Коммерциялық емес акционерлік қоғамы
АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ
Өндіріс орындарын электрмен жабдықтау кафедрасы

Электр энергетикалық жүйелердің релелік қорғанысын жобалау негіздері
5В071800–Электр энергетикасы мамандығының студенттері үшiн
зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдiстемелiк нұсқаулар

Алматы 2014

Құрастырғандар: Арыстанов Н.Н., Мустагулова Б.Ж. электр энергетикалық жүйелердің релелік қорғанысын жобалау негіздері. 5В071800 – Электр энергетикасы мамандығының студенттері үшiн зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдiстемелiк нұсқаулар – Алматы: АЭжБУ, 2013. – 38 б.

Әдiстемелiк нұсқауда «электр энергетикалық жүйелердің релелік қорғанысын жобалау негіздері» курсына сәйкес, зертханалық жұмыстарды орындауға арналған тапсырма, бастапқы мәліметтер, нұсқаулар және ұсынылған әдебиеттер тізімі келтірілген.

Без. 18, кесте 7, әдебиет көрсеткіші – 10 атау.

Пікір беруші: аға оқытушы Курпенов Б.К.

«Алматы энергетика және байланыс университетінің» коммерциялық емес акционерлік қоғамының 2013 жылдың қосымша жоспары бойынша басылды.

«Алматы энергетика және байланыс университеті» КЕАҚ, 2014 ж.

Мазмұны

Кіріспе                                                                                                                      4

Зертханалық жұмыс №1                                                                                          4

Зертханалық жұмыс №2                                                                                          7

А қосымшасы                                                                                                        13

Б қосымшасы                                                                                                         24

В қосымшасы                                                                                                         28

Г қосымшасы                                                                                                         29

Д қосымшасы                                                                                                         30

Е қосымшасы                                                                                                        32

Әдебиеттер тізімі                                                                                                   38

Кіріспе

Электр қондырғыларын және жүйелерді жобалауда және эксплуатациялауда симметриялық немесе симметриялық емес кенеттен болатын қысқа тұйықталу (ҚТ) кезіндегі электр магниттік өтпелі процестердің есептерін орындау керек. Электрлік жүйелердегі қысқа тұйықталудың (ҚТ) негізгі түрі – токтар және кернеулерді есептеуі өте күрделі симметриялық емес қысқа тұйықталу (ҚТ) болып табылады. Өтпелі процестің бастапқы моментінде қысқа тұйықталу (ҚТ) тогы периодтық және апериодтық құрамдарынан құралады. Генераторда қоздыруды автоматты реттеу (ҚАР) болмағанда, қысқа тұйықталу (ҚТ) тогының апериодтық құрамы    өшкеннен кейін қысқа тұйықталудың (ҚТ) орныққан режимі орнайды. Генераторда қоздыруды автоматты реттеу (ҚАР) құрылымының болуы, өтпелі және де орныққан режимдерде, өтпелі процестің сипатына, оның ұзақтығына және токтың шамасына маңызды әсер етеді.

Қысқа тұйықталуды (ҚТ) аналитикалық және практикалық әдістермен есептеуде электрлік желілердің әмбебап компьютерлік бағдарламалар-симуляторлары зор көмек көрсетеді. Олар қабылданған есептеу әдістеріне сәйкес, еңбекті көп қажет ететін есептеу жұмысынан толық босата отырып, қорытынды алуға мүмкіндік береді. Шынайы (реалды) сұлбада орындауға болмайтын немесе өте қиындық келтіре орындалатын эксперименттік зерттеулерді модельде орындауға болады.

1 Зертханалық жұмыс № 1. Қысқа тұйықталудың (ҚТ) бастапқы уақыт моменті (t = 0) үшін  үш фазалық қысқа тұйықталу (ҚТ) тогының шамасын есептеу

Жұмыстың мақсаты: қысқа тұйықталудың (ҚТ) бастапқы уақыт моменті (t = 0) үшін  үш фазалық қысқа тұйықталу (ҚТ) тогының шамасын компьютерлік модельді пайдалану арқылы есептеу.

1.1 Алдын-ала дайындық жұмысына тапсырма

1.1.1 Компьютерлік бағдарлама-симулятормен және электрлік жүйенің есептік моделін құру принципімен танысыңыз (Ж қосымшасы).

1.1.2 Зерттелетін электрлік жүйенің орын басу сұлбасын нұсқа бойынша (А,Б қосымшалары) құрыңыз, базистік шарттарды таңдаңыз және салыстырмалы бірліктер жүйесінде орын басу сұлбасының элементтерінің параметрлерін есептеңіз.

1.1.3 Оқытушы тапсырған нүктелердегі қысқа тұйықталу (ҚТ) кезіндегі токтарды есептеңіз.

1.2 Жұмыстың орындалу реті

1.2.1 Қысқа тұйықталудың (ҚТ) бастапқы уақыт моменті үшін  орын басу сұлбасының моделін бағдарлама-симуляторды пайдалану арқылы компьютерде құрыңыз.

1.2.2 Оқытушы тапсырған қысқа тұйықталу (ҚТ) нүктелеріне кезек-кезек амперметрді қосыңыз және симуляция режимін қосып, үш фазалық қысқа тұйықталу (ҚТ) токтарының шамасын (асқын өтпелі ток) модельде өлшеңіз.

1.2.3 Модельде салыстырмалы бірлікте анықталған токтардың шамасын шынайы (реалды) қысқа тұйықталу (ҚТ) тогына қайта есептеңіз. 

