი დენის და მუდმივი დენის კაბელებად;

ძალოვანი კაბელები

ძალოვანი კაბელები

გმადლობთ ყურადღებისათვის!