Коммерциялық емес акцилонерлік қоғамы

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

Электр станциялар, тораптары мен жүйелері кафедрасы

 

 

 

ЭНЕРГИЯНЫ АЙНЫМАЛЫ ЖӘНЕ ТҰРАҚТЫ ТОКПЕН ЖЕТКІЗУ

5В071800 – Электр энергетикасы мамандағының студенттеріне арналған дәрістер жинағы

 

 

 Алматы 2012 

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: В.Н. Сажин, Н.А. Генбач, Р.Т.Мукашева. Энергияны айнымалы және  тұрақты токпен жеткізу. Дәрістер жинағы 5В071800 – Электр энергетикасы мамандығының  студенттеріне арналған – Алматы: АЭжБУ, 2011 – 38 б. 

 

Берілген дәрістер жинағы алысқа берудің апатты және қалыпты жұмыс ережесіндегі  аса жоғары кернеулі электр берілісінің жұмысы туралы мәліметтерді қамтиды; АЖ АЖК негізгі артықшылықтары сипатталған; аса жоғары кернеулі тораптардың сипаттамалары мен элементтерінің параметрлері қарастырылған; үлкен арақашықтыққа электр энергиясының берілуіне қатысты мәселелер, сонымен қатар тұрақты токтағы  беріліс мәліметтері келтірілген. 

 

Пікір беруші: тех. ғыл. кан., Оржанова Ж.К.

 

«Алматы энергетика және байланыс университетінің» коммерциялық емес акционерлік қоғамы 2012 ж., баспа жоспары бойынша басылады

 

© «Алматы энергетика және байланыс университетінің» КЕАҚ, 2012 ж.

2011 ж. жиынтық жоспары, реті 319

 

Кіріспе

 

         Қазіргі заман энергетикасында үлкен электр станциялардан қуат беріп, мемлекеттің энергия жүйесінің негізгі байланыстырушы буыны болып саналатын аса жоғары кернеулі электр берілісі өте маңызды рөл атқарады.

         Электр беріліс желілерінің маңыздылығы электр энергияның үлкен станцияларда өндірулерімен түсіндіріледі және де бұл сәйкесінше тұтынушылардан алыс және үлкен территорияларда орналастырылады.

         Желілер электр энергияны кез – келген аудандардағы жеке тұтынушылармен энергия жүйелерінің байланысы үшін қолданылады. Бұл әр түрлі қуаттағы жоғарғы кернеулерде және де үлкен немесе кіші қашықтықтарға берілу мүмкін. Алыс қашықтыққа берілу үшін өткізу қабілеті маңызды, яғни желі арқылы барлық шектеу факторларын қанағаттандыратын ең үлкен болатын қуатты таңдау.

         Электр беріліс желілері өте жауапты құрылымдардың біріне жатады. Олардың сенімділігі автоматты басқаруы мен реттеу құрылғыларында.

 

1 дәріс. Электр берілісі аса жоғарғы кернеулі желі сипаттамасы

 

Дәрістің мазмұны: аса жоғарағы кернеулі электр берілісінің сипаттамасы және ерекшеліктері.

Дәрістің мақсаты: қазіргі энергетикадағы аса жоғарғы кернеулі электр берілісінің дамуын және орнын, артықшылығын оқыту.

 

Қазіргі кездегі энергетикада аса жоғарғы кернеулі электр берілісінің орны зор, ол үлкен электр станцияларын қуат көзімен қамтамасыз етіп отырады және елдің энерго жүйесін байланыстырушы буыны болып табылады. Біздің елімізде энергетиканың бағдарламасында жүйе аралық байланыс құруға және шығыс елдердегі энергетикалық кешендерден тұтыну орталығына электр энергиясын тасымалдауға арналған электр беріліс желісінің құрылысына үлкен мән беріледі

         Қазіргі энергетикада электр беріліс желілерін екі типке бөлуге болады – белгілі арақашықтыққа үлкен қуатты беруге қызмет ететін магистралды электр берілістері және тұтынушыға үздіксіз жеткізетін тарату желілерінің торабы. Өткен 100 жылда, бірінші электр берілісінің пайда болуынан бастап, қазіргі уақыттағы электр берілісінің құралымында және оның электрлік сипаттамасында үлкен өзгерістер болды.

         Электр берілісінің қуаты үздіксіз өсуде. Егер жақын арада тағы салыстырмалы түрде есептелсе электр берілісінің шекті ұзақтығы 400 км – ден аспаса және шекті кернеуі 300 кВ – тан жоғары болу мүмкін болмаса, онда бұл шектіліктер мүмкін болатындай кеңейеді.

         Сонымен бірге  1150 кВ кернеулі және тұрақты тоқтың 1500 кВ кернеуінің электр берілісі құрастырылған және өте жоғары кернеулі электр беріліс жұмысы жүргізілуде. Электр энергиясы берілетін арақашықтық 1000 км – ден асады.

         Барлық елдерде энергетикалық жүйенің дамуы барлық үлкен бірлестіктердің қабаттасу процестерімен сипатталады. Бұл процесс қуатты жүйе аралық байланыс құрылымы арқылы жеткізіледі, жүктеме графигінің біріккен жүйесі толығуымен, максимум қосындысының төмендеуі және қауіпті жүктемлік қуат резервтің қажеттілігімен, сонымен қатар кейбір орнатылған электр станция қуаттарының қолдану уақыт санының ұзаруымен орындалады. Жүйе аралық байланыс біріккен жүйелерді жоюмен және активті қуат балансының жағдайы әр бөліктегі біріккен жүйенің сол және басқа уақыт периодымен сипатталады. Мұндай байланыс реверсивті болу мүмкін және пико қуатты, магистралды артық жеткізеді, біріккен бір бөліктегі тұрақты тапшылықты жабуға қызмет етеді.

         Қазақстан Республикасы құрылыс аудандарында жоғарғы кернеулі желіні қажетке жаратуда тәжірибесі мол. Мұнда ресейлік және барлық шетелдік елдердің тәжірибелерін үйреніп  қолданылады. Қазіргі таңда Қазақстан Республикасының үкіметі аса жоғарғы кернеулі электр берілісінің дамуына үлкен көңіл бөлуде.

Екібастұз – Орталық тұрақты тоғы 1500 кВ электр беріліс желісі және  Сібір – Қазақстан – Орал айнымалы тоқ кернеуі 1150 кВ – электр беріліс желісі 1990 жылы ең алғашқы рет енгізілген еді, сонымен қатар ВЛ 500 кВ дамытуда.

2004 жылы АО «KEGOC» «Строительство второй линий элкетропередачи 500 кВ транзита Север – Юг Казахстана» атты жобаға қосылды.

Ол электр энергиясы тапшы Қазақстаннның оңтүстік облыстарына қамтамасыз ету үшін бағытталған және электр энергиясын беру қабілетін кеңейту арқылы Шығыс – Оңтүстік  бағытына қарай жылына 7 – 7,5 млрд.кВт.сағ – қа дейін жібереді, сонымен бірге сенімділігін ұлғайтуға және Қазақстан ұлттық электр торабының қауіпсіз болуын қамтамасыз етуге және Ресей, Қазақстан, Орталық Азия елдерінің біріккен энергиясына қосымша жұмыс істейді.

Электр берілісінің номиналды кернеуі 330 – 1150 кВ желі аса жоғары кернеулі желі немесе жүйе аралық байланыс деп аталады. Мұндай желіге үлкен ұзындық (500 км – ден жоғары) және едәуір берілетін қуат (бір тізбек үшін 500 МВА - ден жоғары) тән. Негізінен қорғанысы 2,5 дейін және одан төмен Uном ішкі ток кернеуінің ұлғайуы еріксіз шектеулермен арнайы аса жоғарғы кернеулі желі оқшаулағышын анықтайды. Аса жоғарғы кернеулі желіде өткізгіштер қолданылады.

Энерго жүйенің берілген мөлшері қуатты электр берілісі ең алғашқысымен салыстырғанда өзгеруі мүмкін. Бірінші кезеңдегі Куйбышев – Москва электр берілісін қолдану Волжской ГЭС им. В. И. Ленин Ресейлік энергия жүйесіне қарағанда арзанырақ. Осы станция Орал және қалған өтпелі қосалқы станциялармен бірге байланыс желісі құрылғаннан кейін электр беріліс өзінің бұрыңғы бағыты бойынша жүйе аралық байланыста қалады.

ЭБЖ бойынша аса жоғарғы кернеулі электр станциялардан электр энергияның берілуі екі салыстырмалы нұсқамен көрсетуге болады:

1) аса жоғары кернеудің құралған ЭБЖ– пен электр энергияны станциядан жіберу тұтынушыдан алыс орналасқанмен арзан энергия көзіне жақын етіп берілуі мүмкін;

2) электр станцияны өндіріс орнына жақын, яғни тұтынушыға жақын орналастыру. Мұнда отын тасу ыңғайлы.

Осы екі нұсқаны салыстырғанда тек қана пайда болатын шығындарды ғана емес, экологиялық апаттарды ескеру керек.

Аса жоғары кернеумен берілетін электро беріліс желілерде электр энергетикалық жүйенің элементтерінен ерекшелейтін өзіндік ерекшеліктері бар. Бұл дегеніміз желілердің толқындық сипаттамаларының және де параметрлерінің ескерілуі, желідегі режимдерді қадағалау желі арқылы берілетін қуаттарды жоғарылау барысында аранайы құрылғыларды пайдалану міндеті. Бұл аса жоғары кернеулі желідегі ерекшеліктер электоэнергетикалық жүйедегі элементтің жан – жақты толық қарастыруды қажет етеді.

 

2 дәріс. Аса жоғары кернеулі ЭБЖ-ны электрлік есептеу

 

         Дәрістің мазмұны: аса жоғары кернеулі желі параметрлері, электр энергияның берілуінің толқындық сипаттамасын есептеу. Ұзын желінің  теңдеуі.

         Дәріс мазмұны: аса жоғары кернеулі желідегі электр энергияның берілуінің толқындық сипаттамасын үйрету.

 

         Параметрлердің таратылуын есептеу. Аса жоғары кернеулі желідегі электр энергияның берілуінің толқындық сипаттамасының өлшемін есептеу қажеттілігі туады. Оның үстіне,  ұқсас электр берілісінің жұмыс нәтижесі таратылған параметрлі тізбектегідей,  көрсетілеген l ұзындықты желіге сәйкестендірілуі керек.

