2 Сурет

в) қайталанбалы – қысқа мерзімді жүктеме режімінде жұмыс істейтін қабылдағыштар (3 суретті қара). Бұл режімде машина мен аппараттардың қысқа мерзімді жұмыс периоды қысқа мерзімді өшу периодымен кезектесіп тұрады. Қайталанбалы – қысқа мерзімді жұмыс режімі жұмыс істеудің салыстырмалы жалғастығымен және циклдің ұзақтығымен сипатталады. Қайталанбалы қысқа мерзімді жүктеме режімінде электр машина немесе аппарат шексіз уақытта белгіленген салыстырмалы жұмыс істеу жалғастығымен жұмыс істей алады, ал машина немесе аппаратура бөлшектерінің температурасы белгіленген шамадан аспайды.

3 Сурет

6) Тұтынушылардың жұмыс режімдері бойынша бөлуден басқа жүктеменің симметриялы еместігін немесе фазалардың жүктемеленуінің бір қалыпты еместігін ескеру керек.

7) Қорек көзінің сенімділігі /ПУЭ 1998 ж/.

Электрмен жабдықтау сенімділігін қамтамасыз ету барысында электрлік қабылдағыштары келесі 3 категорияға бөлінеді:

I категориялы электрлік қабылдағыштар - электр жабдықтаудың уақытша тоқтап қалуы келесі жағдайларға әкелетін электрлік қабылдағыштар жатады: адам өміріне қауіп төнсе, ауыл шаруашылығына зиян келсе, негізгі қымбат жабдықтар бүлінсе, өнім сапасы бұзылса, күрделі технологиялық процестер нашарласа.

I категориялы электр қабылдағыштардың тобынан ерекше топ бөлінеді: олардын тоқтаусыз жұмыс істеуі адам өмірінің қауіпсіздігін қамтамасыз ету, жарылыс, өрт және қымбат жабдықтардың бүлінуінен қорғайтын өндірістің апатсыз тоқталуы үшін қажет;

II категориялы электр қабылдағыштар - электрмен жабдықтау тоқтаған кезде өнімнің толық берілуін азайып, жұмысшылардың, механизмдердің және өндірістік көліктердің жұмыссыз тұруына, қала және ауыл тұрғындардың тұрақты қызметтерінің бүлінуіне әкелетін электр қабылдағыштар;

III категориялы электр қабылдағыштар - 1 және 2 категорияларға жатпайтын барлық қалған электр қабылдағыштар.

III категориялы электр қабылдағыштар екі тәуелсіз бір-бірімен резервте болатын корек көздерінен электр энергиясымен қамтамасыз ету керек және бір қорек көзінің электр жабдықтауы бүлінген кезде электр жабдықтардың үзілісі қоректенуді автоматтық түрде қайта қосу уақытына ғана мүмкін.

Электр жабдықтаудың I категориялы электр қабылдағыштардың ерекше тобы үшін қосымша  үшінші тәуелсіз резервті қорек көзі қарастырылу керек.

2.2 Өнеркәсіптік өндірістің электрлік жүктемелері

Электр жабдықтауды қазіргі заманға сәйкес жобалау кезінде өндіріс орындарында бүкіл күрделі техника-экономикалық сұрақтар комплексінің рационалды шешуінің негізі болып күтілетін электрлік жүктемелерді дұрыс анықтау табылады. Кез келген электрмен жабдықтау жүйесін жобалаудың бірінші кезеңі электрлік жүктемелерді анықтау болып табылады.  Электржабдықтаудың жобалаған барлық элементтерінің таңдалуы электр жүктемелердің мәнімен анықталады. Күтілетін жүктемелерді дұрыс бағалаудан капиталды шығындар, түсті металдың шығыны, электр энергияның шығыны және эксплуатациялы шығындар тәуелді болады. Егер есептеулерде электр жүктемелердің азаю жағына қарай қате жіберілсе, онда ол электрмен жабдықтау жүйесінде электрэнергияның шығындарында (потери) кететін артқан шығындарды (расход) тудырады, электржабдықтардың тозуын жылдамдатады, агрегаттардың және жалпы кәсіпорынның өнімділігін шектеуі мүмкін.

Жобалау кезінде негізгі параметрлер болып мыналар табылады: электрқабылдағыштардың номиналды қуаты; токтың номиналды, активті қуаты; номиналды реактивті қуат; орташа жүктемелер; кез келген уақыт интервалы ішінде ортаквадратты жүктемелер Рск, Qск, Іск; максималды жүктемелер; есептік жүктемелер; орташа жүктеменің максимумы және басқалар.

2.3 Электр қабылдағыштарды және олардың жүктеме графиктерін сипаттайтын көрсеткіштер

Жүктемені есептеу және зерттеу кезінде жүктеме графиктерінің кейбір өлшемсіз көрсеткіштері (коэффициенттері) қолданылады, олар электр қабылдағыштардың уақыт немесе қуат бойынша жұмыс режімін сипаттайды. Оларды анықтау жобаланатын жүйенің параметрлеріне, жоба жүргізілетін өнеркәсіптің саласына және т.б. тәуелді болуы мүмкін. Негізгі көрсеткіштер болып мыналар табылады:

қолдану коэффициенті;

қосылу коэффициенті; активті және реактивті қуат бойынша жүктелу коэффициенті;

жүктеме график түрінің коэффициенті;

активті қуаттың максимум коэффициентті Кма;

сұраныс коэффициенті, жүктеме графигінің толу коэффициенті;

жүктемелер максимумдарының түрлі уақыттың коэффициенті;

жыл бойғы энергия қолдануы бойынша ауысым коэффициенті және қабылдағыштардың келтірілген (эффективті) саны.

3 дәріс. Кернеудің әртүрлі сатыларында өнеркәсіптік өндірістің электр жүктемелерін анықтау

Дәрістің мазмұны:

-       орташа жүктемені анықтау;

-       есептік жүктемелерді анықтау;

-       электр жүктемелерді есептеу кезіндегі негізгі ережелер;

-       есептік жүктемені анықтау әдістері.

Дәрістің мақсаты:

- Өндірістік кәсіпорындардың электрмен жабдықтау жүйелеріндегі электрлік жүктемелердің негізгі әдістері мен орналасу орындарын қарастыру.

3.1 Орташа жүктемені анықтау

Жұмыс режімдері бірдей күштік электр қабылдағыштар тобының ең үлкен жүктелген кезеңдегі орташа қуатын былай табуға болады

Ал тогы озатын қабылдағыштардың (СҚ, КБ) реактивті жүктемелері «-» таңбасымен алынады.

3.2 Есептік жүктемелерді анықтау

Өндірістік кәсіпорындардың электр жабдықтау жүйесінде электрлік жүктемені анықтаудың бірнеше арнаулы орындары бар (4 суретті қара).

1   1000В-тан аспайтын бір қабылдағыштың есептік жүктемесін анықтау (1 жүктеме); берілген электр қабылдағышқа келетін сым немесе кәбілдің  қимасын анықтауға және қабылдағышты күштік тарату шкафына немесе тарату желісіне жалғауға арналған аппаратты таңдау үшін керек.

2  1000В-тан аспайтын қабылдағыштар тобының есептік жүктемесін анықтау (2 жүктеме); берілген қабылдағыштар тобын қоректендіретін тарату магистралының, радиалды желілерінің қимасын анықтау үшін және берілген қабылдағыштар тобын негізгі күштік тарату шкафына немесе трансформатор-магистраль блогының сұлбасындағы қоректендіруші магистралына жалғау аппаратын таңдау үшін керек.

3 Жеке қабылдағыштарды немесе қабылдағыштар тобын қоректендіретін күштік тарату шкафтары немесе жеке ірі қабылдағыштар кернеуі 0,69-0,4/0,23кВ цехтік қосалқы станцияның шиналарындағы есептік жүктемені анықтау  (3 жүктеме). Бұл жүктемені анықтау цехтік ҚС 0,69 немесе 0,4/0,23 кВ шиналарынан шығатын жоғарыда айтылған қабылдағыштарды қоректендіретін желілердің қимасын және цех ҚС төменгі кернеу шинасына желілерді қосатын аппараттарды таңдау үшін қажет.

