Алматы энергетика және байланыс институты

 

Электр жүйелері мен тораптары

 

Оқу құралы

 

Гамиль Хожаұлы Хожин

Владимир Николаевич Сажин

 

Алматы 2007

 

 

Кіріспе

Электр энергия – энергияның ең жан – жақты түрі. Бұл энергияны басқа энергияның түрлеріне (жылылық, механикалық, жарықтық және т.б) өте жеңіл өзгертуге болады. Электр энергия автоматиканың және электрониканың қондырғыларында едәуір қолданылады. Сондықтан, қазіргі уақытта біздің республиканың барлық шаруашылық салаларында электр энергия кең пайдаланылады.

Энергетиканың балансын құрастыруды, жеке аймақтардың көрінісін белгілеуді, шикі зат қорды пайдалануды, электр станциялардың қуатын таңдауды, оларды орналастыруды, және электр жүйелерді біріктірудің мәселелері электр тораптарды есепке алмай шешуге болмайды. Сонымен бірге электр станциялардың және электр тораптардың ең пайдалы параметрлерін бөлек таңдауға болмайды. Бұл мәселелерді бар энергетикалық қорларды, орынды және ең нәтижелі пайдалануды қамтамасыздандыру үшін жинақтылы шешу керек. Тек содан кейін электр жүйелердің бөлек элементтерінің (электр станциялардың, әртүрлі кернеуі бар электр тораптардың, қорғаныс және автоматиканың қондырғыларының) жұмыс жобалауын бастауға болады. Электр жеткізу желілердің, электр станциялардың, қосалқы станциялардың жабдықтары жұмыс істеу уақыт ішінде әртүрлі әсер етуден бүлінуі мүмкін. Параллельді жұмыс істеуге электр станцияларды біріктірген кезде, желілер арқылы берілетін қуаттардың шекті мәндерін есепке алу керек. Шекті мәндерден шетке шығу, тұтынушылардың электрлік жабдықтарын, аппараттарын, құрылғыларын және ток өткізгіштерін бұзады.

Сонымен, электр тораптардың жұмыс жағдайлары мен электр жүйеге кіретін барлық объектілердің жұмыс жағдайлары бір-бірімен байланысты. Электр тораптардың жұмыс жағдайларына байланысты, барлық қорғаныс және автоматика құрылғыларына, найзағайдан қорғауға және коммутациялық асқын кернеулерге қойылатын талаптар белгіленеді.

 

 

1 Электр тораптар және олардың параметрлері

 

1.1 Электр энергетикалық жүйелер және электр тораптары туралы жалпы түсініктер

 

Электрлік жүйе деп энергетикалық жүйенің электрлік бөлігін ұғады. Сонымен, электр энергетикалық жүйе деп энергияны өндіру, түрлендіру, тарату және пайдалану қондырғыларының жиынтығын айтады. Энергетикалық жүйе энергетикалық қорлардың көздерінен, қазандардан, турбиналардан, генераторлардан, бойлерден, электр жеткізу желілерінен, трансформаторлардан және электр энергияның тұтынушыларынан құрылады.

         Электр энергетикалық жүйе тек қана электр энергияны өндіреді, түрлендіреді, таратады және тұтынады. Өзара электр станцияларды біріктіруін қамтамасыз етеді, ал олар электр жеткізу желілері арқылы электр энергияның тұтынушыларымен байланысады. Бұл жағдайда едәуір техника-үнемділік артықшылықтар пайдалы болады:

- генераторлардың және электр станциялардың бірлік қуатының үлкею мүмкіншілігі, ал бұл жағдайда 1кВт орнатылған қуаттың бағасы арзандатылады;

- тұтынушылардың электр жабдығының сенімділігін үлкейтеді;

- әртүрлі электр станциялардың жұмысының үнемділігін үлкейтеді;

- электр станцияларда қажетті қор қуатын азайтады.

 

Электр тораптар - электр энергияны жеткізу және тарату үшін тағайындалған электр энергетикалық жүйенің элементтері. Олар электр жеткізу желілерден, қосалқы станциялардан, тарату және ауыстырып қосу орындарынан құралады.

        

1.2 Электр тораптарды жіктеу

 

Электр тораптарды бірнеше көрсеткіштер бойынша жіктеуге болады. Оның ішіндегі негізгілері: құрылысының орындалуы, тоқтың түрі, номинал кернеуі, тораптың тағайындалуы, тораптық сүлбесінің кескін үйлесімі.

Құрылысының орындалуы бойынша әуе, кабельді желілерді және ішкі желілерді айырады. Электрлік әуе желісі деп жердің үстіне оқшаулатқыш арқылы ілінетін оқшауланған сымдармен орындалған желіні атайды.

Кабель деп бір-бірінен және төңіректегі ортадан оқшауланған сымдар жүйесі аталады. Кабель арқылы орындалған желілер әдетте жердің ішіне салынады. Бұлай салынудың артықшылықтары – қауіпсіздік, иесіздендіру үшін керек жер көлемін азайту, кемшіліктері – құны жоғары, дайындаудың күрделілігі, бүлінуді жоюдың қиындылығы.

Ішкі желілеуді ұйдің төбесі және қабырға бойынша немесе қабырға ішінде оқшаулатқыш құбыр арқылы оқшауланған сымдармен салынады.

Тоқтың түрі бойынша айнымалы және тұрақты тоқ тораптар айырылады. Айнымалы тоқтың негізгі тораптары үш фазалы түрде орындалады.

Тұрақты тоқтың тораптары қазіргі уақытта сирек орындалады. Олар өнеркәсіп кәсіпорындарының тораптары ретінде (мысалы: электролиздік цехтарда, алюминий зауттарында) және қалалық электр тасымалдаудың желілері ретінде орындалады.

Кернеу бойынша электр тораптары төменгі вольтті (1000В - ке дейін) және жоғары вольтті (1000В - тан жоғары) тораптарға бөлінеді.

Тағайындауы бойынша қоректендіру және таратушы тораптарға бөлінеді. Қоректендіру торап – қоректендіру орталықтан тораптық ұзындығы бойынша электр энергияны тарамаусыз қосалқы станцияларды және таратушы орындарды қоректендіретін торап.

Таратушы торап – бір қатар трансформаторлық қосалқы станцияларды немесе тұтынушылардың электр қондырғыларының еңгізулерін қоректендіретін торап.

Сұлбаның кескін үйлесімі бойынша тораптар ажыратылған және тұйықталған тораптарға бөлінеді. Ажыратылған тораптарға жүктемелері тек бір жақтан электр энергияны алатын желілерден құралған тораптар жатады (1.1-сурет). Тұйықталған тораптарға - ұтынушылары кезінде екі жақтан электрэнергияны алатын желілерден құралған тораптар жатады (1.2 а,б - сурет).

 

1.1 Сурет -	Жүктемелері тек бір жақтан электр энергияны алатын электрлік желі	1.2 Сурет -	Екі жақтан электр энергияны алатын электрлік желі

 

1.3 Электр тораптарына қойылатын жалпы талаптар

 

Электр тораптары тұтынушыларды сенімді және қажетті электр энергияның мөлшерімен қамтамасыз етуі керек.

Сонымен бірге, тораптың жұмысы ең көп үнемділіктің талаптарына сәйкесті болуы керек. Бұл, жобалау және пайдалану жағдайларына байланысты. Тораптарға қойылатын бес талаптарды атауға болады:

Жұмыстың сенімділігі. Тұтынушыларды электрмен қамтамасыздандыру-дың сенімділігі туралы мәселенің туатын себебі – уақыттың өтуімен, іс жүзінде тораптың барлық элементтері бұзылады. Бұзылу себебі-найзағай әрекетінің жоғарлауы, желдің әрекеттінің күшеюі, ауыр көк тайғақтың пайда болуы т.б. Электр жабдықтарының сенімділігі, тек қана бұзылуларды төмендетумен және қор құру арқылы ғана емес, оған қосымша басқа да әдістерді қолданады. Сенімді электр жабдықтауды орындау үшін, сенімді істейтін реле қорғаныстың және автоматиканың құрылғылары қажетті: АҚҚ-автоматты қайталап қосу. АҚор Қ – автоматты қорды қосу, АЖЖТ- автоматты жиліктік жүк түсіру.