а- dl ұзындықты элементтің белгіленуі;  б-ұзын элементтің орын басу схемасы.

2.1 сурет – Таратылған параметрлі желі

 

мұндағы dl желінің кіші элементі r0dl активті және x0dl индуктивті кедергіге, сонымен қатар g0dl активті және b0dl реактивті өткізгіштікке ие.  

Желі параметрі (активті және реактивті кедергі, активті және реактивті өткізгіштік),  оның ұзындығында тегіс орналастырылған деп есептейміз. Бұл электр беріліс желісі туралы түсік кейбір дәріптеулермен, яғни факторлар қатарымен байланысты, мысалы, екі аралыққа жүргізілген сымдардың болуы сымдардың индуктивтілік және сыйымдылығының біртекті таратылуын өзгертеді.

Активті және реактивті өткізгіштік арқылы ағатын тоқтың болуы желінің бойында тоқтың тұрақты болмайтынын көрсетеді. Соңғысы желі ұзындығындағы кернеудің өзгеруінің қосымша себебші болады. Сол сияқты, кернеу мен тоқ  желі бойында тұрақты қалмайды.   

Ток пен кернеудің жылжымалы  толқындарының таратылуы энергияның желі арқылы берілуімен байланысты. Оларды ыңғайлы болу үшін екі жылжымалы толқын ретінде қарастырады: тура және кері. Жүктеме кезінде, кедергі толқындық кедергіге тең, толқын жылдамдығы жарық жылдамдығына жақын болады. Активті қуаттың желі арқылы берілісі тоқ пен кернеудің салдары толқынының қозғалысы есебінен жүзеге асады. Тура толқын сияқты кері толқын да өзімен бірге активті және реактивті қуат алып келеді. Реалды желілердегі қуат желі бойындағы жылдамдығы V болатын тоқ пен кернеудің салдарлы толқынының амплитудасының өзгерісі кезіндегі шағылуын көрсететін шығындарымен тасымалданады. 

а – желі арқылы қуат берілісінің бағытталуы,  б – желі бойымен тоқ толқынының V жылдамдық арқылы таратылуы.

2.2 сурет – Электр энергиясы берілісінің толқындық сипаттамасы

 

 t1 уақыттың кейбір моменттеріндегі l салдарлы толқын, ал 2 және 3 – тізбектелген t2 және t1 , t›t уақыт моменттеріне сәйкестендірілген. Қысқыштарында синусойдалы өзгеретін кернеу келтірілген кездегі таратушы параметрлі желінің электрлік күйін сипаттайтын дифференциалды теңдеуді шеше отырып, кернеу мен токтың таратылу заңын табуға болады. Бұл кезде берілістің соңынан х арақашықта орналасқан кейбір нүктелерінде, тура және кері байланыстар арқылы көрсетілген тоқ пен кернеудің векторлары, келесідей табылуы мүмкін. 

,

мұндағы A1, A2, B1, B2  – комплексті интегралдау тұрақтысы;

β0 - кернеу(тоқ) толқынының желі бойына таратылуы кезіндегі өшуін(ұзындық бірлігіне)  сипаттайтын өшу коэффициенті( немесе өшу тұрақтысы);

         α0 – желі бойына таратылу кезінде  ұзындық  бірлігіндегі кернеу(тоқ) векторының  бұрылуын сипаттайтын фаза өзгерісінің коэффициенті.

         Қума толқынның негізгі сипаттамаларына фазалық жылдамдық және толқын ұзындығы жатады.

Фазалық жылдамдық (өлшем бірлік) , ,

.

 

         Толқын ұзындығы(км) деп тербеліс фазасы 2π айырмашылық жасайтын,  желідегі екі көршілес нүктелердің ара қашықтығы аталады.

.

         (2.1) теңдеуін айналдыру арқылы созылыңқы желі соңындағы, оның z0 параметрлерімен бірге, U1, U2 кернеуі мен I1, I2 тоқтарын  байланыстыратын негізгі қатынасты аламыз.

,

         мұндағы  ch, sh – гиперболалық синус және косинус;

         Zc – желінің толқындық кедергісі, Ом;

         α00+jγ0 – ұзындық бірлігіндегі толқын таратуының коэффициенті, 1/км;

                   l  – электр беріліс желісінің ұзындығы, км;

                   1,2 – кернеу(тоқ) векторының индекстары желі басында және соңында сәйкес болады. 

                   Сәйкестендірілген кернеудегі тура және кері толқын тоқтарын анықтайтын толқындық кедергісі электр берілісінің параметрінің , оның құрылысымен байланысқан,  функциясы болып табылады.

.

         Толқындық кедергі, бір фазадағы тораптарды төртке бөлген кезде, 270 Ом-ға дейінгі фазадағы бір торапты толқындық желі үшін 400 Ом-ға дейін тербеледі. Толқындық кедергінің аргументі ξс әдетте теріс, сол сияқты   (FORMULA) , ал, оның мәні  1 – 20 шегінде жатады. Толқынның тарату коэффициенті

.

         ТК үшін  , мұндағы кіші мән фазадағы бір сымды желіге, ал үлкен мәні бөліктелген сымды желіге қатысты. α мәні 0,06 град/км құрайды. α0=0,06 град/км қабылдай отырып, тоқ пен кернеу толқынының ұзындығын табуға болады.

.

         Толқынның  таралу коэффициенті сияқты, оның α0 жәнет β0 құраушылары беріліс желісінің параметрлеріне және жасалу құрылымына байланысты.

         Желінің соңынан басына l желі ұзындығына толқынның таратылу кезінде тоқ пен кернеудің   фазасының өзгерісін  α0l өлшемі сипаттайды және  λB желінің толқындық ұзындығы деп аталады (рад және град.)  Егер λ  толқын λB ұзындығы арқылы көрсетсе, онда келесі түрде жазылуы мүмкін:

.

         λB желінің толқын ұзындығы оның  l геометриялық ұзындығына сәйкес келмейді  және осы секілді  α0 - да f жиілік және v толқынның таралу жылдамдығының өзгерісі кезінде өзгереді.

 

         3 дәріс. Шоғырланған параметрлі аса жоғары кернеу ЭБЖ-н орын басу сұлбасы арқылы есептеу

 

         Дәріс мазмұны: орын басу сұлбасы, шоғырланған сымды аса жоғары кернеу электр беріліс желісі.    

         Дәрістің мақсаты: АЖ АЖК параметрлерін анықтау.

 

         Көптеген жағдайларда, жоғарғы емес номиналды кернеуге қатысты алғанда, 200-300 км ұзындықты электр берілісі желісінің жұмысының нәтижесінде электр энергиясының толқындық сипаттамасын қарастырмауға болады.  Ереже бойынша, мұндай электр беріліс жұмыс режимі оның шоғырланған параметрлерімен орын басу сұлбасы арқылы түсіндіріледі. П тәрізді желінің орын басу схемасының параметрлері келесідей анықталады:  желінің активті кедергісі

         а – П тәрізді орын басу сұлба параметрлері; б – пассивті төртұштық түрінде көрсетілген П тәріздес орын басу сұлбасы;

        

3.1 сурет – жинақталған параметрлі аса жоғары кернеу ЭБЖ-ң орын басу сұлбасы

 

 

xл=x0l – желінің индуктивті кедергісі;

gл=g0l – активті өткізгіштік;

bл=b0l – желінің сыйымдылықты өткізгіштігі.

         300 км – ден артық желілерде параметрлерінің таралуын ескеретін түзету коэффициенттерін енгізеді.

         Ұзын желіні пассивті төртұштық ретінде қарастыра отырып,(3.1, б сурет) келесі қатынасты жазуға болады.

U1=AU2+√3BI2,

I1=CU2+DI2.

Соңғы теңдікті (3.2) салыстыра отырып, келесіні аламыз:

A=chγ0l,    B=Zcshγ0l,

C=(1/Zc)shγ0l,    D=chγ0l.

 

Бос жүріс және  қысқа тұйықталу режимдарын қарастырамызү Бос жүріс кезінде  және 3.1б суретінен

,

 Қысқа тұйықталуды қарастырған кезде

 

 

 

Төртұштықтың коэффициенттері желі парамметрлері арқылы келесідей өрнектеледі

 

4 дәріс. Кернеу және өткізетін қуаттын желі ұзындығына тәуелділігі

 

Дәрістің мазмұны: желі ұзындығы бойымен кернеуді тарату.

Нақты қуат түсінігі.

         Дәрістің мақсаты: желінің басы мен соңындағы кернеумен қуаттың арасындағы қатынасын анықтау.

 

         Кернеудің желі ұзындығы бойымен таратылуы берілетін қуат мәнімен анықталады. Нақты қуат желімен жүреді, сонда жүктеме кедергісі толқындық кедергімен тең болады Zh=Zc.

Нақты қуат желісі номиналды кернеуімен өрнектеледі:

                                               .                                                        (4,1)

         Шығынсыз желі үшін нақты қуат нақты қуат активті болады және мынадай теңдікпен өрнектеледі:

                                                .                                              (4,2)

Мұндағы: (formula) -  толқындық кедергі.

         Енді желінің соңы мен басындағы қуат пен кернеудің қатынастарын қарастырайық. Шығынсыз желідегі ұзын желі теңдіктерінен қарапайым теңдеулерін аламыз:

                                    .                                (4,3)

 

а – нақты қуаттың берілуі; б – Uг кернеудің диаграммасы, мұнда Рл және Рнат әр түрлі қатынастарда; в – желінің бос жүрісі; г – U= const кезіндегі кернеу модулінің I тоққа тәуелділігі.

4.1 сурет – кернеудің  желі ұзындығы бойымен таралуы

 

         Желі соңындағы Z=r2+jx2 кернеуі бар шинаға жүктеме кедергісі  және қуат S2=U22/Z2* қосылған деп есептейік. Желі соңындағы кернеу векторы нақты өлшеу өсімен сәйкес келеді деп санайық U2=U2.

         Бұл қолданған шарттарда бірініші теңдеу мынадай болады:

                                           .                                     (4,4)

Нақты қуаттың шығынсыз желіде берілуі, яғни  теңдік келесі түрде болады:

                                              .                                       (4,5)

(4,1) теңдіктен S2 үшін:

                         .                      (4,6)

Егерде U1=Unom және 4,4 теңдігіне 4,6 – ны қойса, онда желі соңынан l қашықтыққа байланысты U1 кернеуді алуға болады:

                          .                                 (4,7)

4,7 теңдігінің көмегімен желі бойымен таралған  – мен  әр түрлі қатынастағы диаграммасын тұрғызуға болады. Желінің ұзындығының нөлден толқын ұзындығына дейін өзгеруі 0 – ден 2П – ге дейін өзгеруіне сәйкес.