1.3 Жұмыстың нәтижесін рәсімдеу

Есеп құрау керек:

1.3.1 Бастапқы уақыт моменті (t = 0) үшін орын басу сұлбасы.

1.3.2 Таңдалған базистік  шарттар кезіндегі жүйе элементтерінің ЭҚК-ін және кедергілерін есептеу нәтижелері.

1.3.3 Қысқа тұйықталу (ҚТ) токтарын есептеу нәтижесі.

1.3.4 Компьютерлік модельдегі ток өлшеулерінің және қайта есептелген қысқа тұйықталу (ҚТ) токтарының нәтижелері.

1.4 Әдiстемелiк нұсқаулар

1.4.1 Орын басу сұлбаларындағы элементтердің және ЭҚК-нің параметрлері  әдетте салыстырмалы бірліктерде көрсетіледі, бұл зерттеу нәтижесіне қарапайымдылық және көрнекілік береді. Элементтердің және ЭҚК-нің параметрлерін салыстырмалы бірліктерде өрнектеу үшін алдымен өлшеу бірлігінің қызметін атқаратын, яғни базистік бірліктер орнатамыз (базистік шарттарды таңдаңыз). Таңдалған базистік ток Iб, базистік фазааралық кернеу Uб,  базистік қуат Sб және базистік кедергі Хб бір бірімен белгілі теңдеулермен байланысқан:

Sб =UбIб ,        Хб = .

Келтірілген өрнектерден ерікті таңдап алынуы мүмкін шамалар: тек қана екі базистік шама - базистік қуат Sб және базистік кедергі Хб  таңдап алынуы мүмкін, ал басқа екі шама анықталады. Базистік шарттарды таңдау ерікті болады, бірақ оны есептеу жұмысы мүмкіндігінше қарапайым болатындай етіп орындалуына кеңес беріледі. Базистік қуат үшін жай дөңгелек сан етіп (100, 1000 МВА ж.т.б.) қабылдануы орынды, ал базистік кернеу үшін – жүйе учаскесінің берілген сұлбасының трансформация сатыларының бір сатысының номиналды кернеуі қабылданады.

1.4.2 Орын басу сұлбасын құру. Генераторлар орын басу сұлбасына өзінің асқын өтпелі Е² ЭҚК-мен және  x²кедергісімен енгізіледі. Егер генератордың алдыңғы жұмыс режимі белгілі болса, онда асқын өтпелі Е² ЭҚК-нің шамасын мына өрнекпен оңай анықтауға болады

,

мұндағы  Uо, Iо, jо – алдыңғы кернеу, ток және олардың векторларының арасындағы жылжу бұрышы.

Қысқа тұйықталу (ҚТ) пайда болғанға дейін барлық генераторлар номиналды жүктеменің мәні (Iо=1, Uо=1) және соsjо=0,8 тең режимде жұмыс істейді. Салыстырмалы бірліктер әдісімен жуықталған есептеулерде турбогенераторлар үшін Е²=1,08, гидрогенераторлар үшін  Е²=1,13, . Жүктемелер орын басу сұлбаларына нақты қосылулар нүктелеріне енгізілуі керек. Сонда олардың салыстырмалы реактивтілігі x²жүкт.=0,35 тең болып қабылданады, ал осы жүктемелер қосылған сатының толық жұмыс қуаты (МВА) және номиналды кернеуі (кВ) кезінде Е²жүкт.=0,85 тең болып қабылданады. Орын басу сұлбасына жүйе Еж=1 ЭҚК-мен және хж= кедергісімен енгізіледі. Қалған элементтердің орын басу сұлбалары В қосымшасында келтірілген.

1.4.3  Одан кейін орын басу сұлбасын қорытынды ЭҚК-нен және кедергіден (Ер и хр) тұратын эквиваленттік орын басу сұлбасына (Г қосымшасы) алмастыру қажет. Үш фазалық қысқа тұйықталу (ҚТ) тогы өрнекпен анықталады:

, [А];

, [А],

мұндағы Uб – жүйенің қысқа тұйықталу (ҚТ) нүктесі орналасқан сатысының, әдетте базистік кернеу ретінде қабылданатын кернеуі.

Бақылау сұрақтары.

1. Қысқа тұйықталудың (ҚТ) пайда болуының негізгі себептерін атап беріңіз.

2. Қысқа тұйықталуды (ҚТ) есептеуде қандай негізгі ұйғарулар қабылданады?

3. Салыстырмалы бірліктер жүйесі туралы ұғым.

4. Орын басу сұлбаларын құру және оларды алмастыру.

5. Қысқа тұйықталу (ҚТ) тогының периодтық және апериодтық қосылғыштары туралы ұғым.

6. Режимнің кенеттен бұзылуының бастапқы моментінде жүктеме қалай есептеледі?

7. Қысқа тұйықталудың (ҚТ) соғу тогы туралы ұғым.

8. Асқын өтпелі ЭҚК-нің және кедергінің практикалық бағалылығы неде?

2 Зертханалық жұмыс № 2. Симметриялық емес қысқа тұйықталуларды (ҚТ) есептеу

Жұмыстың мақсаты: бастапқы уақыт моменті үшін  симметриялық емес қысқа тұйықталулардың (ҚТ) барлық түрлерін симметриялық құрамдар әдісін пайдалану арқылы есептеу.