4 Трансформатордағы шығындарды есепке ала отырып, жеке цехтік трансформаторлардың немесе жеке қабылдағыштардың тарату орындарының 6-20кВ шиналарында тудыратын есептік жүктемесін анықтау (4 жүктеме). Цехтік трансформаторлар мен жоғарғы кернеулі қабылдағыштарды қоректендіретін тарату пункттарының шиналарынан шығатын желі сымының  қимасын және сол желілерде орнатылған ажырату аппараттарын таңдау үшін керек.

5 Тарату пунктінің әрбір секцияларының шиналарындағы жалпы есептік жүктемені анықтау. Тарату пунктінің 6-20кВ шиналарының материалын және  қимасын, желінің қимасын, басты төмендететін қосалқы станция (БТҚС) (ГПП) шинасы жағындағы ажырату аппараттарын  таңдау үшін керек (5 жүктеме). Егер БТҚС-ның 6-20кВ шинасынан цехтік транформаторлар немесе қабылдағыштар қоректеніп жатса, онда 5-жүктеме 4-жүктеменің мағынасын білдіреді, тек БТҚС-ң 6-20кВ шиналарына қатысты.

6 БТҚС-ң әрбір секцияларында 6-20кВ шиналарындағы жалпы есептік жүктемесін анықтау (6 жүктеме). БТҚС-да орнатылған төмендеткіш трансформаторларының қуаты мен санын, БТҚС шинасының материалы мен  қимасын, БТҚС трансформаторларының 6-20кВ-тық төменгі кернеу жағында орнатылған ажырату аппараттарын таңдау үшін керек.

7 Трансформатордағы шығынды есепке ала отырып, БТҚС трансформаторларының 35-220кВ-тық жоғарғы кернеулі жағындағы есептік жүктемесін анықтау. БТҚС трансформаторларын қоректендіретін желілерді жалғайтын аппараттарды таңдау үшін керек.

3.3 Электр жүктемелерді есептеу кезіндегі негізгі ережелер:

а) цехтар немесе өнеркәсіп кәсіпорынның жүктемелер графиктері уақыт аралы өзгереді, өседі және өндіріс техникасы жетілдірілген сайын түзеледі (Кз жоғарлайды – жүктеме графигінің толу коэффициенті);

б) Өндірістің әрдайым жетілдірілуі (өндіріс процесстердің автоматтандырылуы мен механизациялануы) кәсіпорын тұтынатын электрэнергия шығыны көбейеді. Бұл жағдай электржүктемелердің өсуін тудырады;

в) ЭЖЖ жобалау кезінде өндірістің даму перспективасын (бұл деген 10 жыл аралығында кәсіпорын электржүктемесінің келешек өсуін) ескеру қажет.

3.4 Есептік жүктемені анықтау әдістері

Есептік жүктемені анықтаудың бірнеше әдістері бар.

Электрлік жүктемені анықтаудың негізгі тәсілдеріне келесіні жатқызуға болады:

а) бекітілген (номиналды) қуат және сұраныс коэффициенті арқылы;

б) орташа қуат және максимум коэффициенті арқылы (жүктеме графигінің реттелген диаграммалар әдісі);

в) орташа қуат және жүктеме графигінің пішін коэффициенті арқылы;

г) орташа қуат және орташа есептік жүктемеден ауытқуы арқылы (статистикалық әдіс).

Есептік жүктемені анықтаудың қосымша тәсілдеріне келесіні жатқызуға болады:

а) қандай да бір уақыт аралығында берілген көлемдегі өнімнің шығарылу кезеңін өнімнің бірлігіне кететін электр энергияның меншікті шығыны арқылы;

б) өндіріс ауданының бірлігіне кететін меншікті жүктеме арқылы.

3.5 Бекітілген (номиналды) қуат және сұраныс коэффициенті арқылы есептік жүктемені анықтау

Жұмыс режімі біркелкі электр қабылдағыштар тобының есептік жүктемесі келесідей анықталады

3.6 Өндірістік ауданының бірлігіне кететін меншікті жүктеме арқылы есептік жүктемені анықтау

Әдіс цехтағы қабылдағыштардың қуаты аз  және олар өндіріс аймағында бір қалыпты орналасқан кезде қолданылуы мүмкін.

мұндағы F – топтың қабылдағыштарын орналастыру ауданы, м²;

r_ж - 1м² өндірістік ауданына кететін меншікті есептік қуат, кВт/м².

3.7 Өнім бірлігіне шаққанда электроэнергияның меншікті шығыны арқылы есептік жүктемені анықтау

М_ж- өнімнің жылдық шығарылуы, дана, м, т, м²;        

w_менш – электр энергияның меншікті шығыны, кВтсағ/өнім данасы;

Р_ож – жүктеменің орташа жылдық қуаты; 

Т_ж – жұмыс уақытының жылдық жиыны, сағ;

a – энергқолданыс бойынша ауысымдық коэффициенті, a@0,5¸0,9.

3.8 «Жүктеменің реттелген диаграммалары» тәсілі арқылы есептік жүктемені анықтау

                    Р_е= Р_см×К_м;   Р_см= Р_ном×К_қ;    Q_см=Р_см×tgj

              Q_е = 1,1×Q_см – егер  n_э = n_n<10;             

      Q_е = Q_см       – егер  n_э = n_n   ³10.

К_м=f (n_э; К_қ) тәуелділігінің графиктері немесе кестелері арқылы К_м – мәнін табады.

4 дәріс. Реактивті қуатты өтемелеу

Дәрістің мазмұны:

-       электр тораптарындағы реактивті қуат;

- реактивті қуаттың физикалық мәні;

-       реактивті қуатты өндіру;

-       реактивті қуаттың балансы;

-       қуат коэффициенттері;

-       реактивті жүктемелерге арналған өтемелегіш қондырғылар.

Дәрістің мақсаты:

-       реактивті қуатты компенсациялаудың әдістері мен  қондырғыларын қарастыру.

4.1 Электр тораптарындағы реактивті қуат

Электрэнергия қабылдағышы синусоидалды кернеулі  қорек көзіне қосылған және фаза бойынша кернеуге қарағанда j бұрышына ығысқан,  синусоидалды тогын тұтынады деп жорамалдайық.

Қабылдағыштың қысқыштарындағы қуаттың (мгновенный) мәні мына формула арқылы анықталады

яғни біреуі уақыт бойынша тұрақты, ал екіншісі екі еселік жиілікпен соғатын екі шаманың қосындысы.

Қоректендіретін кернеудің Т период аралығындағы р қуатының орта мәні мына өрнектің бірінші жігімен өрнектеледі

.

Активті қуат деп аталатын бұл көрсеткіш пайдалы жұмысты өндіру үшін уақыт бірлігінде бөлінетін энергияны сипаттайды, мысалға алатын болсақ, R активті кедергісіне ие қабылдағышта кездесетін – жылу:

Р = U×I×cos j = I²R .

5 Сурет - Токтың, кернеудің және қуаттың мәндерін көрсететін қисықтар

Жоғарыда көрсетілген өрнектің екінші жігінде өрнектелген Т уақытындағы қуаттың орта мәні 0-ге тең, яғни оның пайда болуына ешқандай материалды қаржы жұмсалмағандықтан, ол пайдалы жұмыс орындауы мүмкін емес. Ал оның өрнекте бар болуы қорек көзі мен қабылдағыштың арасында энергия алмасуы жүретінін көрсетеді. Бірақ бұл процесс электрмагнитті энергияны жинайтын және беретін – сыйымдылық пен индуктивтілік сияқты ерекше реактивті элементтердің қатысуымен ғана орындалады.