         Онда, 4,7 теңдеуінен байланысты l=0 – ден – ға дейін  кернеу шеңбер сызады.

         4,1б суретінде кернеудің 6000 км желі бойымен таратылған, мұндағы  диаграммасы көрсетілген. 1 – ші тәуелділік ... қуаттың берілуімен сәйкес, бұл нақты қуатқа тең, 2 – ші тәуелділік нақты қуаттан үлкен, 3 – шісі нақты қуаттан кіші. кернеулердің нүктеде көрсетіліп тұр, бұл нүкте желі соңынан 1000 км қашықтықта орналасқан. Мұндағы  Нақты қуат желі арқылы берілгенде   және  кернеу арасындағы жылжу бұрышы осылай белгіленеді. 4,5 немесе 4,7 мұндағы және бірінші тәуелділік 4,1б суретіндегі шеңбер болады. Активті қуаттың желі арқылы берілуі нақты қуаттан көп және де ұзындығы көбірек болса беріліс тез болады, алдындағы жағдайға қарағанда   векторы арқылы пайда болған шеңбер тігінен созылады, 4,1б  суретіндегідей эллипске айналады. Мұндағы қысқа ось  тең болады. Егер шеңбер бойынша қуат нақты қуаттан аз берілетін болса, онда шеңбер сол ось бойымен сығылады. Бұл негізінде 4,1б суретіндегі 3ші эллипсті құрады, мұндағы үлкен ось  тең. Шекті жағдайдағы бос жүріс желісінде мұнда Рл = 0, 3 – ші эллипс тік сызыққа айналады.

         Егер кернеу модулі желі басында тұрақты болса , онда 4,1г суретіндегі тәуелділікті аламыз.  бұл 1 – ші тік сызық,  – бұл 2ші қисық сызық, ол үшін , яғни желі басындағы кернеу желі соңындағы кернеуден аз. Осыған ұқсас тәуелділіктерді желіде тұрақты кернеу болғанда құрастырады. Аса жоғары кернеудегі ЭБЖ үшін ауыспалы режимде қуаттарды беру сәйкес келеді, бұл желі бойындағы кернеудің өзгеруіне алып келеді. Егер  онда желі соңындағы кернеу аз, оны көтеруге тура келеді. Егер қуаттарды төмендетсек дейін, онда кернеу көп болады, яғни оны түсіруге тура келеді. Одан басқа өте аз жүктемеде желінің индуктивті кедергісіндегі реактивті қуат азаяды, осыдан қуат ағындары пайда болады, бұл өз кезегінде қосымша шығындарды туғызады

.

 

5 дәріс. АЖ АЖК үшін қарымталауыш құрылғысы

        

Дәрістің мазмұны: синхронды қарымталауыш (СК), реакторларды (Р) және  реактивті қуаттың статикалық көзін (РҚК) аса жоғары ЭБЖ – де қолдану.

Дәрістің мақсаты: синхронды қарымталауыштың (СК), реакторлардың (Р) және  реактивті қуаттың статикалық көзінің (РҚК) аса жоғары ЭБЖдегі рөлін оқу.

 

Аса жоғары кернеулі ЭБЖ – қа ережесі бойынша әр түрлі қарымтауыш құрылғылар (ҚҚ) орнатылады. Қарымтауыш құрылғыларлар арқылы кернеулер бір түзу бойына түзуленеді де, қуатты заряд ағындары шектеледі. Сонымен бірге, қарымтауыш құрылғылар өте қажетті фунцияларды орындайды, желі бойынша берілетін қуаттың көбісін жоғарылатады және реактивті қуат балансын қабылдағыш жүйеде қамтамасыз етеді.

Аса жоғары кернеулі ЭБЖ – ке синхронды қарымталауыш (СК), реакторлар (Р) және  реактивті қуатты статикалық көзі (РҚК) қолданылады.

а – желіге қосу немесе жоғары не төменгі кернеулі қосалқы станцияларға қосу; б – разрядник арқылы қосу.

 

5.1 сурет – Реакторлардың  қосылу түрлері

 

Аса жоғары кернеулі ЭБЖ – та реактивті қуатты және кернеуді реттеу үшін, сонымен қатар ішкі асқын кернеуді төмендету үшін шунттауыш реакторлар қолданылады. Қажетті кернеуді желі бойына тарату жағынан қарасақ оларды бүтін тегіс етіп орнастырған жөн. Бірақ экономикалық, тәжірибелік және әдетте реакторларды қосалқы станцияларда (5.1 суретті қара), қосқыш пунктерде (5.1 суретті қара) орналастыру жағынан бұл шешім тиімсіз.

Қосалқы станцияларда реакторларды желіге (Р1), шинаға (Р2), төмендетілген кернеуге (Р3) қосу қатыссыз болуы мүмкін. Реакторды қосу әдісі электр беріліс режимі арқылы анықталады.

Реакторды жоғары кернеуге қосу ішкі асқын кернеуді төмендету үшін тиімді. Бұл жағдайда 5.1 б суретті қолдануға болады. Реактор Р разрядник арқылы қосылады, кернеу жоғарылағын кезде тез іске қосылады. Содан кейін автоматты түрде қосқыш В және реактор беріліске қосылады.

 

6 дәріс. Берілетін қуаттың көп мөлшерін анықтау

 

         Дәрістің мазмұны: көп мөлшерде берілетін қуаттың Рнб желі ұзындығына тәуелділігі.

         Дәрістің мақсаты: қуат көп мөлшерде берілген кездегі ЛЭП параметрлерінің әдістерін анықтауды үйрену.

 

         Көп мөлшерде берілетін қуаттың Рнб желі ұзындығына тәуелділігі қарапайым түрде (шығынсыз желі) былай анықталады:

                                               ,

мұндағы, – желі басындағы және соңындағы кернеулер модулі;

               – тербеліс кедергісі;

              – желінің толқын ұзындығы (6.1а суретті қара)

          осыған байланысты толқын ұзындығы  тең. Егер желі ұзындығы толқын ұзындығына тең болса, онда . Бұл жағдайда желі шығынсыз ,

6.1 сурет - Көп мөлшерде берілетін қуаттың желі ұзындығына тәуелділігі

А –желі шығынсыз (1) және шығынды (2);

Б – желіні жарты толқын етіп баптау.

l = 3000 км  болғанда , l=1500 және l= 4500 км   және  сәйкес. осы желі ұзындықтары  кернеу мен толқын ұзындығы арқылы анықталады.

         Көп мөлшерлі қуатты беру жағынан қарағанда 3000 км және 6000 км желі ұзындығы тиімді болып келеді. Бұл кезде физикалық жағынан резонансқа ие болады, желінің индуктивті және сыйымдылықты кедергісі тең, қорытындылауыш реактивті кедергі нөлге тең. Осы кезде шығынсыз желіге теориялық түрде шексіз қуат беруге болады. 6,1 суретте 1 – ші қисық осы жағдайға сәйкес келеді. l =1500 және 4500 км желідегі реактивті кедергі желіде көп мәнге ие және Рнб сәйкес басқа l мәндерімен салыстырғанда аз.  санақ, сонымен бірге генератор кедергілері және трансформатор бейнені өзгертеді, және желі бойынша  l =3000 және 6000 км көп мөлшерде беруге болады, бірақ шексіз қуатты емес (6,1а суреттегі 2 қисық сызық).

         Желіні сыйымдылыққа С және индуктивтікке L (6.1 б суретті қара) белгілі ұзындыққа жасанды етіп қосуға және қуатты көп мөлшерде беру үшін шарт құруға болады. 6.1 б суретте: 1 – желінің берілген параметрлері, 2 – бапталған параметр. Желіні жарты толқын ету үшін көп мөлшерде қуат беріп баптау тиімді, ол дегеніміз  L және С параметрлерін желіде резонанс тудыратындай етіп баптау. Техникалық реализация мен желі эксплуатациясы, жарты толқын етіп бапталуы көптеген қиыншылықтармен байланысты.

 

7 дәрiс. Электр жеткiзудi өткiзу қабiлетi. Сызықтың өткiзу қабiлетiнiң жоғарылатуы

 

Дәрiстiң мазмұны: аса жоғары кернеудi сызықтың өткiзу қабiлетi.

Дәрiстiң мақсаттары: сызық  бойынша қуаттың берiлуiн тәуелділігін негiзгi меңгерушiлерiн зерттеулерi. Сызықтың өткiзу қабiлетiнiң жоғарылату әдiстерiн анықтау.

 

Н жүктемесi, генератордан, Л  электр желiсiнең  Т\ және Т2 жоғарылататын және төмендететiн трансформатордан тұратын электр жеткiзу жұмысын қарап шығамыз. (7.1, а  суреттi қара )

7.1 сурет - электр жеткiзу (а) және оның орнын ауыстыру схемасы (б, в)

 

Бұл желiнiң орын ауыстыру сұлбасы 7.1, б суретінде көрсетiлген,

мұнда  ұзына бойынша эқк өстегi;

 — генератордың, трансформаторлардың кедергiсi;

 — сызықтың кедергiсi.

Активті кедергiлерді елемей, желiні «орап», барлық реактивтi кедергiлердi тізбектеп қосамыз (7.1, в  суретті қара)

.

Векторлық диаграмманы құрастырамыз (7.2 суретті қара). және  векторлар арасындағы  бұрышын δ деп белгілейміз (кейде осылай соңғы және бастапқы сызықтық  кернеулердiң арасындағы бұрышты белгілейді). ОВС және АВС үшбұрыштарынан келесідей шығады

.

а - векторлық диаграмма; б - орын ауыстыру сұлбасы; в - қуаттың δ бұрыштан тәуелдiлiгi.

7.2 сурет – Сызық бойынша қуаттың берiлуiн негiзгi тәуелдiлiктердің иллюстрациясы

 

Соңғы теңдiктің сол жағын және оң жағын  U2  көбейтемiз және одан мынаны аламыз

.

Бұдан келесi маңызды өрнектi оңай алуға болады:

Қарастырылған ең оңай жағдайында активті кедергiлердiң жоқ болғанда (7.2, б суретті қара) .