Электр энергияның сапасы. Әрбір тұтынушы сапалы электр энергияны алу керек. Бұл энергияның негізгі көрсеткіштерімен белгіленеді: кернеудің және жиіліктің деңгейімен; үш фазалы кернеудің симметриясымен және кернеудің қисығының түрінен.

 Көп ұзын электр тораптарда электр энергияның сапасы, тораптың көп жұмыс жағдайына тәуелді (электр қабылдағыштардың санына т.б.б.). Тораптың әртүрлі орындарында ол әртүрлі болады, бірақ та арнайы құрылғыларды қолданып оны реттеуге болады.

 Үнемділік. Торап үнемді болу үшін ең мақсатқа лайықты тораптың сүлбесінің кескін үйлесімін, кернеулерін, сымдардың қимасын дұрыс таңдау керек. Сондықтан «келтірілген шығын» деп аталатын орнатылған белгі бойынша бір-бірімен салыстырылатын бірнеше нұсқа белгіленеді. Бұл белгі энергияның шығындарын, ақша қаражатын жұмсауды және келетін зиянды есепке алады.

Қауіпсіздік және пайдаланудың қолайлылығы. Қызметшілердің қауіпсіздіктерін қамтамасыз ету үшін жерлестіру, қоршау қою, дыбыс беру, арнайы киім және басқа да тәсілдер қолданады. Қауіпсіздікті қамтамасыз етумен бірге пайдаланудың қолайлылығын қарастыру керек: Әртүрлі ауыстырып қосудың қолайлылығын, жөнделіп жатқан жабдыққа жақындау жолын, техникалық байқауға жеткілікті өтуді және т.б.

Келешектегі дамудың мүмкіншілігі. Электр тораптары жүктеме өскендіктен және үзіліссіз жаңа тұтынушылар пайда болғандықтан барлық уақытта дамуда және қайта құру жағдайда болады. Желілер және трансформаторлық қосалқы станциялар ауыстырылады және қайта құрылады. Сондықтан, электр тораптарын жобалаған кезде, келешекте оның дамуының мүмкіншілігін еске алу керек.

 

1.4 Электр тораптарды есептеудің мәселелері

 

Электр тораптарды пайдалану кезінде және оларды жобалаған кезде бірнеше есептеуді орындау қажетті. Бұл есептеулердің мақсаты шешілетін мәселелердің сипаттамаларымен белгіленеді. Кейбір жағдайда, жұмыс істеп тұрған торап үшін оның негізгі элементтерінің параметрлері белгіленеді, яғни тораптың түйінді нүктелеріндегі кернеу, желілердегі және трансформаторлардағы токтар және қуаттар. Сол сияқты есептеулер, электр торабы жобаланған кезде орындалады. Тораптың электр сипаттамалары белгіленген кездегі есептеулер электрлік деп аталады, ал механикалық құрастырушылық сипаттамаларды белгілеу үшін өткізілетін есептеулер – механикалық деп аталады.

Бұдан басқа, тораптың элементерін қыздыруға тексеруді өткізу керек және қосымша есептеулерді орындау керек. Бұған жататындары – қысқа тұйықталу тоқтарды есептеу, статикалық және динамикалық тұрақтылықты тексеру, электр тораптарында мүмкін болатын асқын кернеулерді есептеу.

Әртүрлі электр тораптардың жұмысын зерттеген кезде, тікелей сол торапта өтетін процесті ғана емес, сонымен бірге барлық электр энергетикалық жүйедегі процестерді қарау керек.

Әрбір уақыт мезгілінде, немесе кейбір уақыт аралығында жүйенің (тораптың) жағдайы – халы, жүйенің (тораптың) режімі деп аталады. Режім, режімнің параметрлері деп аталатын көрсеткіштермен белгіленеді. Оларға жататындар: жиілік, жүйенің элементерінің активтік және реактивтік қуаттары, тұтынушыларда және тораптың әртүрлі нүктелеріндегі кернеулер, тоқтардың мәндері және ЭҚК – пен кернеудің арасындағы ығысу бұрышы.

 

Электр жүйелерінің үш негізгі режімін айырады:

- электр торабы жобаланатын және оның техника – үнемділік сипаттамалары белгіленетін әдеттегі тұрақталған режім;

- тораптың кейбір элементі немесе бір қатар элементтері, апатты ажыратылғаннан кейін басталатын, апаттан кейінгі тұрақталған режім (бұл режімінде жүйе және сәйкесті торап кейбір төмендетілген техника – үнемділік сипаттамаларымен жұмыс істейді);

- жүйе бір режімнен екінші режімге өтетін уақыт кезіндегі өтпелі режім.

 

1.5 Әуе электр  желісін  құрастырушы  элементтері

 

Әуемен электр энергиясын жеткізу желілері (ӘЖ) сым арқылы ара қашықтыққа электр энергияны жеткізуге арналған. Негізгі құрастырушылық элементтерге жататындары: сымдар, найзағайдан қорғайтын арқансымдар, тіректер, оқшаулатқыштар және желілік арматура.

Сымдар электрэнергияны жеткізуге тағайындалған. Найзағайдан, асқын кернеулерден қорғау үшін тіректердің жоғары жағында, сымдардың үстінде арқансымдар қойылады.

Тіректер жердің немесе судың бетінен белгілі биіктікте сымдарды және арқансымдарды ұстап тұрады. Оқшаулатқыштар сымдарды тіректерден оқшаулауға тағайындалған.

Желілік арматура сымды оқшаулатқышқа және оқшаулатқыштарды тіректерге бекітуге арналған.

Ең көп қолданатын ӘЖ – бір және екі тізбекті.

Үш фазалы ӘЖ-нің тізбегі әртүрлі фазалардың сымдарынан құралады. Екі тізбек бір тіректе орналасуы мүмкін.

 

1.6 ӘЖ-нің сымдары және найзағайдан қорғайтын арқансымдар

 

Әуе желілерінде оқшауланған сымдар қолданады. Ең көп таралған сымдар – алюминидің, болаталюминилік және алюминидің АН, АЖ қортпалары. Арқансымдар әдетте болаттан жасалады. ӘЖ-ні асқын кернеуден қорғаудан басқа, арқансымдар жоғары – жилікті байланысты ұйымдастыруға қолданады.

1.3 – суретте ӘЖ-нің сымдарының құрлысы көрсетілген.

Бірсымды сым, бір дөңгелек сымнан құралады. Мұндай сымдар көпсымдардан арзан, бірақ та оларда механикалық беріктігі төмен.

Көпсымды сымдар (1.3 б-сурет) бірнеше өзара бүктелген сымдардан құрылады. Кескін үлкейгенде сымдардың саны өседі. Әртүрлі металдардан жасалған көпсымды сымдарда (болаталюминилік) ішкі сымдар (сымның өзекшесі) болаттан, ал сыртқы сымдар – алюминийден жасалынады (1.3 в- сурет).

 

 

1.3 сурет Әуе желілерінің сымдарының құрылысы 

Болат өзекше механикалық беріктікті үлкейту үшін керек. Алюминий сымның ток өткізуші бөлігі болады.

Көпсымды алюминилік сымдар әдетте 35 кВ дейінгі тарату тораптарында қолданады, ал одан жоғары кернеуі бар тораптарда болаталюминийлық сымдар қолданады. Алюминий сымдар А және АКП маркалары бар түрде шығарылады.

ӘЖ–де ең көп қолданылатын маркалары АС,АСКС, АСКП,АСК болаталюминийлық сымдар қолданады. Болат өзекшенің өткізгіштігі есепке алынбайды, ал электр кедергі ретінде алюминий бөлігінің кедергісі алынады.