Сонымен, қабылдағыштың қысқыштарындағы толық қуатты комплексті түрде былай көрсетуге болады

S = U×I×cosj + jU×I×sinj = Р + jQ

мұндағы Q - реактивті қуат, квар.

4.2 Реактивті қуаттың физикалық мәні

, квар

Q – реактивті қуат, квар;

I – фазалық ток, А;

Х – фазалық индуктивті кедергі, Ом;

Ф_м – айнымалы магнит ағынының амплитудасы, Вб;

В_т – магнит индукциясының амплитудасы;

m – магнит тізбегінің магниттік өтімділігі, Гн/м;

V – магнит тізбегінің көлемі, см³;

U – кернеу, В.

Реактивті қуат тұтыну. Реактивті қуаттың жүктемеге байланысты 2 түрлі:  индуктивті немесе сыйымдылықты болатыны белгілі. Егер ток фаза бойынша кернеуден қалып отырса, онда жүктеме индуктивті болады, ал оның таңбасы оң (+) болады және мұнда реактивті қуат тұтынылады. Торап элементтерінде реактивті қуаттың шығыны да болып тұрады, олар электрэнергия қабылдағыштары тұтынған реактивті қуатпен өлшемдес. Өндіріс орындарындағы реактивті қуаттың ең негізгі тұтынушылары мыналар: асинхронды қозғалтқыштар (АҚ) (барлық тұтынылған қуаттың 60-65 % құрайды), трансформаторлар (20-25%), бұрандалы түрлендіргіштер, реакторлар, ауалы және кәбілді электр тораптары және басқа қабылдағыштар (10%).

Салыстыру үшін активті қуат P, реактивті қуат сияқты қабылдағыштармен тұтынылады және торап элементтері мен электр қондырғыларында шығынға ұшырайды.

4.3 Реактивті қуатты өндіру

Егер ток кернеуден озатын болса, онда жүктеме сыйымдылықты болады да, реактивті қуат өндіріледі және ол теріс («-») таңбалы болып келеді. Реактивті қуат – электр станциялардағы генераторлармен, синхронды қозғалтқыштармен, күштік конденсаторлар батареяларымен, тиристорлар және желілермен өндіріледі.

Салыстыру үшін: активті қуатты тек электр станциялардың генераторлары өндіреді.

4.4 Реактивті қуаттың теңдігі немесе балансы:

 SQ_i = 0,  SQ_тұтын = SQ_{қор.көзі},

SQ_тұтын = Q_жүкт + DQ_(шығын).

SQ_{қор.көзі} = Q_ген + Q_сқ + Q_кб + Q_лэп + Q_{р.қ.тирист. қөр.көзі} +….

Салыстыру үшін: активті қуаттың балансы:

SР_i = 0, Р_ген = Р_жүкт + DР_(шығын).

4.5 Қуат коэффициенттері

Осы уақытқа дейін реактивті қуатты сипаттайтын негізгі нормативті көрсеткіш болып, активті қуаттың коэффициенті -  болып келеді. Өндірістік орындардың қоректенетін кірісінде бұл көрсеткіш 0,92 - 0,95-ке тең болуы қажет. Бірақ P/S деген қатынас реактивті қуаттың нақты өзгерісінің динамикасын көрсете алмайды. Мысалы, бұл коэффициент 0,95-тен 0,94-ке өзгерген кезде реактивті қуат 10% өзгереді, ал 0,99-дан 0,98-ге өзгергенде  -реактивті қуат 42% өзгереді.

Есептеу кезінде tgj = Q/Р қатынасын қолданған ыңғайлы, бұл қатынасты реактивті қуаттың коэффициенті деп атайды.

4.6 Реактивті жүктемелерге арналған өтемелегіш қондырғылар

Негізгі қарышталаушы (компенсациялаушы) құрылғылар ретінде мыналар қолданылады: синхронды қозғалтқыштар, синхронды компенсаторлар (СК), статикалық конденсаторлар және т.б.

  Конденсатор батареялары сұлбаларында, конденсаторға параллель қосылатын арнайы активті және индуктивті кедергілер қараластырады. Бұл кедергілер конденсаторлар өшкеннен кейін разрядтау үшін қажет, себебі конденсаторлардың өздік разрядталуы өте баяу жүреді (3-5 минут).

Разрядтық кедергілер конденсатор батареялары тораптан өшкен сайын сөніп тұруы қажет. Сондықтан конденсатор батареяларына әрқашан тұрақты түрде разрядтық кедергілер қосылуы қажет (бөлгіштерсіз, айырғыштарсыз және сақтандырғыштарсыз):

а) U>1000 В (2НОМ) кездегі екі КТ (кернеу трансформаторы) түріндегі берілген разрядты кедергілер;

б) U<1000 В кездегі омдық кедергі ОК түрінде берілген разрядты кедергі (қызу лампалары).

6 Сурет – Разрядтық кедергілерді қосу сұлбалары

а)                                            б)                                          в)

7 Сурет - Конденсатор батареяларының 380 В шинасына қосылу сұлбалары

а) автоматты ажыратқыш А (автоматты реттеу кезінде де және ол жоқ кезде де қолданыла береді);

б) айырғыш Р және сақтандырғыш П (автоматты реттеу жоқ кезде қолданады);

в) контактор КТ немесе магнитті жібергіш бар сақтандырғыш П (автоматты реттеу бар болған кезде қолданады).

(а)  сұлбасы жеке өтемелеу кезінде пайдаланылады.

(б) мен (в) сұлбалары топтық және орталықтандырылған өтемелеуде пайдаланады.

     а)                                    б)                                   в)

8 Сурет - Кернеуі 6-10кВ шиналарға конденсатор батареяларының қосылу сұлбалары

а) конденсатор батареяларының бөлек сөндіргіш арқылы қосылуы конденсатор батареяларының қуаты >400 квар болған кезде пайдаланылады;

б) конденсатор батареяларының қуаты ≤400квар кезде олар бір-бірімен ВН-17 арқылы қосылады;

в) трансформатордың немесе қозғалтқыштың реактивті қуатын жеке өтемелеу сұлбасы. Кемшілігі  – ортақ сөндіргіш.

5 дәріс. Кернеу 1кВ-қа дейінгі электрэнергиясын тарату

Дәрістің мазмұны:

-       кәбілдер мен сымдарды төсеу әдістері;

-       сымдарды қорғаныс  құбырларда төсеу;

-       сымдарды ашық жағдайда төсеу;

-       күштік және жарықтық тораптардың сұлбалар және құрылымдық орындалуы;

-       1 кВ – қа дейінгі сымдар мен кәбільдердің қорғанысын және олардың қимасын таңдау;

-       электр торабын кернеу шығыны бойынша есептеу;

-       электрлік жарықтандыру тораптары.

Дәрістің мақсаты:

- 1 кВ – қа дейінгі электрэнергияны тарату әдістер мен құрылғыларын оқып үйрену.

5.1 Кәбілдер мен сымдарды төсеу әдістері

Электрэнергиясын өндірістік кәсіпорындарының тұтынушыларына жеткізу, таратуы электр желісі арқылы іске асады. Электр қабылдағыштар цех ішінде қосалқы станция мен тарату құрылғыларына қорғаныстық, қосқыш аппараттар арқылы қосылады.

Өндірістік кәсіпорындарында электр желісі ішкі (цехтік) және сыртқы болып орындалады. Ішкі желі ашық болуы мүмкін: қабырға, төбе және басқа элементтерінің (құбырларда, коробкаларда, лотокторда) бетінде орналасады және де жасырылған болуы мүмкін: ғимараттардың конструктивті элементтерінің ішінде орналасады (қабырға ішінде, еденнің астында, фундаментте, т.б). Ал сыртқы желі ғимараттың сыртында орналасады, ғимараттар арасында және тіреулерде.