Сызық бойынша берiлетiн қуаттың δ бұрышынан тәуелдiлiгі  -ның тұрақты мәндеріде 7.8 суретте көрсетiлген, - бұл 1-шi синусоида.

Гене­ратордың (турбинаның ) алғашқы қозғаушысының қуаты тұрақты және түзуіне сәйкес деп алайық. Тұрақты режим  турбинаның қуаты Рт және электромагниттiк генератордың қуаты Рг теңдiк шартымен анықталады. Бұл шартқ а РТ = РГ  а және б нүктелері қанағаттандырады.  А нүктесі сызық бойынша Рл = РТ қуат берiлуі кезінде орнықты орналастырылған режиміне, және мен  арасындағы  бұрышы 90° аз болатын жағдайға сәйкес келедi.

Электр жеткiзудi өткiзу қабiлетi - бұл барлық техникалық шектеулердi есепке ала отырып, сол сызық бойынша жеткізуге болатын ең үлкен активті қуат. Техникалық  шектеулер:

- жүйе генераторларының параллель жұмысының орнықтылығымен;

- берiлудің жеке элементтердiң қызуымен;

- ұзағырақ жіберілетін кернеудін мәнімен, сызық бойындағы жоғалтулармен және басқа да факторлармен анықталады.

Егер техникалық шектеулерді есепке алмасақ, онда   жiберу қабiлеттiлiгi 7.2 суретте синусоиданың амплитудасына тен.

Электр жеткiзудi  өткiзу қабiлетi көбiрек болған сайын сол сызық бойынша үлкен қуатты тапсыруға болады. Өткiзу қабiлетiнiң көтеру - маңызды техникалық мақсат, өйткенi бұл қосымша сызықтардың құрылысынан бас тарытып, және тұтынушысыны қажеттi қуатпен  қамтамасыз етуге мүмкiндiк бередi. Орнатылатын сызықтардың өткiзу қабiлетiн жоғарылатуғана емес, оның авариялық төмендеуiн жiбермеу де маңызды. Мысалы, апат салдарынан өткiзу қабiлетiнiң   –ге дейiн төмен түсетін болса (7.2 суреттегi 2 штрих синусоиданы  қара), онда бұл сызығының бойынша берiлетiн қуаттың кiшiрейуiне және тұтынушының ажыратуына келтiредi. А тұрақты нүктесіне сәйкес келетін тәртіп (7.2 суретті қара), өткiзу қабiлетiнiң  -ға дейiн төмендеген жағдайда орындалмайды.

Жаңадан соғылған және қазiргi электр жеткiзулердiң өткiзу қабiлетiнiң жоғарылатуы бойынша шаралар ..–ге әсер етуді қамтиды.

Генератордың эқғ  генератордың қоздыру тоғымен реттеледi. Генератордың қоздыруын апаттарда қолдау маңызды, яғни сызық бойынша берiлетiн қуатты төмендетуi шартқа жол бермеу керек. Апаттарда генератордың эқғ  ғана емес, тiптi де генератор шиналарында кернеуін  тұрақты ұстайтын күштi әсердiң реттеуiштерi жасалған(7.1, б суреттi қара). Күштi әсердiң реттеуiштерi қуатты электр станцияларында кең қолданылады.

Жиынтық кедергi  - оның құрайтындарын азайту дұрыс. Генераторлардың және трансформаторлардың кедергiсiн қоланың арнайы сұрыптардын қолдануымен және арнайы конструктивті шешімдер жолымен азайтады.

а - х0 - ді  фазадағы сымдардын санына қарай байланысты төмендету; б - 500 кВ тiң сызығының фазасындағы сымдардын орналасуы.

7.3 сурет - фазадағы өткiзгiштiң ыдырауы

7.4 сурет -  Электр берiлiсi желiсiнiң болат сұрыптарының және арнайы конструктивтiк шешiмдердiң ұзынынан қарымталануы

 

330 кВ тiң және жоғары сызықтарының индукциялы кедергiсiн фазасы ыдырауы арқылы төмендетедi - фазаны бiр емес бірнеше параллелдерiнен өткiзгiшпен орындайды ( 8,1 суретті қара). . 330 кВ тiң сызықтарда сым екiге ажырайды, яғни n= 2, 500 кВ үшiн n= 3 және а = 40 см.

Ұзына бойына өтемнiң қолдануы (8,2 суретті қара) алыс электртату сызықтарының өткiзу қабiлетiнiң жоғарылатуының орынды және таралған құралдарының бiрi болып табылады. Сызық бойымен қосылған ҚПКтар конденсаторлар сызықтың қорытынды реактивтi кедергiлерi азайтады:

 

.

 

ҚПК сызықтағы орналастыруын орны және қуаты техникалық-экономикалық есептеулермен дәлелдеуi керек. Ұзына бойына өтемнiң орташа күйiндесi шамасында сызықта бiр ҚПК болады. Егер ҚПК торлардың денсiнiң кедергiсi сызықтың  50 % немесе одан да көп  орны толтырылатын болса, онда ҚПК кем дегенде екi подстанцияға орындауға керек. Бiр жерденiң толтыратын кедергiнiң көп шоғырлауы iшкi перенапря женийлердiң еселiлiгiнiң үлкеюiне алып келедi және релелiк қорғаудың дәл қазiр қолданылатын құрылымдары дұрыс әсердiң қамтамасыз етуiндегi қиындық әкеледі.

Куйбышев - Мәскеу екi шынжырлы сызығындағы ҚПКы  қолдану өткiзу қабiлетiн 1350-ден 1800 МВт-ке дейiн үлкейтуге мүмкiндiк бердi, яғни 34 %, Братск-Иркутск  электр жеткiзуiн өткiзу қабiлетiнiң  1150 МВт-ден  1600 МВт-не дейiн (38%-ке) жоғарылатты, бұл 35 % өтемнiң нәтижесiнде  мүмкiн болды.

 

 

 8 дәрiс. Басты режімдер

 

Дәрiстiң мазмұны: басты режімдердің анықталуы.

Дәрiстiң мақсаты: басты режімдерді зерттеу және олардың АЖ АЖК жұмысына ықпалы.

 

8.1 Басты режімдердің анықталуы

 

Электр жеткiзулердi жобалайтын кезде  әдетте экономикалық талдаудан шыққан  қуат ағына қарайды. Сонымен бiрге олар берiлудiң шамадан тыс жүктелу мүмкiндiктерің тексередi. Бұдан басқа, апаттан кейінгі режім жұмыс жағдайың аңықтайды, апаттың нәтижесiнде сөніп қалуы мүмкін заттар: тізбектін біреуі, парралель тізбектегі бір бөлігі, парралель жұмыс істейтін трансформаторлардың бір тобы.

Қалыпты  және апаттан кейінгі режімге қарап электртаратудың негiзгi көрсеткiштердi анықтайды, оның статикалық орнықтылықтарын бағалайды, қуаттың және энергиялардың жоғалуын анықтайды. Айлап-жылдап жұмыс істеу тәртiптерден басқа, ұзақ емес тәртiптер де бола алады.

Бұл тәртiптер апат болып есептеле алмайды, өйткені олар бұзылмаған желіде, жабдық қалыпты болатын жағдайда орын алады. Бiрақ олар қалыпты болып есептелмейді, сондықтан оларды ерекше тәртiптері деп атауға дұрысырақ.

Трансформатор желісінің бір фазасы ажыратуында ерекше, ұзақ тәртiп бола алады, бұл жағдайда бес немесе екі фазада жұмысы орындалады (екi тізбекті  берiлуде).

Басты режімдерде асқын жүктеме және форсировка режимдері, асинхрондық жүрiс режімі жатады, мұнда синхронизмден шыққан генератор немесе генераторлар тобы асинхрондық сияқты жұмыс iстей бередi және активті мен кейбiр тұтынатын реактивтi қуатты шығарады, бүл жағдайға ресинхронизация тәртiптерiн жатқызуға болады, синхронизмнан шыққан  генераторлар синхронизмға түсiксiз синхронизмға қайта кіреді. Аз жүктемелі желінің немесе режім және желінің бос жүріс режімі жатады, және генераторлардын, синхронды қозғаушылар, компенсаторлар және асинхронды машиналардын өзін өзі қыздыру тәртіптері жатады. Салыстырмалы қысқа мерзiміне қарамай, осы тәртiп электрберілу үшiн өте маңызды. 

 

8.2 Орныққан бос жүріс режімі

 

Электрберісінің  қалыпты бос жүрiс және апаттық режімдеріне тән құбылыстар әр түрлі. Оларға динамикалық асқын кернеу деген атаққа ие болатын, бос жүріс желілерде симметриялы емес қысқа тұйықталу пайда болатын кернеудің ұлғаюы,  бос жүріс режімде желінің үлкен сыйымдылық токтар салдарынан өшетін ажыратқыштарда доганың қайта жануынан пайда болатын асқын кернеулер, желі соңы  ашылып қалған жерге қосылған кезде, өтпелі процесс мерзіміндеде, яғни бос жүріс кезіндегі қауыпты коммутациялық асқын кернеулер жатады.  Бос жүрістін орналастырылған тәртiбi үшiн тән сызықтың ашық аяғындағы кернеудiн жоғарылануы, генераторларының реактивтi тоқпен шамадан тыс жүктеуi, генераторлардың өзi қоздыруы жатады. Бұл құбылыстар сызықтың оқшаулағышының тексеруi үшiн немесе станцияға синхронизация үшiн iске асатын электр жеткiзу кернеудiн нөлден көтеруде үлкен манызы бар; жүйеден ұзын тізбекпен бөлінген генератордың өздігінен синхрондалуы да маңызды.

Алыс электртарату тәртiптердi жүзеге асыруында қиындықтардың қатары пайда болады. Ең алдымен атап өтетін нәрсе тізбектін заряд қуаты генератордың номиналды қуатын едәуiр аса алатындығы, оның қызуына алып келетін де осы. Тізбектегі электр кернеуiн жоғарылауы да үлкенi заряд қуатындағы бар болуымен байланысты. Осылай, бос желінің ашық бетіндегі кернеу оның зарядтық қуатының  толық емес өтемiнде басындағы кернеуден едәуiр асады. Демек, алыс станция және қабылдау жүйесiнiң синхронизациясын жүзеге асыру үшiн берілу басындағы кернеуді азайту немесе оның соңында толтыратын құрылымдар орнату керек. Алайда кернеудін төмендеуі генератордын өзің өзі қоздыруымен қиындатылуы мүмкін, ал көлемдік жүктемелі парралель қосылған бірнеше аздап жүктелген генераторлардың жұмысы олардың қалыпсыздығымен қинала алады.