2.1 Алдын-ала дайындық жұмысына тапсырма

2.1.1 Оқытушы тапсырған сұлба үшін (А, Б қосымшасы) базистік шарттарды таңдаңыз және салыстырмалы бірліктер жүйесінде тура, кері және нөл реттілік орын басу сұлбаларының элементтерінің кедергілерін есептеңіз.

2.1.2 Салыстырмалы бірліктер жүйесінде бастапқы уақыт моменті үшін t=0 (№ 1 зерт. жұм. қараңыз) таңдалған базистік шарттарда тура реттілік орын басу сұлбасында қорек көзінің ЭҚК-і шамасын  тапсырыңыз.

2.1.3 Қысқа тұйықталудың (ҚТ) симметриялық құрамдарын және фазалық токтарды және кернеулерді есептеңіз және Д қосымшасының кестесін толтырыңыз.

2.2 Жұмыстың орындалу реті

2.2.1 Бағдарлама-симуляторда тура реттілік орын басу сұлбасына (№ 1 зерт. жұм. қараңыз) қосымша кері және нөл реттілік орын басу сұлбаларын құрыңыз.

2.2.2 Әртүрлі реттілік эквиваленттік кедергілерді анықтау үшін, барлық қорек көздері үшін бірдей (мысалы, 1 В), салыстырмалы бірліктерде ерікті ЭҚК-нің шамасын тапсырыңыз. Нөл реттілік орын басу сұлбасына осы шамаға тең жүйе ЭҚК-ін енгізу керек. Симуляция режимін қосыңыз және қысқа тұйықталу (ҚТ) нүктесіндегі амперметрдің көрсетілімдерін жазып алыңыз. Эквиваленттік кедергілердің шамалары келесі өрнекпен анықталады:

;

,

мұндағы Ем – модельденетін ЭҚК-нің шамасы;

      Iм – амперметрдің көрсетілімі.

2.2.4 Алдыңғы есеппен салыстырыңыз.

2.2.5 Тура реттілік эквиваленттік кедергіні біле отырып, тура реттілік эквиваленттік ЭҚК-нің шамасын келесі өрнекпен анықтауға болады:

,

 

мұндағы Iк(3) – үш фазалық қысқа тұйықталу (ҚТ) тогы (№ 1 зерт. жұм. қараңыз).

          2.2.6 Бағдарлама-симуляторда екі фазалық (қ(2)), бір фазалық (қ(1)) және жерге екі фазалық (қ(1,1)) қысқа тұйықталулар (ҚТ) үшін комплексті орын басу сұлбаларын құраңыз. Модельдегі амперметрлер және вольтметрлер көрсетілімдері бойынша токтар және кернеулердің симметриялық құрамдарының шамаларын жазып алыңыз.

          2.2.7 Өлшенген шамаларды салыстырмалы бірліктерден атаулы бірліктерге аударыңыз.

2.2.8 Алдыңғы есеппен салыстырыңыз.

2.3 Жұмыстың нәтижесін ресімдеу

Есеп құрау керек:

1) Тура, кері және нөл реттілік орын басу сұлбалары.

2) Таңдалған базистік шарттардағы жүйенің ЭҚК-ін және элементтердің кедергілерін есептеу нәтижелері.

3) Қысқа тұйықталу (ҚТ) токтарын және кернеулерін есептеу нәтижелері. (Д қосымшасындағы кесте).

4) Комплексті орын басу сұлбалары.

5) Компьютерлік модельдегі токтар мен кернеулер өлшеулерінің нәтижелері.

6) Токтардың және кернеулердің векторлық диаграммалары.

2.4 Әдiстемелiк нұсқаулар

2.4.1 Симметриялық емес қысқа тұйықталу (ҚТ) есебі кез келген симметриялық емес үш фазалық токтар және кернеулер жүйесін, үш  - тура, кері және нөл реттілік симметриялық құрамдарға бөлуге мүмкіндік беретін симметриялық құрамдар әдісі көмегімен оңай есептеледі. Берілген симметриялық жүйелер тәуелсіз және бір-біріне әсер етпейді.  Тура реттілік токтары тура реттілік кедергіде кернеу тудырады, ал кері және нөл реттілік токтар сәйкесінше кері және нөл реттілік кедергіде кернеу тудырады. Сонымен электр жүйесінің әрбір элементі, одан аққан әртүрлі реттілік токтарға өзінің кедергісін келтіреді. Жалпы бір элементтің әртүрлі реттілік кедергілерінің бір-бірінен  айырмашылығы болады.

          2.4.2 Симметриялық емес жүйенің үш симметриялық жүйеге бөлінуі, орын басу сұлбаларын тура, кері және нөл реттілік үшін жеке-жеке құрауды талап етеді.

          2.4.3 Тура реттілік орын басу сұлбасы – симметриялық қысқа тұйықталуды (ҚТ)  есептеу үшін құралатын сұлба. Потенциалы нөлге тең болатын генератордың эквиваленттік жұлдызшасының нөлдік нүктесі (немесе жүктеме) сұлбаның басы болып есептелінеді. Сұлбаның соңы - қысқа тұйықталу (ҚТ) нүктесі.