Электр желісінің өткізгіштері оқшауланған және оқшауланбаған болуы мүмкін. Оқшауланған өткізгіштер қорғалған және қорғалмаған түрде орындалады. Қорғалған өткізгіштер оқшауламасының сыртынан металл қаптамамен қапталады, ол механикалық бұзылудан қорғау үшін қажет. Қорғалмаған өткізгіштерде ондай қаптамалар болмайды.

Сымның, кәбілдің маркаларын, желінің түрін, орындау әдісін таңдау қоршаған ортаның сипаттамаларына байланысты анықталады, цех ішінде технологиялық жабдықтардың орналасуына және корек көзімен, басқа да сипаттамалармен анықталады.

Өндірістік кәсіпорындардың электр желісінде шинаөткізгіш кеңінен қолданылады. Олар құрылымы бойынша - ашық және жабық, тағайындалуына қарай - радиальды таратушы (ШМА, ШРА) және  магистралды болады.

5.2 Сымдарды қорғаныс  құбырларда төсеу

Бұл қорғаныс механикалық зақымдалудан қорғайды, ол құбырлардың қосымша шығынымен байланысты.

Кемшілігі: мұндай төсеу, әсіресе болаттан жасалған құбырларда, оқшауламаның зақымдану мүмкіндігімен байланысты және зақымданған сымдарды ауыстыруға қажеттілік туғанда ыңғайлы болады. Мұндай төсеу ПУЭ-ға сәйкес жарамысқа қауіпті бөлмелерде жасау қажет және арнайы ВБВ,  АВБВ типті кәбілдер қолданылады.

5.3 Сымдарды ашық жағдайда төсеу

Бұл кезде сымдар арнайы роликтерде, құрам оқшаулағыштарда, тростарда төселеді, ол өте қарапайым және арзан, бірақ сымдарды механикалық зақымдаудан қорғау сенімділігі жеткіліксіз.

Сымдарды лотоктар мен қорабшаларда төсеу күдіктірек болып табылады, әсіресе күрделі көпқозғалтқышты агрегаттар мен автоматты жолдар үшін сымдар мен кабельдер саны өте көп болған кезде мұндай төсеу ынғайлы болып табылады.

Жарықтандыру желісінде ШОС түрлі шина өткізгіштер кеңінен қолданылады, ол алюминий немесе мыстан жасалған төрт  өткізгіштен тұрады. Шамдар штепселді терезе арқылы қосылады.

5.4 Күштік және жарықтық тораптардың сұлбалар және құрылымдық орындалуы

Сұлбалар қолданысқа ыңғайлы және электрэнергиясымен қоректелетін тұтынушылар үшін сенімді болуы керек. Электрэнергияның шығыны, өткізгіштерге кететін  шығындар, желіні салуға кететін шығындар минималды болуы керек.

Цех желілері қоректенуші және таратушы болып бөлінеді. Электржелілерінің сұлбалары радиалды, магистралды және аралас болып орындалуы мүмкін.

                                                                 ТП

5.5 1 кВ – қа дейінгі сымдар мен кәбілдердің қорғанысын және олардың қимасын таңдау

Талсымдары Al және Cu жасалған сымдар мен кәбілдер үшін ұзақ мерзімді мүмкін болатын ток жүктемелерінің мәндері кестелерде келтіріледі. Бұл кезде ауа температурасы 25⁰С деп қабылданады; 0,7 м тереңдіктегі жердің температурасы - 15⁰С. Температуралардың мәндері белгіленгеннен басқа болса және негізгі траншеяда салған кезде кестелерде көрсетілген ток жүктемелерге түзету коэффициенттерді еңгізеді: температураның коэффициент және салу коэффициенті.

1000 В-қа дейінгі кәбілдер мен сымдардың қимасын қызу шарты бойынша ұзақ мерзімді өткізетін ток жүктемесінің есептік мәніне байланысты қалыпты жағдайда төселген кезде кестеден мынандай екі түрлі қатынас шарттары бойынша  алады:

а) ұзақ мерзімді есептік тогы мен қызу шарты бойынша:

I_{сым.мүмк.бол.} ³ ;

б) алынған аппараттарға максималды токтық қорғанысының  сәйкес келу шарты бойынша

I_{сым.мүмк.бол.} ³  

мұндағы К_түзету - сымдар төселуіне байланысты түзету коэффициенті;

К_қ - қорғаныс коэффициенті, яғни ол I_{сым.мүмк.бол.} /I_{апп  ном} немесе I_{апп. іс.қос}

Балқымалы қыстырғы үшін:

К_қ = 1,25 – жарылысқа және өртке қауіпті жерлер, сауда орындары;

К_қ = 1 - жарылысқа және өртке қауіпсіз өндіріс орындары;

К_қ = 0,33 - асқын жүктемеден қорғауды қажет етпеген жағдай.

Автоматтық ажыратқыштар үшін:

I_{у авт} - шапшаң ағытқышы бар К_қ = 1,25; 1,0; 0,22;

I_{у авт} - реттелмейтін кері тәуелді сипаттамасымен К_қ  = 1,0; 1,0; 1,0;

I_у.авт - реттелетін сипаттамасымен К_қ  =  1,0; 1,0; 0,66.

Қалыпты жағдайда К_тұзету = 1.  Онда

I_{мүмк.бол.} ³ I_{ұз.мерз},  I_{мүмк.бол.} ³ к_қ× I_қорғ.

5.6 Электр торабын кернеу шығыны бойынша есептеу

DU_ф = I×r×cosj + I×x×sinj = I×(r×cosj + x×sinj),

DU_л =DU_ф =(I×r×cosj + I×х×sinj) или

DU_л =.

5.7 Электрлік жарықтандыру тораптары

ГОСТ 13109-87 сәйкес  жұмысшы жарықтандыру тораптарында U-дің ауытқуы 2,5-тен 5 % -ға дейінгі аралығында  болуы мүмкін.

U = 380/220 В тораптарында жарықтандыру және күштік желілерді бір жерден қоректендіру барысында қозғалтқышты іске қосу кезіндегі кернеудің толқуын ескеру керек. Егер кернеудің толқуы 1 сағат ішінде 10 реттен көп  қайталанса, олар шамның U_ном кернеуінен 4%-дан аспауы керек. Сондықтан қыздыру шарты бойынша алынған электр жарықтандыру тораптары мүмкін болатын кернеу шығынына тексеріледі.

Жарықтандырудың жүктемесі активті  және ол бірқалыпты таратылған  кезде тораптың кез келген  бөлігі үшін (cosj=1) келесі формуланы қолданады

DU% = SM/CS  немесе S = SM/CDU%

мұндағы SM = Sp×L - жүктемелер моментінің соммасы;

С= - электрэнергияның  тарату жүйесіне, U_желі, сымның материалына  тәуелді коэффициент, (С – кестеден алынады).

Сым материалы аз болуы үшін жарықтандыру торабының сымының қимасы келесі өрнекпен анықталады

S = (SM + Sam)/CDU

мұндағы SM - берілген бөліктің (участок)  және энергия бағыты бойындағы бөліктердің моменттерінің қосындысы, кВт/м. Желідегі өткізгіштер саны берілген біліктіктегі өткізгіштердің санына тең.

Sam - берілген учаскіден қоректенетін, бірақ сымдар саны басқа, барлық тармақтардың моменттерінің қосындысы;

a - учаскідегі және тармақтағы сымдар санына тәуелді моменттерді келтіру коэффициенті;

DU - есептелетін учаскінің  басынан ең қашықтықта орналасқан шамға мүмкін болатын кернеудің  есептік шығыны. Есептік формула тізбектеліп тораптың барлық бөліктері үшін  қолданылады (ҚС-ың шинасынан шығатын қоректендіруші магистралдан бастап ең соңғы шамға дейін).  Сымның таңдалған есептік  қимасы бойынша соған жақын үлкенірек стандартты сым қимасы таңдалады. Содан соң таңдалған  қима бойынша және оның нақты моменті бойынша кернеу шығыны есептеледі.