Сымның маркасының белгісінде сымның алюминий бөлігінің қимасы кіргізіледі және болат өзекшенің қимасы, мысалы АС120/19 немесе 150/34.

 

1.7 ӘЖ-дің тіректері

 

ӘЖ–нің тіректері анкерлық және аралық түрде бөлінеді. Бұл тіректер сымдардың іліну әдісі бойынша айырылады. Аралық тіректер оқшаулатқыштардың тіреу гирляндалардың көмегімен сымдарды ұстау үшін керек. Анкерлық тіректер сымдарды керу (тарту) үшін керек. Аралық арасындағы ара қашықтық аралық деп аталады, анкерлік тіректердің арасында, ара қашықтық анкерлық аралық деп аталады.

Анкерлік тіректер ӘЖ–нің ерекше жауапты нүктелерінде сымдарды қатан бекіту үшін тағайындалған. Бұл түйіндерге жататындар: маңызды инженерлік ғимараттар қиылысқан жер (мысалы: теміржол мен автомабиль жолдары т.б.б.), ӘЖ–нің соңында және желінің түзу бөліктерінде. Анкерлік тіректер аралық тіректерден күрделі және қымбат, сондықтан желіде олардың саны аз болуы керек.

Желінің бұрылған жерінде бұрыштық тіректер қойылады. Олар анкерлік немесе аралық болу мүмкін.

ӘЖ–де келесі түрлері бар, арнайы тіректер қолданады: транспозициялық – тіректердегі сымдардың ретін өзгерту үшін; тармақты–негізгі желіден тармақты орындау үшін; өтпелік - өзендерді және шатқалдарды кесіп өту үшін.

Заты бойынша тіректер ағаш, металды және темір бетонды түрде бөлінеді.

Ағаш тіректер 110 кВ кернеуді қоса, ӘЖ–лерде негізінде тоғай қорымен бай аймақтарда қолданады. Ағаш тіректердің кемшілігі–ағаш шіриді, ал сол себептен жұмыс уақыты шамалы.

Металды (болатты) тіректер 35 кВ және одан жоғары кернеуі бар ӘЖ–лерде қолданады, жоғары механикалық беріктігі бар және жұмыс уақыты жоғары (1.4 - сурет). Бірақ та олар металдың үлкен көлемін және үнемі бояуды тілейді.

 

 

Темір бетонды тіректер  (2.3–сурет) 500 кВ дейінгі барлық кернеу кластарына қолданады, бөлшектер коррозияға түспейді, пайдалануда жайлы болғандықтан кең қолданады. Олардың құны аздау, бірақ та массасы үлкен және бетонның беті сынғыш болады.

 

1.8 Оқшаулатқыштар және желілік арматура

 

Оқшаулатқыштар фарфордан немесе шыныққан әйнектен жасалады да екі түрде болады: істік – 1 кВ дейін кернеулері бар желілер үшін және 6-35 кВ; аспалы – 35 кВ және одан жоғары кернеулері бар желілер үшін. Аспалы оқшаулатқыштар аралық тіректерде сымды тірейтін гирляндарға жиналады, ал керу гирляндалар – анкерлік тіректерде жиналады.

 

 

 

 

 

1.6 Сурет - Істік фарфорлық оқшаулатқыштар

 

а - кернеуі 1 кВ дейін; б-кернеуі 10 кВ дейін. Аспалы гирляндарда сым қысқыштың көмегімен тік тіреледі, керу гирляндарда – тас қылып бекітіледі. Керу гирляндалардың, тіреу гирляндаларға қарағанда жұмыс жағдайы ауыр, сондықтан 110 кВ кернеуі бар желілерде оқшаулатқыштың саны бірге көп болып алынады.

 

1.9 Кабельдердің құралымы туралы негізгі мәліметтер

 

Күштік кабельдер бір-бірінен және жерден оқшауланған бір немесе бірнеше тоқ өткізгіш талсымдардан құралады. Оқшауламаның үстіне оны ылғалдан, қышқылдан және механикалық бүлінуден сақтау үшін қорғаныс қабықты және қорғаныс жабыны бар болат таспалы сауытты үстіне салады. Тоқ өткізгіш талсымдар әдетте алюминийден бір сымды (қимасы 16 мм² дейін) және көп сымды түрде орындалады.

Оқшаулама тоқөткізгіш талсымдарға таспа түрінде үстіне салынатын арнайы минералды маймен сіңірілген кабельдік қағазбен орындалады. Тік және құламалы жолдарда кабельдерді салған кезде кабельдің ұзына бойынша құрама ығысуы мүмкін. Сондықтан, мұндай жолдар үшін аз – сіңірілген құрамасы бар және ақпайтын сіңірілген құрамасы бар кабельдер қолданады. Сонымен бірге, резеңке және полиэтиленді оқшауламалары бар кабельдер шығарылады.

Ылғал және ауадан сақтау үшін оқшауламаның үстіне салынатын қорғаныс қабықтар қорғасынды, алюминийлы және поливинилхлоридты болады. Алюминиден жасалған қабықтарды кең қолдануды ұсынады. Қорғасынды қабықтары бар кабельдер судың астында, шахтыларда, ерекше қауіпты орталарда салуға қолданады. Басқа жағдайларда қорғасынды қабықтары бар кабельдерді таңдау үшін арнайы техникалық дәлелдеу керек.

Қорғасынды, алюминийлы және поливинилхлоридты жабдықтарды механикалық бүліндіруден қорғау керек. Ол үшін қабықпен сауыттың арасына және сауыттың үстіне ішкі және сыртқы қорғаныс жабыны салынады.

Ішкі қорғаныс жабыны (немесе сауыттың астындағы жастық) – сіңірілген мақта иірілген жіптен жасалған джут жұқа қабат немесе кабельді сульфаттық қағаз. Сыртқы қорғаныс жабыныда коррозияға қарсы құрамамен сіңірілген джутпен жасайды.

Тунельдерде және өрт жағынан апатты басқа орындарда салу үшін жанбайтын қорғаныс жабыны бар арнайы кабельдер қолданады.

1.8 – суретте 1-10 кВ кернеуі бар үш талсымды қағаз оқшауламасы бар кабель көрсетілген.

Кабельдердің маркалары олардың құрлысын сипаттайтын басты қарыптардан тұрады. Бірінші қарып А–алюминийлы талсымдар сәйкесті, В–поливинихлоридты, Н–резенкелі, найриттік, П–полиэтиленді; бөлек қорғанысталған талсымдары бар кабельдер О қарыппен маркаланады.

Әртүрлі саутталған қорғаныс жабыны бар кабельдердің маркалары келесі қарыптармен белгіленеді: Б–болат таспа, П–жалпақ мырышталған сымдар, К–сондай сияқты сымдар, бірақ та дөңгелек.

 

 

 

1–алюминилы токөткізгіш талсымдар; 2–маймен сіңірілген қағаз (фазалық оқшаулама); 3–джутпен толтырғыштар; 4–маймен сіңірілген қағаз (белдік оқшаулама); қорғасынды немесе алюминийлы қабық; 6–джуттан жасалған қабат; 7–болат таспалы сауыт; 8 – джуттан жасалған жабыны.

 

Марканың қасында әдетте кабелдің токөткізгіш талсымдардың саны және қимасы көрсетіледі. Мысалы ААБ 3х120–төмендегідей шешімді көрсетеді: алюминийлы талсымы бар жабыныда алюминийлы, болат таспалы, қимасы 120 мм² , үш талсымды кабель.

Газбен толтырылған  кабельдер 10–110 кВ кернеуге қолданылады. Бұл қорғасынды қағазбен оқшауланған саластырмалы, шамасы аз котпаундпен сіңірілген кабельдер. Кабельдер, азырақ артықшылығы бар инертты газдың (әдетте азот) қысымымен болады. Ал бұл жағдай қағаздың оқшауламалық қасиеттерін үлкейтеді. Газ жылысталған кезде, қысымның тұрақтылығының арқасында, ол үзілмей толтырылып тұрады.