          2.4.4 Кері реттілік орын басу сұлбасы құрылымы бойынша тура реттілік орын басу сұлбасына ұқсас. Жүйенің сұлбасының барлық элементтері кері реттілік кедергілері арқылы енгізіледі. Генераторлардың  және жүктемелердің  ЭҚК-і 0-ге тең болып қабылданады. Кері реттілік орын басу сұлбасының басы болып, барлық генерациялық  және жүктемелік тармақтардың бос соңдары біріккен нөлдік потенциал нүктесі табылады. Сұлбаның соңы қысқа тұйықталу (ҚТ) нүктесі болып табылады. Магнитті байланыс тізбектері бір бірімен салыстырғанда қозғалыссыз элементтер үшін тура және де кері реттілік кедергілері бірдей болады, өйткені  симметриялық үшфазалық ток жүйесінің фазаларының кезек-кезек ауысу ретінен мұндай элементтің фазааралық өзара индукциясы өзгермейді.

          Сонымен трансформаторлар, автотрансформаторлар, әуе және кабель желілері, реакторлар үшін кері реттілік кедергі тура реттілік кедергіге х1 = х2 тең болады.  Генераторлар үшін кері реттілік кедергі х2 = 1,22 х²d. Әдетте, практикалық есептерде х2 » х²d  болып қабылданады, сондықтан бастапқы уақыт моменті үшін х1å = х2å  теңдігі дұрыс.

          2.4.5 Нөл реттілік токтар жүйесінің тура және кері реттілік токтар жүйесінен айырмашылығы бар, сондықтан жалпы жағдайда нөл реттілік кедергілердің, сәйкесінше екі (тура және кері) реттілік кедергілерден маңызды айырмашылығы болады. Тораптың үш фазасына таратылған, кері сым ретінде «жер» қызмет атқаратын нөл реттілік ток - бір фазалық ток болып табылады. Сонымен, нөл реттілік токтың ағу мүмкіндігін анықтаудың негізгі шарты - қысқа тұйықталу (ҚТ) нүктесімен электрлік байланысқан ең болмаса бір жерге тұйықталған нейтралі болуы керек.

Нөл реттілік орын басу сұлбасының құрылымы (структурасы) трансформаторлар және автотрансформаторлардың (1 кестені қараңыз) орамдарының жалғану сұлбасымен анықталады. Трансформаторлар және автотрансформаторлардың D (үшбұрыш) немесе нейтралі жерге тұйықталмаған U (жұлдызша) сұлбасымен жалғанған орамдары, нөл реттілік токтардың айналымының (циркуляциясының) жолдарын шектейді, сондықтан орын басу сұлбасында осы орамдарға жалғанған тораптың элементтері болмайды.

          Сұлбаның басы ретінде нөлдік потенциал тармақтары біріктірілген (нейтралі жерге тұйықталған нүкте) нүктені есептейді. Сұлбаның соңы болып қысқа тұйықталу (ҚТ) нүктесі есептелінеді. Нөл реттілік орын басу сұлбасын құрауды қысқа тұйықталу (ҚТ) нүктесінен бастау керек және  осы қысқа тұйықталу (ҚТ) нүктесінде барлық үш фаза тұйықталған және осы нүктеге нөл реттілік кернеу келтірілген болып есептелінуі керек.

          Егер трансформаторлардың бірінің нейтралі қандай да бір индуктивтік кедергі (реактор) арқылы жерге тұйықталған болса, онда ол нөл реттілік сұлбаға үш еселенген шамамен енгізілуі керек. Бұл нөл реттілік сұлбаны бір фаза үшін құрауды, ал көрсетілген кедергі арқылы барлық үш фазаның нөл реттілік токтарының сомасы ағатынын түсіндіреді. Осы элементке келтірілген кернеудің өзгеріссіз қалуы үшін, нейтральдағы кедергінің шамасын үш есе көбейтеді.

2.4.6 Тура реттілік ток кез келген симметриялық емес қысқа тұйықталу (ҚТ) кезінде нақты қысқа тұйықталу (ҚТ) нүктесінен (тура реттілік сұлбасында) қосымша реактивті кедергіге қашықта орналасқан үш фазалық қысқа тұйықталу (ҚТ) тогы ретінде анықталуы мүмкін екені белгілі, ол тура реттілік сұлбаның параметріне тәуелді емес және кері және нөл реттілік қорытынды кедергілердің симметриялы емес орынның пайда болуының қатынасымен анықталады:

,

мұндағы  - берілген симметриялық емес қысқа тұйықталудың (ҚТ) түрі үшін қосымша кедергі.

Бұл күйді тура реттілік эквиваленттілігінің ережесі деп атайды. Симметриялық емес қысқа тұйықталулар (ҚТ) үшін , токтар және кернеулердің мәндері Д қосымшасында келтірілген.

1 кесте

Трансформатордың түрі

Нөл реттілік орын басу сұлбасы

Нөл реттілік кедергі

Орамдарының жалғау сұлбасы

U0 /D болатын үш фазалық екі орамды трансформатор

Хо1= Хв + Хн =

 Хmo = ¥

Орамдарының жалғау сұлбасы

U0 / U0 /D болатын автотрансформатор

Хв =

          Қысқа тұйықталу (ҚТ) орнындағы барлық реттілік ток және кернеулер тура реттілік токтарға тура пропорционалды, сондықтан қандай да бір симметриялық емес қысқа тұйықталуды (ҚТ) есептеу тапсырмасы, алдымен қысқа тұйықталу (ҚТ) орнындағы тура реттілік токты анықтаудан тұрады.

          2.4.7 Тура реттілік токты анықтау үшін жеке реттілік сұлбаларды бір бірімен олардың сомасы бөлшектің бөлімінде қойылуға тиісті кедергіні беретіндей жалғау керек. Мұндай сұлбалар комплекстік орын басу сұлбалары деп аталады (1 суретті қараңыз).