6 дәріс. 1000В-қа дейінгі желілер үшін қорғаныс аппаратурасы

Дәрістің мазмұны:

-  сақтандырғыштар;

-  автоматты ауа ажыратқыштары.

Дәрістің мақсаты:

- 1000 В-қа дейінгі желілердегі электрқабылдағыштарды қорғауды  әдістемері мен қолдағыштарды қарастыру.

6.1 Сақтандырғыштар

Олар электр қондырғыларды токтардың қысқа тұйықталуынан  қорғау үшін қолданылады. Сақтандырғыштар арқылы асажүктелуден қорғаныс қондырғының қорғалатын элементтері өткізу қабілеті бойынша І_{ном.балқ.}-тан      ≈ 25% жоғары болған шарт кезінде ғана мүмкін. [ПН және ПР құрылғылары].

Балқышылар бір және одан жоғары сағат ішінде номинал токтан 30-50% токтарға шыдайды. I_{ном.балқ}-дан 60-100% жоғары токтар кезінде олар бір сағаттан аз уақыт ішінде балқийды.

1000 В дейінгі кең таралған сақтандырғыштар: ПР-2 жиналмалы сақтандырғыштар; НПН - құм себілген жиналмалы емес сақтандырғыш; ПН-2 - құм себілген жиналмалы сақтандырғыш.

Сақтандырғыштың негізгі типтері I_ном  15 А-ден 1000 А-ге дейін болады.

Құрылымы  бойынша сақтандырғышты 2 топқа бөлуге болады:

а) кварцты құммен толтырылған ( ПН-2, НПН, ПП17, ПП18);

б) толтырылмайтын (ПР-2).

Балқымалы сақтандырғыштар мынандай болып  бөлінеді:

а) инерциялық - жылулық инерциясы үлкен, яғни біршама үлкен қысқа уақытты ток жүктемесіне төзімді;

б) инерциялық емес - жылулық инерциясы аз, яғни асқын жүктемеге төзімділігі шектеулі.

Сақтандырғышты таңдау шарты

I_{ном.сақт.} ³ I_{ұз.мерз.},  I_{ном.балқ} ³ I_{есеп.балқ}

мұндағы I_ұзақ  - есептік ұзақ уақытты ток, ол былай есептеледі

.

12 Сурет - Сақтандырғыш сипаттамасы

Іске қосу токтары үлкен (номиналды токтардан асатын) ЭҚ үшін балқышаны (вставка) таңдаған кезде іске қосу тоғын төмендету коэффициенті α енгізіледі. Ол іске қосу жеңіл кезінде α=2,5 деп қабылданады, ал іске қосу кезде α=1,6.

Қосылуы жеңіл жалғыз қозғалтқышқа баратын желіні қорғағанда (станоктар, желдеткіштер, насостар, т.б)

I_{есеп.балқ}³ ,    I_і.қ = К_і.қ×I_ном.қ.

Қосылуы жиі немесе қосылу уақыты ұзақ жалғыз қозғалтқыштарға баратын желіні қорғағанда (крандар, ұнтаққағыштар, центрифугалар т.б.)

I_{есеп.балқ}³ .

Күштік немесе аралас жүктемені қоректендіретін магистралды қорғағанда

I_балқ ³

мұнда I_{қысқ.уақ} - желінің максималды қысқа уақытты тогы.

I_{қысқ.уақ} = I^/_і.қ + I^/_ұзақ,  [I_{қысқ.уақ} = I_{ұлкен ЭҚ і.қ}+],

мұнда  I^/_і.қ - бір уақытта қосылатын электр қозғалтқыштардың қосылу тогы. Бұл кезде желінің қысқа уақыттағы тогы максималды мәніне ие болады;

I^/_ұзақ – бір немесе ЭҚ-ыр тобының іске қосылу моментіне дейінгі желінің ұзақ уақытты есептік тогы, А.

Пісіру аппаратына баратын желіні қорғау үшін I_{ном.балқ.}  келесі қатынастан таңдайды.

I_балқ ³ 1,2× I_дәнек×,

мұндағы I_дәнек - номиналды қосылу ұзақтығы ПВ бойынша дәнекерлеу аппаратының номиналды тогы, А.

Пісіру аппаратына баратын желінің қорғау үшін алынатын I_{ном.балқ} сол аппаратқа баратын өткізгіштің I_мұмк -на тең деп алуға болады.

Тармақталған магистралды желіні балқымалы сақтандырғыштар мен қорғаудың селективтілігі ток көзіне жақындаған сайын I_{ном.балқ} -ның өсуімен іске асырылады. Егер келесі сатыдағы сақтандырғыштың тогы алдыңғы сатыдағы сақтандырғыштың тогынан 2 сатыға көп болса, селективтілік қамтамасыздандырылады.

6.2 Автоматты ауа ажыратқыштары

Олар қалыпты режімде төмен кернеулі тізбектерді ажырату және қосу үшін, қысқа тұйықталудан сақтау үшін қолданады.

Автоматтарда 3 түрлі ажыратқыш болуы мүмкін:

1) жылулық ажыратқыш, ол уақыт ұстамы бойынша токқа кері тәуелділігі бар биметалдық пластинкадан тұрады, ол асқын жүктемеден қорғайды (13 суретті қара).

13 Сурет

2) максималды ток ажыратқышы - (электрмагниттік) қысқа тұйықталудан немесе біршама үлкен асқын токтардан қорғайтын электр магнит (14 суретті қара).

14 Сурет

3) аралас ажыратқыш асқын жүктемеден де, қысқа тұйықталу тогынан да қорғайды (15 суретті қара).

15 Сурет

Автоматты ажыратқыштарды таңдау

Жылулық ажыратқыш (магнит қосқыштық жылулық релесі)

I_{жылу.ажыр}³ I_ұзақ.

Электр магнитті немесе аралас ажыратқыш

I_эл ³ I_ұзақ.

Электр магнит немесе аралас ажыратқыштың іске қосылу тоғы

I_эл.і.қ ³ 1,25×I_{қысқ.уақ}.

Жалғыз қозғалтқыш тармағы үшін I_қысқа = I_і.қ.

Сипаттамасы токқа кері тәуелді  реттелетін ажыратқыштың іске қосылу  тогы

I_{ажыр.і.қ}£ 1,25 I_ұзақ.

Жарылысқа  қауіпті бөлмелер үшін I_ұзақ= 1,25× I_{қозғ.ұзақ}

        Барлық жағдайда қорғаныс аппараттары қысқа тұйықталу кезінде  сенімді ажырату қажет. Ол үшін бейтарабы жерге тұйықталған желілерде I_{қ.т.бірфаз.}  және бейтарабы оқшауланған желілерде I_{қ.т.екіфаз} тоққа кері тәуелді I_{ном.ажыр}. 3 немесе одан да көп есе үлкен болуы керек; электр магнитті ажыратқышы бар автоматтың жұмыс тогынан 1,1 немесе одан да көп есе үлкен болуы керек.

7 дәріс. Өндірістік кәсіпорындардың қосалқы станциялары

Дәрістің мазмұны:

-       өнеркәсіптік кәсіпорынның электрмен жабдықтау жүйесіне қойылатын талаптар;

-       қосалқы станциялардың электрмен жабдықталу сұлбалары;

-       қосалқы станциялардың тарату құрылғылары (ҚСТҚ) (РУ);

-       комплектті  трансформаторлық қосалқы станциялар (КТҚС);

-       электролизді қондырғылар үшін арналған қосалқы стансасы;

-       доғалы және рудотермиялық электр пештер (ДББП, РТП); арналған қосалқы стансалар;

- трансформаторлардың саны мен қуатын және қосалқы стансалардың түрін таңдау.

Дәрістің мақсаты:

- қосалқы станциялардың түрлері мен олардың сипаттамаларын  қарастыру.