Кернеуі 110 және 220 кВ айнымалы токтың кабельдері маймен толтырылып жасалынады. Май, қысымының астында болады. Қимасына қарай орта (110 кВ тораптар үшін) және жоғары (220 кВ тораптар үшін) қысымды кабельдерге бөлінеді. Майдың қысымы, жол бойы қойылған қысым сауыттарымен ұсталынады. Майдың қысымы ауаның пайда болуынан және ионизациядан сақтап қалады, сонымен, ойықтан сақтап қалады. Майдың жылыстану орындарын табу үшін кабельдер майдың қысымын білдіретін дыбыс беретін құрылғылармен қамтамасыз етіледі.  

 

1.10 Әуе және кабельді желілердің алмастыру сұлбалары

        және параметрлері

 

Көбінесе, электр жеткізу желілінің параметрлері (активтік және реактивтік кедергілері, активтік және реактивтік өткізгіштері) оның ұзындығы бойынша бір қалыпты таратылған деп есептеуге болады. Ұзындығы салыстырмалы үлкен емес желілер үшін параметрлердің таратылғанын есепке алмай бытыраңқаланған параметрлерін пайдалануға болады: мысалы: желінің Rж және Хж активтік және реактивтік кедергілерін, Сж және Вж активтік және реактивтік өткізгіштерін.

Кернеуі 110 кВ және одан жоғары ұзындығы 300-400 км-лық әуе желілері әдетте П–сияқты алмастыру сұлбамен көрсетіледі (1.9 - сурет).

 

 

 

Сымдардың және кабельдердің активтік кедергілері тоқ өткізгіш талсымдарының затымен және олардың қимасымен белгіленеді. Ұзындығы 1км – тең желінің активтік кедергісі, жалаңаш сымдарға және кабельдерге 20 ^оС температура кезде төмендегідей өрнекпен анықталады

r₀=                                                         (1.1)

мұндағы p -өткізгіштің затының меншікті кедергісі ;

Ғ – сымның қимасы, мм².

 

Ұзындығы -ге тең желінің активтік кедергісі

 

R_ж= r₀.

 

50 Гц жиілік кезде сымдардың және кабельдің активтік кедергісі шамасымен омдық кедергіге тең. Бұл жағдайда беттік әсер есепке алынбайды.

Активтік кедергіге температураның тербеленуінің әсерін ескермейді де, есепте 20⁰С кезіндегі бұл кедергілердің орта мәндерін алады.

 

Реактивтік кедергі. Желі арқылы айнымалы ток өткенде өткізгіште өздік индукцияның Э.Қ.К - не кері бағытталған электр қозғаушы күш (Э.Қ.К)  пайда болады. Сымдағы өздік индукцияның Э.Қ.К –і қосқан кернеуді толық теңгереді (активтік кедергі жоқ деп алынады)

 

IL = U_ф,

 

мұнда L – сымның өздік индукциясының коэффициенті.

Өздік индукциясының Э.Қ.К – нің қарсы әрекетімен себепші болған токқа жасалатын кедергі индуктивтік кедергі деп аталады

Қаралып жатқан сымның тоғына үш фазалы желінің кері ағатын токтары бар көршілес сымдар өзі негіздерімен ол сымда Э.Қ.К – ті өңдейді, ал бұл жағдай өздік индукцияның Э.Қ.К –нің және оған сәйкес реактивтік кедергіні азайтады. Сондықтан, фазалы сымдар бір – бірімен неғұрлым алыста орналасқан болса, соғұрлым көршілес сымдардың әсері азаяды, ал желінің индуктивтік кедергісі өседі

Желінің ұзына бойы индуктивтік кедергісі  төмендегі өрнекпен анықталады

 

Х₀=(4,6 lq D_ор/r_с +0,5µ)10^-4                                    (1.2)

 

мұнда =3,14 рад/с – 50 Гц жиілік кезіндегі бұрыштық жилік;

D_ор – сымдар арасындағы орташа геометриялық аралық;

r_{с –} сымның радиусы;

µ - магнит өтімділігі.

Түсті металдардан жасалған сымдар үшін (µ=1)

 

Х₀=0,144 lq D_ор/r_с +0,016.                                          (1.3)

 

Сымдар арасындағы орташа геометриялық аралық бір тізбекті үш фазалы желі үшін келесі өрнекпен анықталады

 

D_ор =

 

мұнда  D₁₂D₂₃D₁₃ – бөлек фазалардың сымдар арасындағы аралық.

Сымдар тең қабырғалы үшбұрыш нұсқасы бойынша орналасқан кезде барлық сымдар бір – бірінен бірдей аралықта тұрады, онда орташа геометриялық аралық мына өрнекпен белгіленеді D_ор=D (1.10 – сурет).

Сымдар көлденең орналасқанда (1.11 – сурет) төмендегі өрнекпен анықталады

D_ор=.

 

 

 

330 кВ және одан жоғары кернеуі бар желілерде бөлшектелген сымдар қолданады. Мұндай желілерде әрбір фазада бірнеше сым болады. Бұл  жағдайда фазаның радиусының үлкеюіне әкеледі, оның шамасы төмендегі өрнекпен анықталады

 

r_э=                                                (1.4)

 

мұнда r_c –бөлшектелген фазаға кіретін бөлек сымдардың радиусы;

n – бір фазадағы сымдар саны;

а – фазадағы сымдар арасындағы аралық.

Бөлшектелген сымдары бар желінің индуктивтік кедергісі

 

Х₀= 0,144 Lg.                                   (1.5)

Ұзындығы L тең желі үшін индуктивтік кедергі

 

Х= Х₀ L.                                                    (1.6)

 

Активтік өткізгіштік оқшаулама арқылы өтетін жылыстану тоқтардан активтік қуатын шығындармен және сымдардың үстінгі беттеріндегі тәждермен қамтамасыз етілген.

Оқшаулама арқылы өтетін тоқтар электр жеткізу желіні электр көзге қосқанда пайда болады. Одан шығындар кабельдерде шамалы, ал әуе желілерде өте шамалы. Сол себептен, активтік өткізгіштік үлен емес.

Тәждің шығындары үлкендеу болады. Олар, сымдардың қасындағы ауаның ионизациясымен байланысты, сымның бетінің қасында электр өрістің кернеулігі ауаның электр беріктігінен асқанда пайда болады. Бұл жағдайда сымның бетінде электр разрядтар құрылады. Көп санды сымдардың тегіс еместігінен және ластанудың басында сымнан бөлек нүктелерінде пайда болады. Бұны сымның жергілікті тәжі деп атайды. Кернеу өскен сайын тәж сымның бетінің көбіне тарайды да аяғында сымды ұзына бойы толық қамтыйды, яғни жалпы тәж туады.

Электр энергияның шығындарынан басқа, тәж сымдардың, оқшаулатқыштардың арматурасының коррозиясын қоздырады, электр жеткізу желілердің жоғары жиілікті байланыс арналарының жұмысына кедергі жасайды және байланыс желілерде жоғары жиілікті бөгет жасайды.

Егерде желідегі жылыстану тоғын есепке алмасақ, онда тәжбен қамтамасыз етілген активтік өткізгіштікті мына өрнекпен анықтайды

 

g_u=                                             (1.7)

 

мұнда Р_таж – тәжіге кететін қуаттың шығындары, кВт/км;

U_ном – номиналды кернеу, кВ.

Тәжіге кететін шығындарды азайтудағы негізгі шаралары ретінде: сымдардың қимасын үлкейту, бөлшектендіру және қуыс сымдарды қолдану жатады.

Реактивтік өткізгіштік, сымдар арасындағы және сымдармен жер арасындағы сиымдылықпен қамтамасыз етілген. Ол белгілі көрініспен анықталады.

В₀=W C₀

 

мұнда C₀ – желінің жұмыс сиымдылығы ф/км.