         

а)

 

б)

 

в)

 

а) екі фазалық қысқа тұйықталу (ҚТ) үшін; б) бір фазалық қысқа тұйықталу (ҚТ) үшін; в) екі фазалық жерге тұйықталған қысқа тұйықталу (ҚТ) үшін.

1 сурет - Комплекстік орын басу сұлбалары

Комплекстік орын басу сұлбалары қысқа тұйықталу (ҚТ) орнындағы қандай да реттілік токтар мен кернеулердің шамасының барлық реттілік қорытынды кедергілеріне тәуелді болатынын көрнекі түрде көрсетеді; әрбір реттілік токтар мен кернеулерді тарату, тек берілген реттілік сұлбасының шегінде өтеді. Комплекстік орын басу сұлбалары тұрақты және айнымалы токтарды есептеу модельдерін пайдаланған кезде ерекше қолайлы, өйткені бұл жағдайда аспаптармен қаралып отырған жүйенің қандай да учаскесі үшін және қандай да нүктесі үшін жекеленген реттілік токтар және кернеулерді өлшеуге болады.

Бақылау сұрақтары.

1. Симметриялық құрамдар әдісінің мәні неде, оның негізгі ережелері қандай?

2. Кері және нөл реттілік токтар үшін жүйенің элементтерінің параметрлерін анықтау.

3. Әртүрлі көлденең симметриялық емес түрі үшін межелі шарттар және жеке реттіліктердің токтары мен кернеулерінің арасындағы негізгі қатынастар.

4. Тура реттілік эквиваленттілік ережесін қолдану және комплекстік орын басу сұлбалары.

5. Әртүрлі  қысқа тұйықталулар (ҚТ) кезіндегі тоқтарды салыстыру.

 

А.1 сурет - Электрлік жүйенің типтік элементтерінің сұлбалары

А.2 сурет - № 1 сұлба

А.3 сурет - № 2 сұлба

А.4 сурет - № 3 сұлба

А.5 сурет - № 4 сұлба

А.6 сурет - № 5 сұлба

А.7 сурет - № 6 сұлба

А.8 сурет - № 7 сұлба

А.9 сурет - № 8 сұлба

А.10 сурет - № 9 сұлба

А.11 сурет - № 10 сұлба

Б қосымшасы

Б.1 кесте - Электрлік жүйенің элементтерінің параметрлері

Подпись: 24Сынақ кітапшасы нөмірінің соңғы нөмірінің алдындағы сан

Жүйе

№ 1 ЭЛЕМЕНТ

№ 2 ЭЛЕМЕНТ

Генераторлар Г-1, Г-2, Г-3

Трансформаторлар        Т-1, Т-2

Н-1

Генераторлар Г-4, Г-5

Трансформатор

Т-3

Н-2

Sқ.т., мВА

Sном., МВА

Uном., кВ

Xd

Xd"

If.шек.

Sном., МВА

Uном, кВ

Uқт, %

Sном., МВА

Sном., МВА

Uном., кВ

Xd

Xd"

If.шек..

Sном., МВА

Uном, кВ

Uқт, %

Sном., МВА

Uжк,кВ

Uтк, кВ

Uжк,кВ

Uтк, кВ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

0

1600

125

10,5

1,907

0,192

3,2

125

347

10,5

11

80

80

10,5

1,23

0,22

3,15

125

121

10,5

11

70

1

1200

75

10,5

1,69

0,146

4,2

125

242

10,5

11

50

30

10,5

0,95

0,3

3,2

80

121

10,5

11

20

2

1000

37,5

6,3

2,46

0,143

3,5

80

242

6,3

11

30

66

10,5

0,91

0,21

2,8

125

121

10,5

11

50

3

1500

62,5

6,3

1,4

0,134

3,9

80

242

6,3

11

40

55

10,5

0,61

0,23

2,6

125

121

10,5

11

45

4

900

78,75

10,5

2,2

0,153

4

125

242

10,5

11

60

100

13,8

0,89

0,26

2,85

200

121

13,8

11

80

5

1800

75

10,5

1,69

0,145

4,4

125

347

10,5

11

55

50

10,5

1

0,16

2,65

125

121

10,5

11

35

6

2000

37,5

10,5

2,65

0,153

3,8

125

347

10,5

11

25

30

10,5

0,95

0,3

2,7

80

121

10,5

11

25

7

2400

235,3

15,75

1,88

0,191

2,6

400

347

15,8

11

200

55

10,5

0,61

0,23

2,95

125

121

10,5

11

30

8

1500

176,5

18

1,713

0,213

2,8

200

347

18

11

150

27,5

6,3

1,35

0,21

2,55

40

121

6,3

11

25

9

1300

117,5

10,5

1,79

0,183

3

125

242

10,5

11

90

25

10,5

0,95

0,24

3,1

40

121

10,5

11

15

 


          Б.1 кестесінің жалғасы

Сынақ кітапшасы нөмірінің соңғы нөмірінің алдындағы сан

№ 3 ЭЛЕМЕНТ

№ 4 ЭЛЕМЕНТ

Генераторлар Г-6, Г-7

Трансформатор Т-4

Генератор Г-8

Автотрансформатор АТ-1

Sном., МВА

Uном, кВ

Xd

Xd"

If.шек.

Sном, МВА

Uном,кВ

Uқт, %

Sном, МВА

Uном, кВ

Xd

Xd"

If.шек.