7.1 Өнеркәсіптік кәсіпорынның электрмен жабдықтау жүйесіне қойылатын талаптар

Қазіргі заманғы кәсіпорындардың электрмен жабдықтау жүйелері келесідей талаптарға сай болуы қажет:

а) экономикалық және сенімділік;

в) қауіпсіздік және эксплуатация ыңғайлылығы;

с) МЕСТ - 13109 сәйкес электрэнергияның тиісті сапасын, кернеулердің деңгейлері мен ауытқуларын, жиіліктің тұрақтылығын және т.б қамтамасыз ету;

д) түрлі-түсті металдар мен электрэнергияны үнемдеу;

е) салу және эксплуатация периоды кезінде электржелілердің негізгі варианттарын елеулі қайта құрусыз одан ары дамуына мүмкіндік беретін жүйенің икемділігі;

ж) желілік аралық трансформациялану сатылары мен буындардың минимумын, алғашқы шығындардың төмендеуін және сенімділікті жоғарлату мен қатар электрэнергия шығындарын азайтуды қамтамасыз ету үшін тұтынушылардың электрқондырғыларына жоғары кернеуі қорек көздерін максималды жақындату.

7.2 Қосалқы станциялардың электрмен жабдықталу сұлбалары

Электрмен жабдықтау жүйесі ең қолайлы және дұрыс шешілген болса, жоғарғы кернеу көздері тұтынушыларға максималды жақын болып орналасады, ал электр энергияны қабылдау бірнеше пункттерге бөлінеді, бұл торап буындарының санын және аралық трансформациялау сатыларын минималды деңгейге жеткізеді.

Электрмен жабдықтау сұлбасы оның барлық элементтері үнемі жүктелген болатындай салынады (суық резерв, қалыпты режім кезінде сөндірілген, ол төтенше жағдайда ғана қолданылады).

Резервтеу электрмен жабдықтау сұлбасының өзінде ескеріледі. Бұл кезде, электржабдықтардың аса жүктелу қабілетін қолданып және кейбір жағдайларда жауапты емес тұтунушыларды сөндіріп, сөндірілген жүктемелер желінің жұмыс істеп жатқан басқа бөліктер арасында қайта тарату жолымен іске асырылады. Қоректенудің қалпына келуі автоматты түрде іске асырылады. Әдетте ЭЖС (СЭС) элементтерінің бөлек-бөлек жүмыс істеуі қолданылады: желілер, шиналар секциялары, токөткізгіштер, трансформаторлар. Параллель жұмыс істеу ерекше жағдайда ғана  рұқсат етіледі:

- соқпалы кенет айнымалы жүктемелер қоректенген кезде;

- электрқозғалтқыштардың өздігінен қосылу жағынан қоректенудің қажетті тез мезгілді қалпына келуді АВР қамтамасыз етпесе.

Қосалқы станция дегеніміз – трансформаторлардан немесе және басқа да электр энергияның түрлендіргіштерінен, тарату құрылғысынан (ТҚ), сонымен қатар көмекші құрылғылардан (аккумулятор батареясы немесе басқа да екіншілік тізбектің қорек көздері, конденсаторлар батареясы, тығыздалған ауа алатын компрессорлық станцияларды, басқару орындары, үй-тұрмыс орындары және т.б.) тұратын электр энергияны түрлендіру мен таратуға арналған электрқондырғы.

Өндірістік кәсіпорындар үшін трансформаторлы қосалқы станциялар (БТҚ (ГПП), ТҚ (ТП)) ең ыңғайлы. Олардан басқа жартылай өткізгішті, машиналы және басқа да ток немесе жиілік түрлендіргіші бар түрлендіргіш қосалқы станциялар (ПП) қолданылады, олардың жалпы құрамы жағынан трансформаторлар қосалқы станциясының аз ғана айырмашылығы бар.

Қорек көзінен келетін энергия түрлендірілмей, тек электрэнергия қабылдағыштарына таратылса, мұндай қосалқы станция таратқыш қосалқы станция  (РП) деп аталады.

Ірі энергосыйымдылықты кәсіпорындарда жоғарғы кернеулі 35-220 кВ терең енгізу түріндегі, 6-35кВ ток сымдар түріндегі ЭЖЖ (СЭС).

Кейбір кезде терең енгізу мен ток сымдар қатар қолданылады.

Терең енгізу деп тұтынушылардың электр қондырғыларына жоғарғы кернеу 35-220 кВ максималды жақындатылған ЭЖЖ-ні атаймыз. Бұл кезде аралық трансформациялау сатысының саны және аппараттар саны минималды болады.

Өте ірі кәсіпорындарда желінің қоректенетін кернеуі 330-550 кВ болған кезде, электр энергия U=110-220кВ трансформацияланады. Терең еңгізу магистралды және радиалды сұлбалар бойынша орындалады.

7.3 Қосалқы станциялардың тарату құрылғылары (ҚСТҚ) (РУ)

Әр қосалқы станцияда тарату құрылғылары бар, яғни оларға  коммутациялық аппараттар, қорғаныс және автоматика құрылғылары, қосымша құрылғылары, өлшеу аспаптары, жинау және қосу шиналары кіреді.

Конструктивті орындалуына қарай РУ ашық және жабық болып бөлінеді. Олар комплектті немесе жинақталған  (қолданылатын жерде жиналады) болады.

Ашық таратушы құрылғылары (АТҚ) (ОРУ) деген - барлық немесе негізгі жабдықтары ашық ауада орналасқан таратушы құрылғы. Жабық таратушы құрылғылар (ЖТҚ) (ЗРУ)  жабдықтары ғимаратта орналасқан.

Комплектті таратушы құрылғы (КТҚ) (КРУ) бөлшектеп немесе түгелдей жабылған шкафтардан немесе аппараттар орналасқан блоктардан, қорғаныс және автоматика құрылғыларынан, өлшеуіш аспаптарынан,  көмекші құралдарынан тұратын және іште орналастыруға арналған таратушы құрылғы.  Ол жиналған болып немесе жинауға толық дайын болып әкелінеді.

Сыртта орнатылатын  комплектті тарату құрылғы  (КРУН) – бұл сыртта орнату үшін арналған КРУ.

Таратушы ауыстырып қосатын пункт (РП) - түрлендірмей және трансформацияламай бір кернеуде электр энергияны қабылдау және тарату үшін арналған тарату қондырғы.

Ашық тарату қондырғылары (ОРУ). 35 кВ және жоғары кернеу үшін әдетте бөлек элементтері үшін зауыдта жасалған ірі блокті жүйіндерді қолданатын ашық тарату қондырғылары (ОРУ) салынады.  ОРУ- лардың конструкциялары түрлі және жоғарғы мен төменгі кернеулерге, электр жалғанулардың қабылданған сұлбасына, жоғары кернеу (ВН) жағында сөндіргіш немесе оларды қысқа түйықтағыш КЗ және ажыратқыш    ОД  бар болуына және олардың ауа желісі ЛЭП  пен трансформаторға қатысты орналасуына тәуелді болады.

Өнеркәсіптік кәсіпорындардың БТП-да 110-35/10 кВ кернеулі РУ, әдетте, ашық қылып орындайды және ауасы қатты ластанған өндірістер үшін, бос территория жоқ болған кезде, қоршаған ортаның температурасы өте төмен кезде немесе ерекше талаптар кезде - жабық болып орындайды.

ОРУ-ды қолдану қосалқы стансаларды салу мерзімін азайтады және бағасын төмендетеді. Электр жабдықтарды ауыстыру және демонтаж жасау кезінде ОРУ-лар жабдықтарға оңайырақ болады.  Бірақ ОРУ-ды күту жабыққа қарағанда күрделірек. Сонымен қатар, сыртта орналастыру үшін қымбатырақ электржабдықтар қажет, өйткені олар ауа райы әсерлеріне шыдау қажет.