Желінің жұмыс сиымдылығы  сымдардың диаметрінен, олардың бір-бірне орналасуынан, өзара аралықтарынан және ортаның диэлектрлік өтімділігінен тәуелді.

Электр тораптарды есептеген кезде фазаға бір сымы бар үш фазалы әуе желінің жұмыс сыйымдылығын мына өрнек арқылы белгілейді

 

C₀= .                                         (1.8)

Айнымалы тоқтың жиілігі 50 Гц кезде бір шақырымға өткізгіштік келесі өрнекпен анықталады

В₀= .                                         (1.9)

Барлық желінің өткізгіштігі мына өрнекпен анықталады: В = B₀ l

Желінің заряд тоғы. Желіге ынта салынған айнымалы кернеудің әсерімен желінің сыйымдылығында айнымалы электр өріс пайдалы болады да реактивтік тоқ құрылады. Бұл тоқ желінің сыйымдылық немесе заряд тоғы деп аталады.

I₃= U_{Ф  0}= .                                   (1.10)

Сыйымдылық тоқты білгенде желілік сыйымдылық немесе желілік заряд қуатын жеңіл белгілеуге болады.

                                (1.11)

мұнда U –желінің жұмыс сызықтық кернеуі, кВ.

Кабельді электржеткізу желілер әуе желілер сияқты П – сияқты алмастыру сұлба арқылы көрсетіледі. Ұзын бойы активтік r₀ және реактивтік Х₀ кедергілер анықтама кестеден алынады. (1.3) және (1.9) өрнектерден көрінеді – фазалық сымдар бір-біріне жақындаған кезде Х₀ азайады, үлкейеді. Кернеуі 10 кВ және одан төмен болғанда кабельді тораптардың ережелерін есептегенде тек активтік кедергіні есепке алуға болады. Кабельді желілерде сыйымдылық тоғы және заряд қуаты әуе желілердегіден үлкен. Жоғары кернеуі бар кабельді желілерде  есепке алынады. Кернеуі 110 кВ және одан жоғары кабельдер үшін G өткізгіштік есепке алынады.

 

1.11 Трансформаторлардың және автотрансформаторлардың

       алмастыру сұлбалары және параметрлері

 

Екі орамалы трансформаторларда әдетте Г-сияқты алмастыру сұлбасы қолданады (1.12 – сурет).

 

 

 

Трансформатордың негізгі параметрлеріне мыналар жатады: қысқа тұйықталудың шығындары Р_Қ.Т., бос жүрістің шығындары Р_Б.Ж.., қысқа тұйықталудың кернеу U_Қ.Т.% және бос жүрістің тоғы і_Б.Ж.%. Бұл мәліметтер трансформаторлардың алмастыру сүлбесінің барлық кедергілерін және өткізгіштерін табуға рұқсат етеді.

Трансформатордың бір фазасының активтік және индуктивтік кедергілерін қысқа тұйықталу тәжірибеден белгілеуге болады. Бұл тәжірибе кезінде трансформатордың екіншілік орамасы қысқа тұйықталады, ал біріншілік орамаға трансформатордың екі орамасында тоқтардың мәндері номиналды болатындай кернеуді қосады. Бұл кернеу қысқа тұйықталу кернеуі деп аталады.

Қысқа тұйықталу тәжірибесі кезінде, трансформатордың тұтынатын қуаты толығымен оның орамаларын қыздыруға жұмсалады. Трансформаторлардың болатындағы шығыны өте аз. Сондықтан, шығынды былай есептеуге болады

ал одан келесі өрнек шығады  .                             (1.12)

Қысқа тұйықталудың кернеуі U_Қ.Т екі құрастырушылардан құрылады: қысқа тұйықталу режімінде ағатын тоқтың активтік және индуктивтік кедергілердегі кернеудің түсуінен. Қуаты жоғары трансформаторларда, R_T«X_T болғандықтан, бірінші құрастырушы екінші құрастырушыдан көп есе аз болады. Сондықтан активтік кедергідегі кернеудің түсуін есепке алмай санауға болады

U_Қ.Т%=                                 (1.13)

ал одан келесі өрнек шығады Х_Т=.    (1.14)

 

Трансформаторладың алмастыру сұлбасының G және В өткізгіштерін бос жүріс тәжірибеден белгілейді. Бұл тәжірибе екіншілік орама ажыратылып тұрғанда, ал біріншілік орамаға номиналды кернеуді қосқанда ғана өткізіледі. Трансформатордың алмастыру сұлбасына тиісінше трансформатормен тұтынатын тоқ және қуат бұл ережеде магниттеуші тізбектің параметрлерімен белгіленеді

Р_Б.Ж.= U²_HOM G_T,

Q_Б.Ж.=U²_HOM В_Т,

 

ал, осы көрсетілген өрнектерден, төмендегі өрнектерді табамыз

 

G_T=

 

B_T=

Әдетте, магниттеуші қуат Q_Б.Ж. трансформатордың бос жүріс кездегі толық қуатына S_Б.Ж - тең деп алынады, өйткені активтік қуаттың Р_Б.Ж шығындары Q_Б.Ж салыстырғанда аз болады.

Толық бос жүріс (S_Б.Ж.) қуаты салыстырмалы бірліктерде трансформаторлардың паспорт мәліметтерінде көрсетілген пайыздағы бос жүріс тоғына тең

 

I_б.ж.% = I_б.ж /I_ном 100 =  I_б.ж U_ном /  I_ном U_ном  700 = S_Б.Ж %.

 

Үш орамалы тарансформаторлар үш сәулелі жұлдыз түріндегі алмастыру сұлбамен көрсетеліледі (1.11 - сурет).

Қазіргі үш орамалы трансформаторлар орамаларының қуаттарының қатынасы 100/100/100% болып орындалады, яғни әрбір орама барлық қуатты беруге есептеледі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Үш орамалы трансформаторлардың алмастыру сұлбасындағы жұлдызша сәулелерінің активтік кедергілері трансформатордың жалпы кедергісі бойынша белгіленеді.

         Орамалардың қуаттары тең кезде   R₁= R₂= R₃= 0,5 R_жал.

Трансформаторлардың жалпы кедергісі (1.12) өрнекте белгіленген. Оған трансформатордың паспорт мәліметтерінде көрсетілген ТК ораманың номиналды жүктеме кезіндегі қысқа тұйықталу қуатының максималды ∆Р_к.т. шығындары қойылады.

Үш орамалы трансформаторлар үшін қысқа тұйықталудың кернеулері номиналды кернеудің пайыздармен әрбір жұп орамаларға зауыттармен беріледі, яғни U_к1-2%, U_к1-3%, U_к2-3%.

Трансформатордың сәулелерінің балама алмастыру сұлбасына сәйкесті, бір орама ажырап тұрғанда, төмендегі өрнекті жазуға болады

 

U_к1-2 = U_к.т1+ U_к.т2,

U_к1-3 = U_к.т1+ U_к.т3,                                            (1.15)

U_к2-3 = U_к.т2+ U_к.т3.

Бұл теңдеулерді U_к.т1, U_к.т2, U_к.т3 сәйкесті бірге салыстырмалы түрде шешіп, төмендегі өрнектерді табамыз

 

U_к.т1 = 0,5 (U_к.1-2 + U_к.1-3 U_к.2-3),

U_к.т2 = 0,5 (U_к.1-2 + U_к.2-3 U_к.1-3),                                  (1.16)

U_к.т3 = 0,5 (U_к.1-3 + U_к.2-3 U_к.1-2).

 

Бұл өрнектерді 1.13 өрнектерге қойғанда трансформатордың әрбір орамасының индуктивтік кедергісін табамыз. Өткізгіштер трансформаторлар-дың орам сандарына тәуелді емес. Сондықтан, олардың өткізгіштерін екі орамалы трансформаторлардағы сияқты анықтайды.