Sном, МВА

Uном,кВ

Uқт, %

Uжк,кВ

Uтк, кВ

Uжк,кВ

Uок,кВ

Uтк,кВ

Uқт В-С

Uқт В-Н

Uқт С-Н

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

Подпись: 250

15

6,3

1,85

0,11

3,85

63

330

6,3/6,3

11

37,5

10,5

2,65

0,153

3,75

63

330

115

11

10

32

21,5

1

37,5

10,5

2,65

0,15

3,8

100

230

11/11

12

15

6,3

1,35

0,114

3,66

32

230

121

6,6

11

34

21

2

15

6,3

1,85

0,11

3,65

32

230

6,6/6,6

12

62,5

6,3

1,4

0,134

3,9

125

230

121

6,6

11

31

19

3

78,75

10,5

2,2

0,15

4

160

230

11/11

12

37,5

10,5

2,65

0,153

3,8

100

230

121

11

11

31

19

4

37,5

6,3

2,46

0,14

3,8

100

230

6,6/6,6

12

75

10,5

1,69

0,146

5,4

160

330

121

11

11

32

20

5

75

10,5

1,69

0,15

4,4

200

330

10,5/10,5

11

15

10,5

2,07

0,131

3,85

63

330

115

11

10

32

21,5

6

15

10,5

2,07

0,13

3,75

32

330

10,5/10,5

11

62,5

6,3

1,4

0,134

3,95

125

330

115

6,6

10

35

22

7

78,75

10,5

2,2

0,15

4

200

330

10,5/10,5

11

37,5

6,3

2,46

0,143

3,75

125

330

115

6,6

10

35

22

8

37,5

10,5

2,65

0,15

4,2

63

330

10,5/10,5

11

75

6,3

1,6

0,195

4,25

200

330

115

6,6

10

34

22,5

9

37,5

10,5

2,65

0,15

4,15

63

230

11/11

12

125

10,5

1,19

0,192

4,25

250

230

121

11

11

32

20

 


Б.1 кестесінің жалғасы

Сынақ кітапшасы нөмірінің соңғы нөмірінің алдындағы сан

№ 5 ЭЛЕМЕНТ

№ 6 ЭЛЕМЕНТ

№ 7 ЭЛЕМЕНТ

Генераторлар Г-9, Г-10

Трансформаторлар    Т-5, Т-6

Трансформаторлар

 Т-7, Т-8

Н-3

Автотрансформатор АТ-2

Н-4

Sном, МВА

Uном, кВ

Xd

Xd"

If.шек.

Sном, МВА

Uном,кВ

Uқт, %

Sном, МВА

Uном,кВ

Uқт, %

Sном, МВА

Sном, МВА

Uном,кВ

Uқт, %

Sном, МВА

Uжк,кВ

Uтк, кВ

Uжк,кВ

Uтк, кВ

Uжк,кВ

Uок,кВ

Uтк,кВ

Uқт В-С

Uқт.,В-Н

UқтС-Н

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

Подпись: 260

80

10,5

1,23

0,22

3,2

80

121

10,5

11

125

330

10,5/10,5

11

55

200

330

115

38,5

10

34

22,5

100

1

25

10,5

0,95

0,24

3,1

40

121

10,5

11

80

242

6,3

12

70

63

230

121

38,5

11

35

22

30

2

27,5

6,3

1,25

0,21

2,6

40

121

6,3

11

125

242

10,5

11

100

100

230

121

11

11

31

19

45

3

66

10,5

0,91

0,21

2,8

80

121

10,5

11

32

230

6,6/6,6

12

12

125

230

121

6,6

11

31

19

60

4

100

13,8

0,89

0,26

2,9

125

121

13,8

11

63

230

11/11

12

30

160

230

121

38,5

11

32

20

80

5

97

13,8

0,76

0,21

3

125

121

13,8

11

125

347

10,5

11

90

125

330

115

11

10

35

22

50

6

55

10,5

0,61

0,23

2,6

80

121

10,5

11

200

330

10,5/10,5

11

85

63

330

115

6,6

10

32

21,5

25

7

236

15,8

1,65

0,3

3,4

250

121

15,8

11

32

330

6,6/6,3

11

10

200

330

115

11

10

34

22,5

90

8

160

13,8

1,34

0,28

3,3

200

121

13,8

11

63

330

10,5/10,5

11

25

125

330

115

38,5

10

35

22

55

9

30

10,5

0,95

0,3

2,7

40

121

10,5

11

100

230

11/11

12

40

250

230

121

38,5

11

32

20

125

 

Б.1 кестесінің жалғасы

Сынақ кітапшасы нөмірінің соңғы нөмірінің алдындағы сан

№ 8

ЭЛЕМЕНТ

ӘУЕ ЖЕЛІЛЕРІ

РЕАКТОР

Ж-1

Ж-2

Ж-3

Ж-4

Ж-5

Н-5

Екі тізбекті

Бір тізбекті

Бір тізбекті

Бір тізбекті

Екі тізбекті

Sном, МВА

L, км

Х01

L, км

Х01

L, км

Х01

L, км

Х01

L, км

Х01

Хр, Ом

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

0

120

320

3

70

2

270

2

105

3

170

2

35

Подпись: 271

200

280

5,5

140

3,5

70

3

80

3,5

160

3

15

2

250

360

4,7

100

3

60

3

90

3

150

4,7

20

3

300

180

3

80

2

70

2

100

3

140

5,5

25

4

150

300

4,7

210

3,5

100

3

70

2

130

3,5

30

5

350

390

5,5

180

3

220

3,5

60

3,5

120

2

35

6

240

250

3

125

2

200

3

65

3

110

3

15

7

320

420

4,7

240

3,5

120

3

75

3

100

4,7

30

8

180

200

5,5

90

3

110

3

85

2

90

5,6

25

9

100

450

4,7

60

3

300

2

95

3

80

3,5

30

Ескертулер: 1) Жүйе –жалғанған сатыдағы номиналды кернеуге тең өзгерусіз кернеулі шексіз қуат көзі;