 

8.3    Электр жеткiзу жұмысының симметриялық емес режімі

 

Электр жүйелерi және олардын бөлшектері үш фазалық симметриялы режімде жұмыс істейді, және Доливо Добровольскийдің үшфазалық тоқтың ойлап тапқан  заманнан бастап электрикалық тізбектердің барлық қосылу – сөндіру операциялар н барлық үш фазаларда бiр уақытта орындалатын. Басқаша болуы мүмкін емес секілді еді.

Дегенмен, соңғы кезде энергетикалық жүйелерде симметриялық емес режімдер,  немесе толық емес фаза режімдер кеңінен ене бастады.

Әрине, симметриялық емес тәртiптер нормалы болып табылмайды және симметриялық алмастыруға шақырмаған, бiрақ олардың үлкен маңыздығы - бұл электр жүйелерiнiң жұмысының сенімділігін жоғарылатуының құралы.

Симметриялық емес тәртiптер ұзақ және қысқа мерзiмдi бола алады. Ұзақ симметриялық емес режимдер - бұл ұзақ уақыт ішіндегі тұтынушыларға электр энергиясының берiлуi iске асатын тәртiп. Қысқа мерзiмдi симметриялық емес режімдер авария процесстерiмен байланысты, мысалы қысқаша тұйықтар, жердегi тұйықталуы бар үзiктерi, бiр фазалы автоматты қайтадан қосуындағы фазаның ажыратуы (АҚҚ ). Инженерге қысқа мерзімді тәртiптердiң талдауды маңыздысы – құралдарды авария болып табылмағандай таңдау мен жұмыс жағдайды етiп орнату.

Симметриялықтан ұзақ симметриялық емес режімге өту процессi апатқа алып келмеуі тиіс, және жүйеде одан кейiн электр сапаның сақтаумен қалыптасқан тәртіп басталуы керек.

Авария тәртiптер бұл жерде қаралмайды, өйткенi олардың зерттеуі өтпелі процесстер курстарына жатады. Бұл жерде орнатылған симметриялық емес режім қаралуы керек. Оған кернеулер және тоқтардың қалыпты симметриялық емес шарттардағы толықфазды симметриялық емес режімдер жатады. Бұл несимметрия жүктеменiң симметриялы емес немесе беру элементтердің біріндегі симметриялы еместен пайда болуы мүмкін (фазалардағы әртүрлі кедергi).

Симметриялық емес режімнің басқа түрiмен толық емес фаза ұзақ режімі бола алады. Бұл режімдер беру тораптарының жөндеулерiнде пайда бола алады, немесе авариядан сон режимдарда, аварияның салдарынан тек бұзылған фаза сөнетін кезде. Симметриялық емес толық фаза емес режімдер бiр фазалық резервті қолдану жағдайында, мысалы бірфазды резервті трансформатор немесе тізбектің резервтi сымы болған жағдайда.

Симметриялық емес режімдердің жүзеге асыруының үлкен маңызы бар, өйткені ол тұтынушылардың жабдықтауының сенімділігін жоғарылатуға мүмкiндiк бередi, мысалы авария жағдайда екітізбекті электрберілуде жүйенің барлығы емес, тек фазаның біреуі сөндіріледі. Әлбетте, бесфаздық мұндай тәртіпке көшуі бір тізбектіге қарағанда көп тұрағсыздықты қамтамасыз етедi. Симметриалық емес тәртіптерді  қолдану бiр фаза резервтер оборудованиені пайдалануға мүмкiндiк бередi. Осыңдай тәртіптердің қолданудың арқасында тізбектің барлығын емес, бір ғана оның фазасын сөндірілуімен жөндеу өткізуге мүмкіндік береді.

Екінші - бесінші фазадағы жұмыс (отырғызылған бейтарапқа жанында),АҚҚ (АПВ) қолдануы секілді электроқамтамасызданудың сенімділігін көтеріп, электрберіліс шығынды азайтады, өйткені симметриялық емес режимдердің қолданыуымен жобалауда құралдың элементтеріндегі резервті азайтуға болады, мысалға симметриялық емес режимдердің қолдануы электрберілу тізбегін үнемдеу мүмкіндігін береді.

Ұзақ авария тәртiптерiнiң жүзеге асыруының мүмкiндiктерi келесi факторлармен шектеледi:

1) симметриялы еместе энергияның сапасының нашарлаумен. Энергияның сапасы әдетте тұтынушыға жететің энергиянын кернеуімен бағаланады жүйенің жиілігімен және кернеу қисықтың синусоидалығымен, яғни онында гармоникалардың жоқтықпен, бағаланады.                          

Симметриялы емес тәртiптерде үшiншi көрсеткiш пайда болады – симметрия емес дәрежесі. Симметриялы емес пайда болуы электр энергиясының сапасының нашарлауын білдіреді, өйткені жарық берушi жүктеме нормальды емес жағдайда болады, шамдардың бір бөлігі төмен кернеуде толық жарықты бермей жұмыс істейді, керiсiнше шамдардың қалған бөлігі жоғары кернеуде жұмыс істейтін болады, бұл қызмет мерзiмiнiң қысқаруына келтiруі де мүмкін.

Симметриялы емес болған жағдайда асинхронды қозғалтқыштардың лақтыру айналу моменті құлайды.5 %- асимметриясында момент 10-15% ға құлайды, несимметрия өсумен жылдам азаяды;

2) жабдықтың жұмыс жағдайлары нашарлаумен. Симметриялы емес құбылысы пайда болғанда:

а) тізбектің сымдары қызуы мүмкін (алайда күмәнді, өйткенi, олар  экономикалық тоқтың тығыздығы бойынша алынып, қыздырудың шарттары бойынша оларда үлкен қоры бар);

б) трансформаторлардың, генератор және қозғалтқыштардың фазаның орамалары несимметрия жағдайындағы бөлек фазалардағы тоқтардың көбейуі себебінен қызады;

в) сыртқы тоқтардың пайда арқасында болуы генератордың роторының қызып кетуi болады және сәйкесiнше кері өрістерің және генератордың кейбір нүктелерiнен қыздыруларды пайда болуы;

г) несимметрии мүмкiн дәрежесін шектейтін генераторлардың дiрiлдеуi пайда бола алады.

3 ) релелiк қорғанысының дұрыс емес жұмыс істеу қауіпі, ол әдейi несимметриялық режимдер жұмысына тексерулуi керек;

4 ) байланыс тораптарына ықпалмен. Тізбектің несимметриялық жұмыс барысындағы пайда болатын электростатикалық ықпалы мен балансталмаған магнитті ағыстары байланыс жүйенің жүмысының бұзылуының себебі бола алады, сондай-ақ темір жол блокировканың бұзылуын тудырады, бұл көлік апаттарына әкелуі мүмкін. Сондықтан несимметрияның жүзеге асырудың мүмкiндiгі осы тараптан қарағанда тексерілуі керек;

5) адам үшiн электр қоюларын қауiп-қатерлер жоғарылатумен - тиiп кету және қадам кернеуi  жоғарылайды. Демек, симметриялық емес тәртiптiң жүзеге асыруға арналған жүйелер жақсы жерлендiргiш құрылғылар талап етеді;

6) симметриялық толық фазалық режимдерге қарағанда тұрақтылығы төмендейді;

7 ) жүйенiң жұмысының үнемдiлiктерiнің нашарлаумен.

Жүйенiң жұмысының барлық экономикалық көрсеткiштерi симметриялық тәртiп бойынша есептеледі. Сондықтан симметриялы емес пайда болуда жүктемелердің берілген экономикалық таратылуы бұзылады, бұл жүйенiң жұмысының үнемдiлiгiн төмендетеді. Бiрақ, бұдан басқа жүйенiң жұмысының үнемділігінің төмендетуге симметриялы еместің жанында электр жеткiзудiң бiр фазаларындағы тогының көбейуімен оның басқа фазаларындағы  азаюына байланысты.

Симметриалық емес режимде, қозғалтқыштардың айналу моменті төмендейді, оның себебі қозғалтқыштардың сырғанауы, реактивті қуаттың қолдануы мен тізбектегі тоқтар да көбейеді – осының бәрі шығынның көбейуіне алып келеді де тоқтардың өсуіне алып келеді.

 

 

8.4    Ұзын желілердің симметриялық емес режімнiң ерекшелiктерi

 

Симметриялық емес режімді қарастыру кезiнде түбегейлi қуаттар берiлетiн ұзын электр берiлiс желiсi, жай желілерден қарағанда сенiмдiлiгi жоғары болуы керек. Ұзын желілерді  жобалауында сызықтың сенiмдi пайдалануын қамтамасыз ететін  шаралардың бiр қатарын ескеру керек.

Екi шынжырлы атқарылатын ұзын электр берiлiсi желiлерiнің трассалары бойында ауыстырып қосқыштар немесе аралық қосалқы станциялар орнатады. Бұл аппатан кейiнгі режімінде, сызықтың бөлігінде  бiр шынжырдың сөнуі кезінде, қолақпандай қуатты алып беруге мүмкiндiк бередi. Парралель тізбекті сызықтын бір бөлігі өшуі кезінде статикалық тұрақтылықтың қажетті бір бөлігін сақтап қалу ұшін берілетін қуат төмендетілу керек.Сызықтың екi әр түрлi бөлiмшелерiнiң шынжырлардың бiрлерiнiң бiр уақыттағы сөнуі (мысалы, қайта қосылу пункттардың біріндегі сызықты сөндiргiштiң жұмысынын істен шығуы) синхронизмның бұзылысына келтiре алады.

Мысалы, 1 мың км ұзын желіде оның жеке бөлiмшелерiнiң ажыратуын ықтималдығы көбейеді. Бұл,біріншіден, желідегі алдын алу және жөндеу жұмыстардың өткiзу қажеттiлiктерімен байланысты. Фазалардың бөлек басқаруын пайдаланып,  ұзын желі жұмысының сенiмдiлiгiн айтарлықтай жоғарылатуы мүмкiн және оның қолдануында толық емес фазалық режімдерді қолдануға болады.

Металл тіректерде орналасқан 220 кв желілердің  бұзылуның ең жиi себептері  бiр фазалық қысқа тұйықталулар болып табылады, және де олар бітеу емес, доға немесе тiректiң кедергiсi арқылы болады. Сонымен бiрге бұзылудың бұл түрі 500 кв сызықтар үшiн де өте ықтимал болып табылады.