ОРУ-дің тіреу конструкцияларында темірбетон немесе металл қолданылады, ошиновка әдетте иілгіш сымнан жасалады, ол оқшаулағыштар гирляндасы көмегімен тірекке жалғанады.

ОРУ-дың конструкциясы қолданыс кезінде трансформаторға кедергісіз кіруді мүмкін ету керек. Трансформатордың төменгі кернеулі РУ-мен қосылуы әдетте иілгіш сыммен немесе шиналар (токөткізгіштер) пакеттері арқылы орындалады. Блок сұлбасы «трансформатор - токөткізгіш» болған кезде токөткізгішті трансформатордың қысқыштарына тікелей қосады, ал төменгі кернеулі тарату құрылғысы (РУ) болмайды.

3-6-10 кВ төменгі кернеулі тарату құрылғыларын жабық (КРУ) және ашық (КРУН) комплектті тарату құрылғылары ретінде орындауға болады.

7.4 Комплектті  трансформаторлық қосалқы станциялар (КТП)

Толық жиналған немесе жинауға дайын  болып дайындаушы зауыттардан жеткізіледі. КТП іште орнату үшін. КТПН сыртта орнату үшін дайындалады. Олар ашық және жабық болуы мүмкін.

7.5 Электролизді қондырғылар үшін арналған қосалқы станциясы

Электролизді қондырғыларды қоректеу үшін жартылай өткізгішті кремний түзеткішті түрлендіргіш қосалқы станциялар қолданылады.

7.6 Доғалы және рудотермиялық электр пештер (ДСП, РТП) арналған қосалқы станциялар

ДСП мен РТП-ларды қоректендіру үшін шықпалық кернеу 200-250 В-қа дейінгі және қуаты 20 МВА және одан жоғары конструкциясы арнайы жасалған трансформаторлар қолданылады.

Трансформатор мен пеш арасындағы токөткіштегі шығындарды төмендету мақсатымен трансформаторлар цех ішінде пештін қасында орнатылады.

Пештер 6-10 кВ кернеу кезінде БТП-ның РУ қоректенуі мүмкін, қондырғылардың оперативті қосылуы мен сөндірілулері КРУ-да орнатылған сөндіргіш В арқылы іске асырылады.

Қуатты пеш трансформаторлары 35-110 кВ кернеуі қорек алады.

Доғалы болат балқыту пештер (ДСП) едәуір пик токтарды және балқу циклы ішінде қуатты тұтынудың бір қалыпты еместігін тудырады, сондықтан трансформатордың қуаты тек шихтаның балқуының алдыңғы периодтары кезінде қолданылады.

Рудотермиялық пештер (РТП) жұмыс істеу режімі ынғайлырақ және эксплуатациялық ток соққылары ауырақ болады.

Төмен cosφ-ге байланысты реактивті қуатты компенсациялау үшін, доға пештердің қондырғыларына 6-10 және 35-110 кВ кернеулі компенсациялау құрылғылары монтаждалады.

7.7           Tрансформаторлардың саны мен қуатын және қосалқы стансалардың түрін таңдау

Қосалқы стансияның санын, түрін және қоректену сұлбасын таңдау электрлік жүктеменің  шамасы мен сипатына, кәсіпорынның планында жүктеменің орналасуына, сонымен  қатар өндірістік, сәулет - құрылыс және эксплуатациялық талаптарға тәуелді болуы қажет.

Технологиялық жабдықтардың орналасуы, қоршаған ортаның шарттары, суу шарттары, өрт және электрқауіпсіздік талаптары ескерлуі қажет.

8 дәріс. Электр энергияның сапасы

Дәрістің мазмұны:

- электр магниттік тіркесушілік;

- электр энергияның сапа көрсеткіштері;

- электрэнергия сапа көрсеткіштерін анықтау әдістері

Дәрістің мақсаты:

- электр энергия сапасының негізгі көрсеткіштерін және оларды анықтау әдістерін  оқып білу.

8.1 Электр магниттік тіркесушілік

Электр магнит өріс көздері санының өсуі жердің табиғи магнит өрісіне қатысты оның  қарқындылығын бірнеше есе өсіреді (Максвелдің уақытымен салыстырғанда 10 мың есе). Бұл адамдардың денсаулығына кері әсерін тигізеді және электр жабдықтар мен электр желілер арасындағы электр магниттік тіркесушілік мәселесін асқындырады. Бұл деген электр энергия тұтынушыларының қалыпты жұмыс істеу және электр желіге басқа тұтынушылардың жұмысын қиындататын  шектен тыс бұрмалауларды мүмкін  етпеу қабілеті.

Электр энергия сапасының төмендеуі  келесіні тудырады:

- электр жүйенің барлық элементтерінде шығындары жоғарлайды;

- айналатын машиналарды қыздырады, оқшаулама тез ескіреді, электр жабдықтардың жұмыс істеу мерзімі азаяды;

- электр энергияны тұтыну және электр жабдықтардың қажетті қуаты өседі;

- релелік қорғаныс және автоматика құрылғыларының жұмысы бұзылады және жалған іске қосылады;

- электронды басқару жүйелер, есептеу техника және арнайы жабдықтардың жұмысының бұзылуы;

- машиналар мен кәбілдердің оқшауламасы ескіргендіктен бір фазалы қысқа тұйықталудың пайда болу мүмкіндігі және бір фазалы тұйықтаушылар көп фазалыға ауысуы;

- жұмыс істеп тұрған жоғары вольтті электр желілердің қасында жаңадан салынып жатқан сөндірілген сымдар мен тростарда деңгейлері  қауіпті келтірілген кернеудің  пайда болуы;

- теле- және радио аппараттарында бөгеу пайда болуы, рентген жабдығының қате жұмыс істеуі;

- электр энергия есептегіштерінің дұрыс емес жұмыс істеуі.

Нақты стандарт белгілейтін электр энергия сапасының нормалары электрмен жабдықтау жүйелеріндегі кондуктивті электр магнитті бөгеулер үшін электр магнитті тіркесушіліктің деңгейлері болып табылады.  Белгіленген нормаларды сақтағанда электр мен жабдықтау жүйелерінің электр желілері мен электр энергия тұтынушылардың электр желілерінің электр магниттік тіркесушілік қамтамасыздандырылады.

Электрмен жабдықтау жүйелеріндегі кондуктивті электр магнитті бөгеу деген - электр желінің элементтері арқылы таралатын электр магниттік бөгеттер.

8.2 Электрэнергия сапасының көрсеткіштері

1 Кернеу қалыптасқан аралығы бU_у;

2 Кернеу өзгеруінің аралығы бU_t;

3 Фликер дозасы Р_t; фликер - адамның кернеу тербелісінен пайда

болатын жасанды жарық көздері ағындарының тербелісін субъективті қабылдауы;

4  Кернеудің синусойдалды еместік коэффициенті К_и;

Кернеудің n -ші гармоника құраушысының коэффициенті К_u(n);

5  Кері тізбек бойынша кернеудің симметриялы еместік коэффициенті;

6 Нөлдік тізбек бойынша кернеудің симметриялы еместік коэффициенті К_2u;

7 Жиіліктің ауытқуы К_оu;

8 Кернеу құлауының ұзақтығы Df;

9 Кернеу түсуінің ұзақтығы;

10 Импульстік кернеу U_имп;

11 Уақытша асқын кернеу коэффициенті К_акU.

8.3 Электрэнергия сапа көрсеткіштерін анықтаудың негізгі формулалары

Кернеудің ауытқуы (dU_қ)

Кернеу ауытқуы қалыптасқан кернеу ауытқуының көрсеткішімен сипатталады. Оның келесі нормалары қарастырылады:

-электр энергиясы қабылдағыштардың қысқыштарында қалыптасқан кернеу ауытқуының dU_қ қалыпты рұқсат етілетін мәні желінің номиналды кернеуінің ± 5% құрауы тиіс;

dU_қ  ± 10%-дың шекті рұқсат етілетін мәні.