2) барлық генераторлар қысқа тұйықталу (ҚТ) пайда болғанға дейін номиналды жүктемемен жұмыс істейді, Cosφ=0,8; 3) Г-1, 2, 3, 8, 9 – турбогенераторлар, Г-4, 5, 6, 7 – гидрогенераторлар; 4) әуе желілері үшін тура реттілік меншікті кедергі қабылданады хменш = 0,4 Ом/км.

 

В қосымшасы

В.1 кесте - Элементтердің орын басу сұлбасы

Атауы

Шартты белгілері

Орын басу сұлбасы

Бастапқы мәлімет-тер

Есептеу өрнектері

Екі орамды трансформатор

Uк

Sн

Үш орамды трансформатор

Uк В-С

Uк В-Н

Uк С-Н

Sн

Төмен кернеулі орамды автотрансформатор

Uк В-С

Uк В-Н

Uк С-Н

Sн

Үш орамды трансформатордағыдай

Үш фазалық төмен кернеулі орамды, екі тармаққа бөлінген трансформатор

Uк В-Н

Sн

Г қосымшасы

Г.1 кесте - Орын басу сұлбасының негізгі түрлендіру формулалары

Түрлендірулер

Сұлбалар

Түрлендірілген сұлбаның ЭҚК және кедергілері

Түрлендіруге дейін

Түрлендіруден кейін

Бірізді жалғау

Параллель жалғау

Үшбұрышты эквивалентті жұлдызшаға түрлендіру

Жұлдызшаны эквивалентті үшбұрышқа түрлендіру

Д қосымшасы

Д.1 кесте - Қысқа тұйықталуды (ҚТ) есептеуде қолданылған негізгі формулалар

Анықталатын шамалар

Қысқа тұйықталу (ҚТ) түрлері

Екі фазалық

Бір фазалық

Жерге тұйықталған екі фазалық

1

2

3

4

ҚТ түрінің шартты белгісі (n)

(2)

(1)

(1,1)

Қосымша кедергі

Коэффициент m(n)

3

Подпись: 30ҚТ орнындағы А фазасының тура реттілік токтары,

ҚТ орнындағы А фазасының кері реттілік токтары,

ҚТ орнындағы А фазасының нөл реттілік токтары,

0

ҚТ орнындағы А фазасының  тогы А,

0

0

               Д.1 кестесінің жалғасы

1

2

3

4

ҚТ орнындағы В фазасының тогы,

0

ҚТ орнындағы С фазасының тогы,

0

ҚТ орнындағы А фазасының тура реттілік кернеулері,

ҚТ орнындағы А фазасының кері реттілік кернеулері,

ҚТ орнындағы А фазасының нөл реттілік кернеулеріПодпись: 31,

0

ҚТ орнындағы А фазасының кернеулері,

0

ҚТ орнындағы В фазасының кернеулері,

0

ҚТ орнындағы С фазасының кернеулері,

0

Е қосымшасы

Е.1 Бағдарлама-симулятордың жұмыс істеу сипаттамасы

Бағдарлама-симуляторды ашқанда экранда бағдарламаның негізгі терезесі пайда болады (А.2 суретті қараңыз).

Зертханалық жұмыста пайдаланылатын элементтер, «SOURCES», «BASIC», «INDICATORS» терезелерінде таңдалады. «Тышқанның» сол жақ батырмасын сол жақ бүйірдегі панельде орналасқан  белгісіне шерткеннен кейін, одан «GROUND» – «ЗАЗЕМЛЕНИЕ» – ; «DC VOLTAGE SOURSE» – «ЭДС» –  (А.2 суретті қараңыз) элементтер таңдалынатын «SOURCES» терезесі пайда болады. Қажет элементті таңдау үшін сәйкес белгіге «тышқанның» сол жақ түймесін басу керек, түймені жіберіп,  белгісі жоғалғанша күтіңіз және  «тышқанмен» жүргізіп, элементті жұмыс облысының талап етілетін орнына орналастырыңыз, содан кейін қайтара «тышқанды»  шертіңіз.

          Параметрлерді енгізу үшін талап етілетін элементте «тышқанның» сол жақ батырмасын екі рет шерту керек, содан кейін элементтің параметрлерін орнату терезесі пайда болады (А.3 суретті қараңыз). «Value» опциясында кернеу немесе кедергінің шамасы және өлшеу бірлігі орнатылады.

Элементті бұру үшін сол элементте  «тышқанның» оң жақ батырмасын шерту керек, пайда болған көмекші терезеден сәйкес функция таңдалады (А.4 суретті қараңыз).

          «Тышқанның» сол жақ батырмасын сол жақ бүйірдегі панельде орналасқан  белгісінде шерткен соң, «RESISTOR VIRTUAL» – «СОПРОТИВЛЕНИЕ» –      (А.2 суретті қараңыз) элементі таңдалып алынатын «BASIC» терезесі пайда болады. Элементтің  параметрлерін орнату алдыңғыдай орындалады.