Егер бiр фазалық қысқа тұйықталудан кейiн бүлінген желінің бөлiмшесiнiң  жұмысында алтыдан үш емес бес фазаларда қалса(бесфазалық тәртiп), онда тізбек орнықтылығы едәуiр жақсы болады.

Желінің толықфазалық жұмыс тәртібінен бесфаздыққа көшкенде тізбектің эквиваленттік кедергісінің көбейуі сол бөліктегі тізбектің толық сөнуіндегісіне қарағанда азырақ.

Фаза бойынша басқаруды қолдану сызық кейде толық емес фаза жұмыс тәртiптерiнде iстейтiнiне алып келедi. Мұндай тәртiптердiң ең жиi түрi желінің бір бөлігіндегігі фазасы өшкен жұмыс болады.

Басқа мысалдар ретiнде екi бөлiмшелердiң әрбiрiне бір фазаның өшуін (аттас немесе әр атты) немесе бір бөлімдегі екі фазаның өшуін қарастыруға болады.

Тұрақтылық жағынан қарағанда екішынжырлы тізбектің әртүрлі бөліктеріндегі бөлек фазалардың бір уақыттағы сөнуі, фазалардың бір атты ғана емес, олардың әр атты жағдайында да рұқсатылған. Желінің  бір немесе әр түрлі бөліктердегі екі әр түрлі фазалардың бір уақыттағы өшуі тұрақтылық шарттар бойынша желінің бір бөлігіндегі толық өшуі жағдайына жақын келеді.  Фазалардың бөлек басқару жағдайындағы екі бір уақытты сөнуі үш фазалық басқарудағы бір сөнуіне қарағанда оңай болып келеді.. Екi аттас фазалардың желінің бiр бөлiмшесiндегi бiр уақыттағы ажыратуы негiзiнде екі фазалық жұмыс тәртiбiне алып келедi және орнықтылықтың шарттары бойынша қуаттың төмендетуін талап етедi. Мұндай екi фаза тәртiптерi құтылу үшiн бесфазды тәртiпке алып келетін сызықтарың автоматты фазаауыстыруын қолдану қажет.

Сызықтардан фазалардың бөлек басқаруынан басқа, конденсатор батареяларының фазасының бөлек басқаруы кейбір артықшыларды әкелуі мүмкін, ол электрберілістің толық емес фаза немесе симметриялық емес жұмыс тәртібіне алып келеді.

 Көңiл аударатын нарсе – электрберілістін толық емес фаза жұмыс тәртiптерi маңызды кемшiлiктермен ие болады,  және бұл тәртiптердiң қолдану  әрдайым дәлелдену керек.

Сызықтың немесе құрылымдардың жеке фазаларының ажыратуы токтар және кернеулердi несимметриясы пайда болуға алып келедi. Барлық электр жүйесiнде керi тоқтар және тiзбектiң кернеулерiнiң, сонымен бiрге нейтралдағы жерлену электрберілісіндегі нольдік тоқтар және кернеулерді есте сақтау керек.

Тоқтардың несимметриясы бар схемалардың қолдануымен жүзеге асырылатын сенімді релелiк қорғауы қиындатады. Релелiк қорғау үшiн ең үлкен күрделiкті  қайтадан толық емес фазалық ажыратуларын келтіреді. Тiзбектiң нөлдiк тоқтарының бар болуы төмен жиiлiктi байланыс каналдарына кедергi жасайды. Керi тiзбектiң тоқтары, генераторлардың статорларының орамдары бойынша аға тұрып, роторлардың қызуын алып келеді.

Сызықтың жеке бөлiмшелерiне нөлдiк тоқтарының мүмкiн мәнi электр берiлiсi сызықтың байланыс сызығына ықпалымен анықталады. Осы ықпалдың нормалардан  аспауы керек болатындықтан телефондық сызықтардың қайта құрылуы мүмкін.

Фазалардың бөлек басқарылуында сызықтың толық емес фаза жағдайындағы бөлек фазадағы кернеу жоғарлату аппараттардың изоляциясы талаптар үшін және тұтынушыға арналған қабылдағыш подстанция шинасындағы кернеу несимметриясы үшін жұмыс мүмкіндігі тексерілуі керек.

Фазалардың бөлек басқарылуы үшін  сызықтың бүлінген фазасы өшкен сон, доға арқылы өтетін тоқтың мәні айтарлықтай. Доға майы фазаның ажыратуында сыйымды тоқпен қоректене тұра сөнбеуi мүмкiн.

Доғаның сөнуінен кейін өшкен сымның кернеуі болады, оның мәнін есептеу сызықтын фазалық жөндеу тәсілдері туралы сұрақты шешуде керек болады.Беріліс сызықтың немесе трансформатордың фазасын сөндіру кезінде қысқа тұйықталуларда да, нормалы жұмыс уақытында да шамадан тыс тырысу пайда болуы мүмкін.

Жүйелердiң толық емес фаза жұмыс тәртiптерiнiң қолдануы олардың пайдалану көрсеткiштерiнің маңызды қосымша шығындарсыз жақсартуға мүмкiндiк бередi. Тоқ пен кернеулердiң несимметриясы жағдайлардың көпшiлiгiнде рұқсатылған болады. Дегенмен сызығы берілетін қуаттың төмендетуi немесе қосымша құрылымдардың қолдану талап ете алады. Толық емес фаза режимдердін  қолдануы қиындықтардың қатарын шығарады; бұдан басқа, ұзын сызықтардың толық емес фаза жұмыс тәртiптерiнiң қолдануының кедергісі ретінде релелік қорғаныс құрағанда пайда болатын қиындықтар бола алады.

Толық емес фазалық тәртіптердің симметриялануы үшін электрбелісінің компенсация құралдардың фазалардың бөлек басқарылуы қолдануы мүмкін.Бүл басқару қолмен жүзеге асырылуы мүмкін. Толық емес фаза режимдердің жасайтын әр түрлі арнайы симметриялық құралдардын қолдануы орынсыз және тек арнайы жағдайларда мүмкін.

 

Дәріс 9. Алыс электр беріліс сұлбалары

 

Дәріс мазмұны: алыс электр беріліс сұлбалары.

         Дәріс мақсаты: алыс электр беріліс сұлбаларының артықшылықтары мен кемшіліктері.

        

Алыс электр беріліс желілері блоктық және байланысқан сұлбалары арқылы орындалады. Блоктық сұлбада электр беріліс генератор – трансформатор – желі блоктарына бөлінген (9.1,а суретті қара). Блоктың кез келген элементінің зақымдануы оның өшіріліуіне және элетр беріліс қуатының төмендеуіне әкеліп соғады.

а, б – қалыпты және апаттық режимнен кейінгі режимдегі сұлбалар; в – сол режимдердегі Р(δ) – тәуелділіктері.

9.1 сурет – Алыс электр берілістің блоктық сұлбасы

 

         Мұндай сұлба байланысқан сұлбасынан арзан, бірақ беріктігі нашарлау, сонымен қатар оның қолданылуы қабылдауыш жүйеде қуат резерві мөлшері көп болған жағдайда ғана мүмкін.

         Байланысқан сұлбасы аралық қосалқы станциялардағы параллель тізбектерінің бірігуін қарастырады(9.1,а,в суретті қара). Олар аралық энергожүйелермен байланыс үшін арналған. Байланысқан сұлбалы алыс беріліс сұлбасы арқылы беріліс аяғындағы қабылдағыш энергожүйесіне  тек қана Р2 қуатын жіберіп қана қоймай, сонымен қатар Р2  қуатын қосалқы станциясының  шинасынан -3 аралық энергожүйесіне жіберуге болады.  Біріккен энергожүйенің тиімді жұмыс істеуіне аралық энергожүйелерге қуаттардың берілу мүмкіндігі өте маңызды.

а – принципиалдық сұлба; б - Р(δ) – тәуелділіктері.

9.2 сурет –Алыс электр берілістің байланысқан сұлбасы

        

Аралық қосалқы станциялар электр беріліс желісін, электрберілістің берілу қабілетінің өсуіне ықпал ету үшін, телімдерге бөледі, өйткені телім зақымданғаннан кейін бүкіл тізбек емес, тек сол телімнің тізбегі ғана өшіріледі.

         Сонымен қатар, аралық энергожүйелердің бірігуі белгілі мөлшерде қосалқы станциядағы кернеуді реттейді, бұл онымен қосып желі арқылы берілетін қуаттың үлкеюінің жанама шарасы болып табылады.

Егер электрберіліс құрылысының бастапқы этаптарында аралық қосалқы станциялардың салынуы болжамдалмаса, онда желіде ауыстырып қосқыш пунктерді қарастырады ( 9.2,а суретті қара).

         Желіні пайдалану кезінде апатты режимнен кейінгі режимде  Рнб-ның кемуі рұқсат берілген болуы керек. Қалыпты режім  кезінде екі параллель блоктардың қорытынды кедергісі (9.1,а суретті кара):

 

.

 

         Егер апаттың салдарынан бір блок өшірілсе, онда  (9.1,б суретті қара). Мұнда Хүлкейеді, ал бұл Рнб-ның төмендеуіне алып келеді. 9.1, б суретінде Р(δ) – тәуелділіктері келтірілген: 1 – қалыпты режим, 2 – апаттан кейінгі режим. Апаттан кейінгі режимде Рнб біріншілік қозғалтқыштың қуаты Рт-нан азырақ. Мұндай жағдай тумас үшін Рнб-ның қатты төмендеуін болдырмау керек.

         Байланысқан сұлбалы алыс электр берілістерде аралық қосалқы станциялары немесе ауыстырып қосқыштары ұзын желілерді қысқа телімдерге бөледі (200-400км). Желінің бір тізбегінің кедергісі Хл-ге тең және телімдердің ұзындықтпры бірдей деп алайық. Қандай да бір телімде желінің бір тізбегі зақымданса, соңғысы аралық қосалқы станциялар арқылы немесе екі жағынан ауыстырып қосқыш пунктер арқылы өшіріледі.

         Апатқа дейін желінің қорытынды кедергісі тең:

.

         Апаттан кейін тек қана зақымданған телім өшіріледі, оның кедергісі  Хл/4 және

.