 қалыптасқан кернеу ауытқуы

мұнда U_қ =  орташаландырылған кернеу В немесе кВ 1 мин. ішінде кернеудің N U_(1)i рет бақылауы;

U_i -ші бақылаудың кернеу мән, В немесе кВ 1 мин. ішінде бақылау саны 18-ден аспауы тиіс.

Кернеу тербелісі.

Кернеу тербелісі келесі көрсеткіштермен сипатталады:

- кернеу өзгерісінің аралығы dU_t;

- фликер дозасы Р_t (кернеу тербелісінің жиілігі).

Кернеу өзгерісінің аралығы - ол кернеудің әрекеттік мәндерінің бірінен кейін бірі болатын майысу экстремумдерінің айырымы.

 Кернеу 0,38 кВ жүйеге қосылған жерде қалыптасқан кернеу ауытқуы dU_қ  мен кернеу өзгеруінің аралығының dU_t шекті рұқсат етілетін мәні номиналды кернеудің U_н    ± 10% құрауы тиіс.

Кернеу өзгерісінің аралығы мына формуламен анықталады

мұндағы U_i, U_i+1 – бірінен кейін бірі болатын  экстремумдердің және негізгі жиіліктің кернеуінің орта квадраттар мәндерінің әрбір жарты периодында анықталған кернеудің  горизонталь бөлігінің мәндері, В.

К_и - кернеудің синусоидалды еместігі.

Кернеудің синусоидалды еместігі келесідей көрсеткіштермен сипатталады:

- кернеу қисылығының синусоидалылығының ығысу коэффициенті;

- кернеудің n -ші  реттік гармоникалық құрауыштар коэффициентімен.

К е с т е - Кернеудің синусоидалылығының ығысу коэффициентінің К_и нормалары, %

         n реттік гармоникалық құрауыштар коэффициентінің мәні келесі формуламен анықталады

.

Кернеудің симметриялы еместігі

Кернеудің симметриялы еместігі келесі көрсеткіштермен сипатталады:

- кернеудің симметриялы еместігінің кері тізбегінің коэффициенті К_2u;

- кернеу симметриялы еместігінің нөлдік тізбегі коэффициентімен К_0u.

Рұқсат етілген қалыпты мән К_2u тең 2,0%.

        Рұқсат етілген шекті мән К_2u тең 4,0%.

Рұқсат етілген қалыпты мән К_0u-тен 2,0%; тең төрт жетекті электр жүйесіндегі 0,38 кВ ортақ нүктелеріндегі қосылым.

Рұқсат етілген шекті мән К_0u 4,0% тең. Кернеудің симметриялы емес коэффициент мәнінің кері тізбегін 3с тең болатын уақыт интервалындағы Т_s К_2u орталандырылған бақылауынан алынған нәтижесін келесі формула арқылы есептейді

.

  Бақылау саны N 9-дан кем болмауы керек. Кернеудің симметриялы еместік коэффициентінің нөлдік тізбегін 3с тең болатын уақыт интервалындағы Т_s К_0u орталандырылған бақылаудан алынған нәтижесі келесі формула арқылы есептеледі: К_0ui

.

  Бақылау саны 9-дан кем болмауы керек.

Жиілік ауытқуы D f

Электр жүйесіндегі айнымалы токта кернеу жиілігінің ауытқуы жиіліктің ауытқу көрсеткішімен сипатталып, келесідей нормаланады:

- қалыпты рұқсат етілетін D f тең ± 0,2 Гц;

- шекті рұқсат етілетін D f тең ± 0,4 Гц.

Жиіліктің герцтағы орталандырылған мәнін уақыт интервалы 20 с тең бақылау нәтижесінде келесі формуламен есептеледі

.

Бақылау саны N 15-тен кем болмауы керек.

Жиіліктің герцтағы ауытқуын (D f) келесі формуламен есептейді 

D f  = f_о – f_ном

мұндағы f_ном -жиіліктің номинал мәні.

Кернеу құлауы

Бұл көрсеткіш  келесідей нормаларға ие кернеу құлауының ұзақтығының көрсеткішімен сипатталады - Dt_қ;

- кернеуі 20 кВ-қа дейінгі электр желілерінде кернеу құлауының ұзақтығының шектік мүмкін болатын мәні  30 с -қа тең. Электр жүйеге кез келген қосылу нүктесіндегі автоматты түрде жойылатын кернеу құлауы релелік қорғаныс пен автоматиканың уақыт төземділігімен  анықталады.

Кернеу құлауының ұзақтығы  (секунд) келесі формуламен анықталады

Dt_қ   = t_б – t_с

мұнда t_б, t_с – кернеу құлауының басталуы және соңғы уақыт моменттері.

Кернеу құлауының тереңдігі

dU_қ =  

мұнда - В-пен өлшенген кернеудің барлық орташа квадратты мәндерінің минималдысы, кВ.

Кернеу құлауының пайда болу жиілігі F_қ (%)

F_қ = m(dU_қ, Dt_қ) / М

мұнда m(dU_қ, Dt_қ) – кернеудің Т уақыт периоды ішіндегі ұзақтығы Dt_қ   және тереңдегі dU_қ кернеу құлаулар саны;

М – Т  уақыт периоды ішіндегі кернеу құлауының қосынды саны.

Кернеу импульсі U_имп

Бұл көрсеткіш U_имп  импульсті кернеу көрсеткішімен сипатталады. Олардың мәндері нажағайлы және коммутациялы импульстар үшін ГОСТ - 13109-97 келтірілген.

U_имп импульсті кернеуді (В, кВ) кенет өзгеруі кезінде кернеудің максималды мәні ретінде өлшейді (импульс фронтының ұзақтығы 5 мс  аспайды).

Dt_{имп 0,5} = t_б0,5 – t_с0,5

мұнда t_б0,5 , t_с0,5 – микросекунд, миллисекундпен өлшенген кернеу импульсі қисығының микросекунд, миллисекундпен өлшенетін импульстін жарты амплитуда арқылы жүргізілген горизонтальді сызықпен қилысына сәйкес келетін уақыт моменті.

Уақытша асакернеулік

Бұл көрсеткіш мәндері ГОСТ-13109-97-та келтірілген уақытша асакернеулік коэффициент К_{ак u} көрсеткішімен сипатталады.

Уақытша асакернеулік коэффициенті

К_{ак u} =

мұнда - кернеудің өлшенген амплитудалы мәндерінің максималдысы.

Әдебиеттер тізімі 

1.     Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для студентов высших учебных заведений. –М.: Интермет Инжиниринг, 2005. -672 с.

2.     Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. –М.: Высшая школа, 1986. -400 с.

3.     Сибикин Ю.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок/ Учебник для проф. уч. заведений. –М.: Высшая школа, 2001. -336 с: ил.

4.     Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов: Учебное пособие для сред. проф. образования. – М., 2001. – 320 с.

5.     Киреева Э.А. и др. Электроснабжение цехов промышленных предприятий. –М.: НТФ Энергопрогресс, Энергетик, 2003. -120 с.

6.     Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования/Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. –М.: Энергоатомиздат, 1991. – 464 с.

7.     Справочник по проектированию электроснабжения. Электроустановки промышленных предприятий/Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. –М.: Энергоатомиздат, 1990. -476 с.

8.     Правила устройств электроустановок. –С.-Пб.: ДЕАН, 2001. -928 с.

9.     Киреева Э.А. Справочные материалы по электрооборудованию (цеховые электрические сети, электрические сети жилых и общественных зданий). –М., 2004.

10. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию:      Электроснабжение/Под ред. А.А. Федорова. – М.: Энергоатомиздат, 1986. -568 с.

11. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию:      Электрооборудование/Под ред. А.А. Федорова. – М.: Энергоатомиздат, 1987. -592 с.

12. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие для вузов. – 4 изд., перераб. и доп. –М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.