Бөлінген  орамасы бар трансформаторлар. Бір трансформаторға екі немесе оданда көп генераторларды және қабылдау қосалқы станцияларда бір немесе әртүрлі кернеулері бар тәуелсіз жүктемелерді қосу үшін қазіргі жоғары кернеулері бар трансформаторлардың төменгі кернеулері бар орамалары екі тармақтарға бөлініп жасалынады.

Бөлінген орамалары бар трансформаторларды, тарату құрылғылардың (ТҚ) секцияларын қоректендіру үшін және секциялардың шиналарында қысқа тұйықталу қуатын, (қосарланған ток шектейтін реакторларды қоймай), екі есе төмендету үшін пайдаланады.

Автотрасформаторлар  трансформаторлар сияқты номиналды токпен және номиналды қуатпен сипатталады.

Автотрансформатордың номиналды қуаты деп автотрансформатордың жоғары кернеу жағынан берілетін шекті қуатты айтады.

 

S_ном=U₁ I_1.

 

1.14 – суретте автотрансформатордың бір фазасының орамдарының қосылу сұлбасы көрсетілген.

 

 

 

1.14 - суреттен көрініп тұр – С және 0 нүктелері арасында қосылған жоғары кернеу ораманың ВСО бөлігі, орташа U₂ кернеу орамасы, жалпы орама деп аталады, ал ВС басқа бөлігі – тізбекті орама деп аталады.

Сонымен, автотрансформаторлардың орташа кернеуінің орамы, жоғары ораманың бөлігі болады, яғни бұл орамалардың арасында электр байланысы бар, ал төменгі  U₃ кернеу орамасы олармен магниттік байланысы бар деп есептелінеді.

Автотрансформаторларды сипаттау үшін, тізбекті орама есептелетін үлгілі қуат деген түсінік кіргізіледі.

 

S_үл =  I₁ (U₁ U₂).                                           (1.17)

 

Бұл көріністі кернеу U₁ – ге көбейтіп және бөліп төмендегідей өрнекті табамыз

 

S_үл =  I₁ U₁ (1-U₂ /U₁) = S_ном

мұнда = 1-- автотрансформатордың тиімділік коэффициенті.

Төмендеткіш автотрансформаторда жалпы орамадағы ток жоғары және орташа кернеулер орамалардың тоқтарының айырымына тең, яғни

 

I_ж = I₂  - I₁.

 

Сондықтан, бұл орама жоғары кернеулі орамадан автотрансформатордың номиналды тоғынан кіші токқа есептеледі. Бұл ораманың есеп қуаты автотрансформатордың номиналды қуатынан кіші және оның үлгі қуатына тең

Сонымен, автотрансформатордың құрылысы автотрансформатор арқылы оның орамалары есептелген қуаттардан үлкен қуатты беруге мүмкіншілік тұғызады. Бұған себеп, төмендеткіш автотрансформаторлардың қуаты, қуаты оған тең үш орамалы трансформаторлардан арзан, оларды құруына жұмсалған активтік заттың шығынның аздығымен сипатталады.

Автотрансформатордың алмастыру сұлбасы үш орамды трансформатордың сұлбасы сияқты. Автотрансформатордың орамалық қуаттары 100/100/50% қатынаста, болса сәулелердің активтік кедергілері былай белгіленеді.

R₁ = R₂; R₃ = 2 R₁= 2 R₂.

 

Индуктивтік кедергілер, үш орамды трансформатордың индуктивтік кедергілері сияқты анықталынады.

 

1.12 Желілердегі қуаттың және энергияның шығындары

 

Электр энергияны тарату кезінде электр тораптың барлық үзбелерінде активтік қуаттың және энергиның шығындары бар. Бұл шығындар әуе және кабельді желілерде, төмендеткіш және жоғарлатқыш қосалқы станциялардың трансформаторларында пайда болады.

Активтік кедергісі бар үш фазалы желінің бөліктерінде активтік қуаттың шығындары төмендегі өрнекпен анықталынады

 

∆Р = 3I²R₁                                               (1.18)

мұнда I – жүктеменің тоғы.

Егерде токты қуат арқылы көрсетсек,онда I =  өрнек шығады, ал бұл көріністі (1.18) қойып, төмендегі өрнекті табамыз

∆Р = 3=.                  (1.19)

 

Соған ұқсас реактивтік қуаттың шығындары

∆Q = .                                   (1.20)

 

Тораптағы активтік энергияның шығындарын берілген жүктеме мен тораптың жұмыс істеген уақытын активтік қуаттың шығындарына көбейтіп табуға болады. Бірақ та, тұтынушылардың жүктемелері тәулік және жыл уақыты бойынша өзгеріп тұрады, ал сондықтан қуат шығындарының шамалары да өзгереді.

Сонымен әрбір желінің энергия шығындарын анықтау уақыттың шексіз аз уақыт ішіндегі қуат мәндерін қосу арқылы (интегралдау) табу керек, яғни

 

А=

 

мұнда S – желі арқылы берілетін толық қуаттың уақыт

            t – ның функциясы.

 

 

Бұл функцияны әдетте ұзақтылық бойынша графикпен бейнелейді (1.15 - сурет). Бұл график берілген жүктеме мен торап жұмысының ұзақтылығын көрсетеді (1 қисық). Жүктеменің қуат коэффициенті тұрақты кезде бұл қисықпен шектелген аудан кейбір масштабта жыл ішінде торап арқылы берілетін энергияның мөлшерін көрсетеді және мына өрнекпен анықталынады

 

                                      А=

 

мұнда  Cos - жыл ішінде тұрақты болып алынатын орташа

             қуат  коэффициенті.

Егерде 1 қисықты (1.15 – сурет) функция S²= f (t) көрсететін шаршылық 2 қисыққа түрлендірсек, онда шығындар кейбір масштабта бұл қисықпен шектелген аудан арқылы жеңіл анықталынады.

 

                                               .

Бұдан шығатын мәселе: электроэнергияның шығындарын анықтау үшін 2 қисық шектейтін ауданды өлшеп алу жетеді. Бұны жуықтап істеу үшін ұзақтылық бойынша  жүктеменің графигін t₁, t₂,…….t_n уақыттық шамалы кесінділері бар және оларға сәйкес S₁, S₂,…….S_n жүктемелері бар сатылы графикпен алмастырады (1.16 – сурет). Онда энергия шығындары шамалардың қосындысы болып белгіленеді, яғни

 

                                      .             (1.21)

 

Бұл өрнекке мына шаманы кіргізуге болады

 

                                       S_{щзе∙шар}=.

 

Онда                                                                     (1.22)

S_{щзе∙шар} шама орта шаршылы қуат деп аталады, ал (1.22) өрнек арқылы қуат шығындарын анықтау әдісі, орта шаршылы қуат бойынша шығындарды анықтау әдісі деп аталады.

Бұл шығындарды анықтауда, жуықтау әдістігінің бір қатар тапшылықтары бар және тек жүктеменің графигі болғанда ғана қолдануға жарайды. Сондықтан, көбірек таратылған максималды шығындардың уақыты бойынша шығындарды анықтау әдісі қолданады.

Жылдық жүктеменің графигі үшін (1.15 – сурет, қисық 1), оған сәйкесті Т - уақытын табуға болады, ол уақыт ішінде S_MAX максималды жүктеме мен істеп тұрған желі арқылы жыл бойы шындық берілетін электр энергия, S=f (t) өзгеріп тұратын жүктеме кезіндегідей  болуы керек.

Қуат коэффициенті тұрақты кезде бұл жағдай келесі түрде жазылады

 

A=P_max∙T=S_max∙Cos              (1.23)

 

ал бұдан                                    Т= шығады.                                   (1.24)

Т шама-максималды жүктемені пайдалану уақыты деп аталады.

Торап арқылы берілетін энергияның жылдық мөлшерін А-ны және максималды активтік қуатты Р_мах біліп, (1.23) өрнектен максималды жүктемені пайдаланған уақытты белгілеуге болады

 

                                      Т=                                                 (1.25)

 

Әрбір тұтынушы үшін Т уақыт өзінше болады. Есептеу кезінде бұл шаманы статикалық және анықтама мәліметтердің негізінде алынады.