         9.2, б суретінде: 1 – қалыпты режимдегі беріліс қуаты; 2 – аралық қосалқы станцияларсыз және ауыстырып қосқыш пунктерсіз апаттық режимнен кейінгі режим; 1 - аралық қосалқы станциялармен және ауыстырып қосқыш пунктермен бірге апаттық режимнен кейінгі режим.

         Сонымен, ұзындығы 800-1000 км болатын екі тізбекті байланысқан электрберілістің өткізгіш қабілеті, желідегі ауыстырып қосқыш пунктердің салынуы салдарынан өседі және олардың саны көбейген сайын өседі. Осылай, берілген ұзындықтағы  500 кВ-тық желідегі бір ауыстырып қосқыш пункті құрылған жағдайда оның өткізгіш қабілеті, желіде ауыстырып қосқыш пунктер жоқ кездегі жағдайдан қарағанда, 30%-ға өседі. 2-3 ауыстырып қосқыш пунктер бар кезінде желінің өткізгіш қабілеті сәйкесінше 45, 60%-ға өседі. Ауыстырып қосқыш пунктердің құрылысы жұмсалатын қаржы жағынан аралық қосалқы станциялармен (трансформатордың бағасын санамағанда) дәл келеді. Сондықтан ауыстырып қосқыш пунктердің құрылысы технико-экономикалық есептеулермен дәлелденіп есептелуі тиіс.

         КСРО-да ең алғаш салынып және әлемдегі ең бірінші салынғандардың бірі болған электр берілістер 500 кВ Куйбышев (Ленин атындағы Волгалық ГЭС) – Мәскеу және Волгоград (ХХІІ съезд атындағы Волгалық ГЭС) – Мәскеу екі тізбектік болып орындалған. Оларға байланысқан сұлбалар қабылданған. Құрылыстың бастапқы этаптарында салынған, Куйбышев – Мәскеу электрберіліс ауыстырып қосқыш пунктері кейіннен аралық қосалқы станцияларға ауыстырылды. 

 

         10 дәріс. Асқын жоғарғы кернеулі электр беріліс желілердегі кернеудің реттелулері

 

         Дәріс мазмұны: асқын жоғарғы кернеулі электр беріліс желілердегі кернеудің реттелулері.

         Дәріс мақсаты: асқын жоғарғы кернеулі электр беріліс желілердегі кернеудің реттелулерінің тағайындалуы мен тәсілдерін меңгеру.

 

         Асқын жоғарғы кернеулі желінің соңындағы қосалқы станциялардың шиналарындағы U2 кернеуін, қалыпты және апаттан кейінгі режимдерде төмендемейтіндей етіп, сонымен қатар желінің өткізгіш қабілеті төмендемейтіндей етіп реттеу керек. Асқын жоғарғы кернеулі желідегі кернеуді реттеу үшін барлық тәсілдерді қолдануға болады. Әсіресе қатар компенсациялық басқару құрылғыларын қолдану тиімді: синхронды компенсаторларды және реактивтік қуаттың статикалық көздерді.

         Қуатты қосалқы станцияларда күшті әрекетті регуляторлары бар СК қолданылады. Бұл жағдайда олар тек қана кернеуді реттеу үшін емес, сонымен қатар энергожүйенің орнықтылығын үлкейту үшін де тағайындалған. Синхронды қарымталауыш РҚК-мен алмастырылуы мүмкін. Олар желіге реактивтік қуатты береді немесе одан жұтады және біріккен нүктеде кернеуді ұстап тұрады. Қатар компенсациялық реттегіш құрылғылырады қолдану желінің сипаттамаларын өзгертуге, табиғи қуатын өзгертіп, табиғи қуат беріліс қуатқа сәйкес келетін режим орнатуға мүмкіндк береді. Осымен қоса желіде кернеудің аса ыңғайлы таралуына қол жеткізіледі, оның өткізгіш қабілеті өседі.

         Электрлік байланыстың басқармалы (майысқақ) шунттаушы реакторлары жасалынды, олардың жүктемесі электр торабындағы басқа байланыстың жүктемесіне тәуелсіз беріліп, берілген заң бойынша автоматты немесе қолмен басқарылуы мүмкін. Мұндай басқарылатын электрлік байланыс болып айнымалы тоқтың электр беріліс желісі табылады:

1)     Кернеуді қатар реттейтін трансформаторлармен басқа тораппен байланысқан.

2)     Реактивтік қуаттың басқармалы көздері көмегімен эквивалентті электрлік параметрлерді терең реттеу қабілеті.

3)     Тиристорлық (статикалық), электромеханикалық немесе басқа типті жиілік түрлендіргіштермен қамтамасыздандырылған.

Басқарылатын электрлік байланыс болып электр беріліс желілері және тұрақты тоқ қойғыштары. Олар берілген жүктемені ұстап, айнымалы тоқ жиілігінің әр түрлі мәнімен (номиналды және лездік) жұмыс істейтін электроэнергетикалық жүйелерді бір-бірімен байланыстырыла алады. 

 

11 дәріс. Тұрақты тоқ желілері

 

Дәріс мазмұны: тұрақты тоқтың аса жоғары кернеулі электрберілістің тағайындалуы, олардың сипаттамалары мен ерекшеліктері.

Дәріс мақсаты: аса жоғары кернеулі тұрақты тоқтың электр берілісінің рөлін, қазіргі заманғы энергетикадағы артықшылығы мен даму келешегін оқып үйрену.

 

Тұрақты тоқ желілерінің артықшылығы келесіде тұрады. Тұрақты ток желісі арқылы өтетін беріліс қуатының мөлшері оның ұзындығына тәуелді емес және тұрақты тоқ берілісінен әлде қайда көп. Тұрақты токтың электр беріліс желісіне сай шектік түсінік алынады. Тұрақты токтың электр беріліс желісімен байланысқан энергожүйелер синхронды емес болып немесе әр түрлі жиілікпен жұмыс істей алады. Тұрақты токтың ЖЖ-ы үшін үшеудің орнына екі немесе бір сым керек, егер де екіншінің орнына жерді жұмсаса. 11.1, а суретінде биполярлы сұлба (екі полюс – жер) арқылы жасалған тұрақты ток беріліс сұлбасы көрсетілген

 

а – қалыпты режим; б – апаттан кейінгі режим.

11.1  сурет - Тұрақты тоқ берілісінің сұлбасы

 

Бұл суреттегі В, И – түрлендіргіш қосалқы станциялар (түзеткіш және инвенторлық); Р – реактор немесе жоғарғы гармоникаларды, кернеу соғысын және апаттық тоқтардың әсерін төмендететін фильтр; rл – желі кедергісі; Г,Т – генераторлар мен трансформаторлар; Н – қосалқы станциялардың жүктемесі.

Электрэнергияның өндірілуі мен тұтынылуы айнымалы тоқта орындалады.

Тұрақты тоқ желілерінің негізгі элементтері – басқарылатын жоғарғы вольтты түзеткіштер, олардан түрлендіргіш қосалқы станциялардың сұлбалары жиналады. Инверторлық қосалқы станциялардың сұлбасы түзеткіш қосалқы станциялардың сұлбаларынан қағидалы ажыратылмайды, өйткені түзеткіштер қайтымды. Жалғыз өзгешелік  - инверторлық қосалқы станцияларда компенсациялайтын құрылғыларды, конденсаторларды немесе инверторларға реактивтік қуат беретін (активті беріліс қуатының 50-60%-ын құрайтын) синхронды компенсаторлар орнату керек.

Биполярлы берілістегі екі түрлендіргіш қосалқы станцялардың ортаңғы нүктелері жерленген, ал полюстары изоляцияланған.

Полюс кернеуі Uн полюс пен жер арасындағы кернеуге тең. Мысалы, Волглград – Донбасс берілісінде жерге қатысты бір полюстың кернеуі +400 кВ, ал екіншісінікі -400 кВ. Полюс арасындағы Ud кернеуі 800 кВ. Беріліс екі тәуелсіз жарты тізбекке бөлінуі мүмкін. Жарты тізбектердегі бірдей тоқтар кезіндегі қалыпты режимде жер арқылы өтетін тоқ нөлге жақын. Берілістің екі жарты тізбектері автономды жұмыс істей алады, сондай-ақ бір полюста апат болған жағдайда қуаттың жартысы жер арқылы қайтарыммен басқа полюс арқылы беріледі (11.1, б суретті қара). Бір полюстың немесе бір жарты тізбектің апаттық жағдайы кезінде екінші жарты тізбек униполярлы сұлба арқылы жұмыс істей алады. Униполярлы беріліс кезінде (11.1, б суретті қара) полюстардың біреуі жерленген және жерден оқшауланған бір сым ғана бар. Екінші сым жоқ болады немесе берілістің екі жағынан жерленген. Бұлай жерленген екінші сым, жерде тоқтың өтуіне болмайтын жағдайларда қолданылады (мысалы, ірі қалаларға жібергенде). Негізінен, униполярлы берілістің бір тізбегі бір сым мен жерден тұруы мүмкін, ал биполярлы – екі сымнан, сол кезде тұрақты тоқ желісінің бір тізбегі үш сымнан тұрады. 1200 А-ге дейін тұрақты тоқтың жер арқылы ұзақ өтуінің тәжірибесі сипатталған.

Униполярлы берілістер 100-200 МВт қуаттарды алыс емес қашықтыққа тарату үшін қолданылады, мысалы, арал мен материктің байланысы үшін ағынның қиылысуы кезінде. Үлкен қуаттарды үлкен қашықтыққа биполярлы беріліс арқылы толық тарату. Түрлендіргіш қосалқы станциялар күрделі және қымбат қондырғылар салдарынан тұрақты тоқты тарату бағасын өте жоғарылатады. Тұрақты тоқтың электрберіліс желісіне қарағанда тұрақты тоқ желісінің өзі арзан, себебі сымдардың, изоляторлардың, сызықтық арматура мен басқа жеңілірек тіректердің аз санына байланысты. Сондықтан тұрақты тоқтың электр беріліс желісінің қолданылуы үлкен ұзындықта экономикалық ақталады. Бұл кезде қосалқы станциялардың қымбаттауы желілердің арзандауымен толтырылады.

 

12 дәріс. Тұрақты тоқтың электрберіліс желісінің  өткізгіштік қабілеті

 

Дәріс мазмұны: тұрақты тоқ электрберіліс желісінің негізгі қолданылу облысы – алыс қашықтыққа үлкен қуаттардың таралуы.

Дәріс мақсаты: қазіргі заманғы энергетикадағы тұрақты тоқтың электрберіліс желісінің  өткізгіштік қабілетін зерттеу.