          Өлшеу аспаптарын орнату үшін «тышқанды» сол жақ бүйірдегі панельде орналасқан   белгісіне шерту керек, содан кейін «INDICATORS» терезесі пайда болады (А.2 суретті қараңыз). Осы терезеде «VOLTMETER» – «ВОЛЬТМЕТР» -  немесе «AMPERMETER»– «АМПЕРМЕТР» - . таңдалынады. Содан соң таңдап алынатын элементте «тышқанның» сол жақ батырмасын шерту керек, «Component Browser» терезесі пайда болады. Осы терезеде «тышқанмен» «ОК» белгісін басу керек, курсорды жұмыс облысымен жылжыту арқылы элементті талап етілетін орынға «тышқанмен» орнату керек. Егер таңдап алынған аспапта «тышқанның» сол жақ батырмасын екі рет шерткенде пайда болатын вольтметр және амперметр параметрлері, cәйкесінше «VOLTMETER» және «AMPERMETER» терезелерінде орнатылады. «Value» опциясында өлшенетін кернеудің және токтың тегі орнатылады – DC – тұрақты («MODE» функциясында); өлшеу қателіктерін төмендету үшін вольтметрдің кедергісін максималды, амперметрдің кедергісін минималды етіп қою керек («Resistance (R)» функциясы).

А.5 суретте сұлбаның элементтерінің арасында жалғанулар (сым желілер) орнатылғаны көрсетіледі. «Тышқанның» курсорын элементтің шығысына бағыттау керек,       белгісі пайда болады, «тышқанның» сол жақ батырмасын шерту керек; осы белгіні жұмыс жазықтығында жылжыту арқылы, оны басқа элементтің шығысына орнату керек және «тышқанды» қайтара шерту керек.

          Элементтерді жалғастыратын сым желілерде          белгісін орнатып, жалғау түйінін алуға болады (А.6 суретті қараңыз), жалғау түйініне максимум 4 сым желі жалғауға болады.

          Сұлбаларды тұрғызу мысалы А.1 суретте келтірілген. Сұлбалардағы ЭҚК теріс шығысы жағынан жерге жалғанады, қысқа тұйықталу (ҚТ) нүктелері бастапқы сұлбада тапсырылған нүктенің амперметр арқылы жерге жалғануы арқылы тұрғызылады.

Симуляция режимі жоғарғы панельдегі қосу-ажырату -  батырмасы арқылы қосылады және ажыратылады (А.2 суретті қараңыз). Симуляция режимі қосылғаннан кейін сұлбада орнатылған өлшеу аспаптарының өлшемдері жазып алынады.

а) бастапқы;                                      б) бағдарлама-симуляторда.

Е.1 сурет - Сұлбаны құру мысалы

Точка КЗ

 


Подпись: 34

Е.2 сурет - Зертханалық жұмыста қолданылатын бағдарлама-симулятордың негізгі терезесі, элементтер панелдері және элементтер

                   

Подпись: 35         

Е.3 сурет - Сұлбаның элементінің параметрлерін орнату                         Е.4 сурет - Сұлбаның элементінің айналуы

1)                                                        2)

Подпись: 36

3)                                                        4)

Е.5 сурет - Сұлбаның элементтерінің арасындағы жалғауларды орнату

Подпись: 37

Е.6 сурет - Жалғаулар түйіні

width=52 height=44 src="epp_4.files/image170.gif">

Әдебиеттер тізімі

1. Ульянов С.А.  Электромагнитные переходные процессы в электрических системах.- М.: Энергия, 1970.

2. Ульянов С.А  Сборник задач по электромагнитным переходным процессам.- М.: Энергия, 1968.

3. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций.- М.:  Энергоатомиздат, 1986.

4. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Т.1. Электроснабжение /Под общ.ред. А.А.Федорова. - М.: Энергоатомиздат, 1986.

5. Справочник по проектированию элетроснабжения.  Электроустановки промышленных предприятий /Под ред. В.И. Круповича.- М.: Энергия, 1980.

6. Веников В.А.  Переходные электромеханические процессы в электрических системах. -М.: Высшая школа, 1978.

7. Веников В.А.  Переходные электромеханические процессы в электрических системах. - М.: Высшая школа, 1985.

8. РД-153-34.0-20.527-98 Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования. –М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2002.

9. Переходные процессы в электрических машинах и аппаратах и вопросы их проектирования /Под ред. О.Д. Гольдберга. – М.: Высшая школа, 2001.

10. Переходные процессы в системах электроснабжения /Под ред. В.Н. Винославского. - Киев: Высшая школа, 1989.

 

2013 ж. қосымша жоспары, реті 40

Арыстанов Нури Нигметуллаевич
Мустагулова Бопа Жанабаевна

Электр энергетикалық жүйелердің релелік қорғанысын жобалау негіздері
5В071800 – Электр энергетикасы мамандығының студенттері үшiн зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдiстемелiк нұсқаулар

Редакторы Қ.С.Телғожаева

Стандарттау бойынша маман Н.Қ.Молдабекова

Басуға қол қойылды_____________
Таралымы 50 дана.
Көлемі 2,4 оқу-басп.т.
Пішімі 60х84 1/16
№1 типографиялық қағаз
Тапсырыс ______. Бағасы 1200 тг.

«Алматы энергетика және байланыс университетінің»
Коммерциялық емес акционерлік қоғамының
көшірмелі-көбейткіш бюросы
050013, Алматы, Байтұрсынұлы көшесі, 126