Электр энергияның шығындарын анықтау үшін Т уақытын білу керек. Ол үшін Т - максималды шығындардың уақыты деп аталатын шамамен қолданады. Қисық 2 шектейтін ауданды (1.15 - сурет) жақтары  және S²max тік бұрышты төртбұрышпен алмастырып, табамыз

 

∆А =.                         (1.26)

 

Бұдан максималды шығындардың уақытын табамыз

.                                                         (1.27)

 

Әдетте  шаманы Т ұақыттан табады, өйткені олардың арасында белгілі тәуелділік бар.

(1.24) және (1.27) өрнектерден,  және Т жүктеменің графигінің өзгеруінің түріне тәуелді, яғни интегралдың таңбасында жатқан S=f (t) функцияларға байланысты. -дың Т-дан тәуелділігін табу үшін әртүрлі тұтынушылар үшін әртүрлі Т шамалары бар жүктеменің бір қатар графиктерін интегралдау керек және оны S² = f (t) шаршылы қисықтармен орындау керек. Содан кейін (1.24) және (1.27) өрнектерді пайдаланып  және Т арасындағы тәуелділікті қуат коэффициентінің Сos  әртүрлі шамалары үшін анықтау керек.

Есептеудің нәтижелері 1.17 – суретте келтірілген. Бұл қисықтармен максималды шығындардың уақыты әдісімен энергия шығындарын анықтау үшін қолдануға болады.

 

 

Есептеудің тәртібі келесідей. Қаралып жатқан желінің R активтік кедергісін, S_max. максималды  жүктемесін, Сos  және берілген тұтынушылардың дәрежелері үшін максималды жүктемені пайдаланатын уақытын біліп, берілген Сos  үшін қисық бойынша (1.17 - сурет) максималды шығындардың  уақытын табамыз. Содан кейін электр энергияның шығындарын анықтаймыз

 

∆А = .                                             (1.28)

 

Егерде желінің қаралып жатқан бөлігі бойынша қуат әртүрлі түтынушыларға берілсе (Р_1max, Р_2max,  және т.б), онда шығындарды белгіленген кезде максималды жүктеменің пайдалану уақытының орта мәнін алу керек

 

Т_орт= .                     (1.29)

 

Асқын түрі бар графиктер үшін  шамасы эмпириялық өрнек бойынша анықталынады.

                                              .                                  (1.30)

 

1.13 Трансформаторлардағы энергияның және қуаттың шығындары

 

Трансформатордың шығындары оның орамаларының активтік және индукивтік кедергілеріндегі қуат шығындарымен және болатты магнитеудің шығындарымен әрдайым байланысты. Орамаларда пайда болған шығындар олардан өтетін тоқтардан тәуелді. Магниттеуден шығатын шығындар тізбекке қосылған кернеумен анықталынады, ал сол себептен оны тұрақты деп алып бос жүріс шығындарына тең деп алуға болады.

Екі орамалы трансформаторларда қуат шығындары былай анықталынады

P_T=P_Б.Ж.+3 P_Б.Ж+,                                 (1.31)

 

Q_Т=Q_Б.Ж.+3 Q_Б.Ж+.                              (1.32)

 

U - кедергі белгісіз кезде оны трансформатордың номиналды кернеуіне тең деп алады.

Параллельді жұмыста n трансформатор болғанда олардың балама кедергілері n есе азаяды, ал магниттеудің шығындары n есе үлкейеді

                                      P_T=n∙P_Б.Ж+                                     (1.33)

 

                                      Q_Т= n∙Q_Б.Ж.+.                                  (1.34)

 

Қуаттың шығындарын алдын ала R_T және X_T кедергілерді есептемей ақ, трансформаторлардың каталогтағы параметрлері арқылы тікелей табуға болады. Қысқа тұйықталудың ∆Р_Қ.Т. шығындары трансформатордың номиналды тоғы кезінде анықталатын  болғандықтан, төмендегі өрнекті пайдалануға болады

∆Р_Қ.Т.= 3,

 

ал басқа тоқ кезінде орамалардағы активтік қуаттың шығындарын келесі өрнекпен анықтайды

∆Р_М=3 ,

онда мынандай тәуелділік әділ

.

 

Сондықтан, бір трансформатор кезінде

 P_Б.Ж,  ,                                               (1.35)

 

ал n - санды бірдей трансформаторлар параллельді жұмыс істегенде, келесі өрнек дұрыс

.                                  (1.36)

 

Реактивтік кедергілердің мәндерін (1.14)-тен (1.34) қойғаннан кейін, табамыз

                                      .                                      (1.37)

 

(1.37) өрнектен S=S_ном кезінде, U_Қ қысқа тұйықталудың кернеуі трансформатордың орамаларындағы реактивтік қуаттың шығындарына сан бойынша оның номиналды қуатының бөліктеріне тең.

Үш орамалы трансформаторларда және автотрансформаторларда активтік қуаттың шығындары әрбір орамадағы қуат шығындарының қосындысымен анықталынады

                            ∆Р_Т= n ∙  P_Б.Ж+.                  (1.38)

 

мұнда S₁, S₂, S₃ – жоғары, орта және төменгі кернеулері бар орамалардан

                              өтетін сәйкесті толық қуаттар.

Реактивтік қуаттардың шығындары былай анықталынады

 

                            .    (1.39)

 

Трансформатордың ішіндегі энергияның шығындары былай белгіленеді

 

                                    ∆А_Т= n∙∆ P_Б.Ж.∙8760+                       (1.40)

 

ал үш орамды трансформаторлар үшін, келесі өрнек дұрыс

 

                     ∆А_Т= n∙∆ P_Б.Ж.∙8760+. .     (1.41)

 

2 Ажыратылған және жай бекітілген электр тораптардың

жұмыс режімдерін есептеу

 

2.1 Торап режімін есептеудің мақсаты, негізгі жорамалары

 

Торап режімін есептеудің негізгі мақсаты-режімнің параметрлерін белгілеу.

Мұндай параметрлерге жататындар: тораптың бөліктеріндегі тоқтар, активтік және реактивтік қуаттар, тораптың түйінділердегі кернеулер, жиілік және т.б.б.

Есептеу үшін негізгі мәліметтері ретінде алынатындар: жүктемелердің есептелінген қуаттары, түйіндердегі тапсырылған кернеулердің деңгейлері, тораптың электр қосулардың сүлбесі және тағы басқа шамалар.

Тораптарды есептеудің негізгі әдісі, қойылған мақсатқа байланысты дәл шешімдерге біртіндеп өтуді қарастыратын жүйелілік жақындау әдісі (интерация). Бірінші жақындау (нөлдік интерация) ізделіп отырған шаманың мүмкін болатын мәндері туралы түсініктерге негізделіп алынады. Электр тораптың бірінші жақындау ретінде – тораптың барлық түйсіндерінде кернеудің шамаларын номиналды кернеуге тең қылып алу. Бұл жағдай жүктеменің тоғын және тораптың басқа параметрлерін, оның ішінде жүктеменің қисымдарындағы кернеулерді белгілеуге рұқсат етеді. Табылған кернеулер, шындық шешуге екінші жақындау болады. Бұның негізінде қайта тауып есептеу ары қарай өткізіледі.

Электр тораптарын есептеу бірінші немесе екінші жақындаумен (интерациямен) шектеледі. Мұндай есептеуге кернеуі 35 кВ және одан төмен тораптар, ал кейбір жағдайда 110 және 220 кВ тораптардың жобалау есептері жатады. Кернеуі 35 кВ және одан төмен тораптардың режімдерін талдау бірінші жақындаумен шектеледі. Бұл тұтынушылардың, кернеудің сапасына қойатын талаптарына байланысты – тораптың барлық түйіндерінде кернеу номиналды кернеуге жақын болуы керек, ал бұл жағдай бірінші жақындауда алынады. Шыққан қате есеп дәлдіктің шектерінде жатады. Кернеулері 110 және 220 кВ - тық тораптардың есептеуін екінші жақындаумен өткізгенде, шыққан қатеде есеп дәлдіктің шектерінде жатады.