 

Тұрақты ток желісі  бойынша электр энергиясының берліс процесі толқындық процестердің болмауына байланысты басқа сипатта болады. Соның арқасында  тұрақты ток желісі сапалы сипаттарға ие болады. Бұл жағдайда жилік нөлге тен болғандықтан желінің тігінен индуктивті кедергісі және көлденен сыйымдылық өткізгіштігіде нөлге тең болады. Электр магниттік қасиеттерімен анықталатын айнымалы ток желісінің өткізгіштік қасиеті желінің ұзындығына байланысты болыпжәне желі ұзындығының ұлғаюымен азайса, ал тұрақты ток желісінде бұндай байланыстық жоқ.  Сол себепті тұрақты ток желісі ұзын аралықта жоғары қуатты таратудың тиімді құралдарының бірі болып табылады және бұндай тапсырма айнымалы ток желісінің көмегімен орындалмайды немесе желіде айнымалы токпен жіберуді пайдалану экономикаикалық тиімсіз болып табылады.

Тұрақты ток желіде айнымалы ток желісінде болатын зариядық қуат болмайды. Бұл жағдайда кабельдік желілерде үлкен әсерін тигізеді. Айнымалы ток кабельдік желіде зарядтық қуат олардың ұзындығын және  жіберілетін тиімді куатын, кабельдік ток жіберетін өзекшелердің қызу себебінен, шектейді. Тұрақты ток кабельдік желілерде бұл шектеу жойылады және желілерді ұзын болуға рұқсат етеді. Жоғарғы кернеулі тұрақты ток кабельді желілер және жіберілетін қуаты жүздеген МВт желілер ірі қалалардың және өндіріс аудандардың орталықтарына қуатты жіберу үшін пайдаланылады. Сондықтан қуатты қала орталығына қала шетінен немесе қала аумағынан жіберу керек, бұл жағдай АЖК (аса  жоғарғы кернеуле) қосалқы станцияларды қалауға мүмкін болатын және соған алыстағы электр станциялардан энергия келеді, содан бұл қуат кабельдік желі бойынша қала орталығына жіберіледі және бұл беріліс терең берліс деп аталады. Тұрақты ток кабельдер бойынша қалаға қуаттың терең берілісінің артықшылықтары: қысқа тұйықталу тогы ұлғаймайды және соған байланысты оларды шектеу шаралары жойылады немесе коммутациялық апараттарды алмастыру шаралары жойылады.

Тұрақты ток электр берлісі айнымалы ток  берілісі ие болатын шектерге ие болмайды. Тұрақты ток электр берлісінің желі бойынша қуат жіберу шегі айнымалы ток  берлісіне қарағанда артық, желі соңдарының кернеуінің айырмашылығы және шамасы бойынша анықталады, желінің активті кедергісімен және соңғы құрылғыларымен, сонымен қатар түрлендіргіш құрылғылардың қуатымен шектеулі.

Тұрақты тоқтың электрберіліс желісінің  өткізгіштік қабілеті желілер соңындағы кернеулер айырмасы арқылы анықталады, желінің активті және соңғылық құрылғыларымен шектеледі, сонымен қатар түрлендіргіш қосалқы станциялардың түзеткіштерінің қуаттарымен. Тұрақты тоқтың берілісінің Рнб-сы айнымалы тоқ берілісіне қарағанда үлкенірек. Кернеулігі Ud=800 кВ болатын  Волгоград – Донбасс биполярлы берілісінің толық қуаты 720 Мвт. Волгоград – Донбасс берілісінің пайдалану тәжірибесі неігізінде тұрақты тоқ берілісінің әлемдегі ең ірі Екібастұз – Орталық  құрылысына көшу мүмкін болды, оның Uп=±750, полюстер арасындағы кернеу Ud=1500 кВ, ұзындығы l=2500 км. Кернеуі Ud=1500 кВ болатын тұрақты тоқ тізбегінің өткізгіш қабілеті 6000 МВт-қа дейін барады. Тұрақты және айнымалы тоқ берілісінің қолдануының экономикалық шегі аралықсыз қуаттардың бөліп алу берілісіне арналған диапазоны 800-1100 км, және 1100-1400 км – аралықты қосалқы станциялардың берілістеріне арналған, олардың қуат диапазоны 600-3000 МВт. Кабельдің жоғарғы бағасына байланысты, кабельдік желілер үшін бұл шек күрт төмендеп, 70-80 км құрайды.

Тұрақты тоқ электрберіліс желісінің негізгі қолданылу облысы – алыс қашықтыққа үлкен қуаттардың таралуы. Бірақ бұл берілістердің ерекшелігі – оларды басқа жағдайларға сәттілікпен пайдалану әбден мүмкін. Мысалы, тұрақты тоқ берілістері теңіз ағындарының қиылысуы кезінде тиімді болады, сонымен қатар синхронды емес жүйелердің байланысы кезінде немесе әр түрлі жиілікпен жұмыс істейтін (тұрақты тоқ қойғыштары) жүйелерде.

Тұрақты ток электр берілісінің өткізгіш қасиетін жоғарлатуын желіде токты арттыру арқылы және соған байланысты оның п.ә.к. нашарлату арқылы (көбінесе ток бойыншақор болады), биөрісті желіні униөрісті желіге ауыстыру жолымен желінің кедергісін төмендету арқылы жүзеге асырады.

Бұл эффект желінің полюстерінің  арасындағы кернеуге тең болған жағдайда пайда болады, бұл кезде желінің және түрлендіруші қосалқы станцияның оқшауламаларының деңгейі екі есе еселенеді. Желінің кедергісі сол кезде желі өткізгішін жермен алмастыру салдарынан екі есеге азаяды. Алайда тұрақты тоқ желі берілісінің өткізгіш қасиетін арттыруының негізгі құралы түрлендіру құрылғылардың қуатын арттыру.

Ток бойынша түрлендіргіш қосалқы станциясының өткізгіштік қасиетін арттыру қажет болған жағдайда әрбір көпірдің йығындағы бентильдерді немесе қосалқы станцияларды паралеллді қосу арқылы жүзеге асырады. Желінің кернеуін арттыру қажет болған кезде қосалқы станцияның көпірін тізбектей қосылуын пайдаланады.

Электір берілісінің өткізгішік қасиетінің соңғы есептеуін қабылдау жүйесін есептеу арқылы жасау керек. Бұл тапсырма соңғы қорытындысы күрделі жүйедегі  қуат бойынша шегін анықтауға әкеледі.

 

Өзін-өзі тексеру сұрақтары

1.     Аса жоғары кернеулі электрберіліс желілерінің таралған және зейіндендірілген параметрлерін орын басу сұлбалары арқылы электрлік есептеулердің ерекшелігі қандай?

2.     Желінің толқындық кедергісі деген не? Ол қандай тоқтар мен кернеулерді байланыстырады және қалай анықталады.

3.     Желінің толқындық параметрлері қалай өзгереді (Ƶс, γ0, λ, λв), егер оның ұзындығына сыйымдылық пен индуктивтік  енгізсе?

4.     Табиғи қуат режимінің ерекшеклігі неде, желі ұзындығынан кернеу қалай өзгереді, егер сол желі арқылы табиғи қуаттан үлкен қуат өтсе?

5.     Бос жүріс режимі мен аса жоғары кернеулі желінің кіші  жүктемесінің ерекшелігі неде?

6.     Желі ұзындығынан желі арқылы таралатын шекті қуат қалай өзгереді?

7.     Желінің өткізгіштік қабілеті деген не және оны жоғарлату тәсілдері қандай?

8.     КУ-дың қандай түрлері, және аса жоғары кернеулі электрберіліс желісі қандай мақсатта қолданылады?

9.     Тұрақты тоқ желілерінің қолдану аймағы және оның жұмыс істеу принципі қандай?

 

 

 

Әдебиеттер тізімі 

1 Веников В.А., Рыжов Ю.П. Дальние передачи переменного и постоянного тока. - М.: Энергоатомиздат 1985.

2 Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей.

-М.: Энергоатомиздат 2003.

3 Концепция энергетической программы Р.К. ж. Энергетика и топливные ресурсы Казахстана. 1/93 Приложение к выпуску.

4 Правила устройства электроустановок Минэнерго СССР. 6-е издание -М.: Энергоатомиздат, 2006.

5 Проектирование линий электропередачи сверхвысокого напряжения /под ред. Г.Н. Александрова и Л.Л. Петерсона. – Л., энергоиздат, 1983.

6 Проектирование электрической части воздушных линий электропередачи 330-500 кВ/ под общей редакцией С.С. Рокотяна. – М.:, «Энергия», 1974.

7 Новые средства передачи электроэнергии в энергосистемах / под ред. Г.Н. Александрова. – Л., 1987.

8 Александров Г.Н. Передача энергии переменным током. – Л.: Энергоатомиздат, 1990.

9 Передача и распределение электрической энергии: Учебное пособие/ А.А. Герасименко, В.Т.Федин В.Т. – Ростов- н/Д.: Феникс Красноярск: Издательские проекты, 2006.-720 с.

  

Мазмұны 

Кіріспе                                                                                                                        3

1 дәріс. Электр берілісі аса жоғарғы кернеулі желі сипаттамасы                        4       

2 дәріс. Аса жоғары кернеулі ЭБЖ-ны электрлік есептеу                                    6

3 әріс. Шоғырланған параметрлі аса жоғары кернеу ЭБЖ-н орын басу сұлбасы арқылы есептеу         9

4 дәріс. Кернеу және өткізетін қуаттын желі ұзындығына тәуелділігі              10

5 дәріс. АЖ АЖК үшін қарымталауыш құрылғысы                                            13

6 дәріс. Берілетін қуаттың көп мөлшерін анықтау                                              14

7 дәріс. Электр жеткiзудi өткiзу қабiлетi. Сызықтың өткiзу қабiлетiнiң жоғарылатуы       15

8 дәріс. Басты режімдер                                                                                          19

9 дәріс. Алыс электр беріліс сұлбалары                                                                25

10 дәріс. Асқын жоғарғы кернеулі электр беріліс желілердегі кернеудің реттелулері           28    

11 дәріс. Тұрақты тоқ желілері                                                                              29

12 дәріс. Тұрақты тоқтың электрберіліс желісінің  өткізгіштік қабілеті           30

Өзін-өзі тексеру сұрақтары                                                                                    32

Әдебиеттер тізімі                                                                                                     34