 

2.2 Жүктемесі желінің соңындағы кернеудің шығындарын есептеу

 

Симметриялы жүктемесі бар үш фазалық тоқтың желісін қарастырайық.

 

 

 

Жүктеме немесе желінің соңындағы U_2ф кернеуі кезінде I тоқпен және қуат коэффициенті Соs-мен, немесе S=P+j Q қуатпен берілген.

Желінің бір фазасы үшін кернеулер және тоқтардың секторлық диаграммаларының көмегімен есепті өткіземіз, себебі жүктеме барлық фазаларда симметриялы.

Жүктеме тоғы, Соs және U_2ф кернеу белгілі. U_1ф кернеуді анықтау керек.

Желінің соңындағы берілген кернеудің U_2ф (ОА) векторын нақтылы білікте саламыз. Координат басынан  бұрыш бойынша І тоқ векторын саламыз. Оның І_а құрастырушысы нақтылы білік бойынша бағытталған, ал –j I_r реактивтік құрастырушысы – жорамал білік бойынша теріс бағытталған. Сонымен, векторлық диаграммада кернеудің және тоқтың векторлары солай орналасқанда тоқтың комплексінің жорамал белгісінің минус таңбасы тұтынушының жүктеме тоғының индуктивтік (қалушы) екенін  сипаттайды.

 

 

 

Содан кейін А нүктеден І тоқтың векторына параллельді желінің активтік кедергісіндегі IR кернеудің түсуінің векторын саламыз (АВ), оған 90⁰ бұрышқа озу жағына – реактивтік кедергідегі IX кереудің түсуін өткіземіз (ВС). А нүктені С нүктемен қосқанда қаралып тұрған желідегі IZ толық кернеудің түсуін табамыз (АС). С нүктені координат басымен қосып желінің басындағы U_1ф фазалық кернеуді табамыз (ОС).

Желідегі кернеудің түсуін табамыз

 

IZ=

 

оны екі құрастырушыға жіктеуге болады:

 

а) бойлық ;

б) көлденең

яғни IZ=.

Бұл құрастырушыларды белгілейік. Ол үшін В және С нүктелерден нақтылы және жорамалы біліктерге перпендикулярды түсіреміз. Нәтежиесінде кесінділер шығады

АЕ=IRCos; ED=BF=IXSin,

CF=IXCos; BE=DF=IRSin.

 

Бұдан бойлық және көлденең құраушылар төмендегі өрнектермен анықталынады

,                (2.1)

 

.                 (2.2)

 

Желінің басындағы кернеудің комплексі

 

U_1Ф=U_2Ф+jU_Ф,

ол кернеудің модульдік шамасы

 

U_1Ф=.                                (2.3)

 

Диаграмманы құрғанның нәтежиесінде желінің толық кернеуінің түсуінің векторы табылды. Кернеудің түсуі дегеніміз желінің басындағы және соңындағы потенциялдар айырымын айтамыз.

Кернеуі 35 кВ және одан төмен тораптарды есептеген кезде әдетте кейбір жеңілдіктерді енгізеді – желінің басындағы кернеуді кернеуі түсуі арқылы емес, оны кернеу шығыны бойынша белгілейді. Кернеу шығыны – желінің басындағы және соңындағы кернеулердің абсолюттік мәндерінің алгебралық айырымы.

Кернеу шығынын белгілеу үшін диаграммада ОС кесіндіні нақтылы шамалардың білігімен беттестіреміз (ОС¹ кесінді).

Кесінді АС¹=ОС¹-ОА=U_1Ф-U_2Ф – кернеу шығынын белгілейді.

Кернеуі 35 кВ және одан төмен тораптар үшін, U_1Ф және U_2Ф кернеулер арасындағы бұрыш шамалы болғандықтан, ал сонымен бірге DC¹ кесіндіде шамалы болады. Бұдан шығатын мәселе – кернеу шығыны  кернеу түсуінің бойлық құрастырушысына тең, яғни

 

.                               (2.4)

Желілік кернеудің шығыны

 

.                                (2.5)

 

Желілік кернеулердің диаграммасы фазалық кернеулерінің диаграммасына ұқсас.

Егер де жүктеме активтік және реактивтік қуатпен берілсе Р+j Q, онда кернеу шығындары келесі түрде белгіленеді

 

I_a=ICos және I_v=ISin болғандықтан, онда тоқтардың мәндерін (2.5) қойып, табамыз

 

Немесе келесі өрнекпен

.                                          (2.6)

 

Тұтынушылардың кернеулері есептеген кезде белгісіз болады. Бұл жағдайда желінің соңындағы нақтылы кернеудің орнына номиналды кернеуді алуға болады, яғни

.                                           (2.7)

 

Бірнеше жүктеме болғанда торапты есептеген кезде кернеу шығындары тораптың бөліктеріндегі кернеу шығындарының қосындысымен белгіленеді

 

_.                                                      (2.8)

 

2.3 Ажыратылған электр тораптарының режімін есептеу

 

110 – 220 кВ тораптардың режімін есептегенде екі ерекше есептеу жағдайына бөлуге болады: желінің соңындағы берілген кернеу бойынша торапты есептеу (немесе соңғы мәліметтері бойынша есептеу) және желінің басындағы берілген кернеу бойынша есептеу (бастапқы мәліметтер бойынша есептеу).

2.3 – сурет n жүктемелері бар ажыратылған тораптық сұлбасы (а) және оның алмастыру сұлбасы келтірілген.

 

 

 

Соңғы мәліметтер бойынша есептеуді қарап шығайық. Бастапқы берілген мәліметтер: Желінің соңындағы U_n кернеу, жүктемелердің есептік қуаттары және желінің параметрлері. Есептеу желінің соңынан өткізіледі. Белгілі U_n  кернеу бойынша желінің соңғы n бөлігінде қуат шығындары белгіленеді:

,

 

.                                   (2.9)

 

N бөлігінің басындағы қуатты табамыз

 

Ы_т=З_т+о Й_т=З_т + З_т+о (Й_т+Й_т- Й _Дт)б                           (2.10)

 

мұнда Q _Ln  - n бөлігіндегі зарядтық қуат.

            n-1 түйіндегі қуат балансы бойынша (n-1) бөліктің соңындағы қуат

 

(Ы_т-1=З_т-1+о Й_т-1=З_т+З_т-1+о (Й_т+Й_т- Й _Дт) б                     (2.11)

 

n- соңғы бөлігінде кернеудің түсуі белгіленеді

 

U_n= U_n+j .                    (2.12)

 

Белгілі U_n кернеу және n бөліктің кернеуінің түсуі бойынша (n-1) түйіндегі U_n-1 кернеу белгіленеді

 

U_n-1=U_n+U_n=U_n+                                   (2.13)

 

немесе кернеудің шамасы төмендегідей болады:

 

U_n-1=.                               (2.14)

        

U_n-1 кернеуді анықтаумен тораптың соңғы бөлігінің режімін есептеу аяқталады. Сонымен, келесі бөлікті  есептеуге барлық қажетті мәліметтер белгілі болып қалады. n-1 бөлікті есептеу n бөлікке қолданған өрнектер бойынша өткізіледі.

Барлық қалған бөліктер үшін есептеу әдісі сол сияқты. Есептеудің соңы  қуатты және U_A анықтаумен бітеді.

Қоректендіру нүктедегі U_A кернеу белгілі кезде, яғни бастағы мәліметтер бойынша есептеу кезінде, жүйелілік жақындау әдісі қолданады және есептеу екі кезең бойынша өткізіледі.

Бірінші жақындау ретінде (есептеудің бірінші кезенінде) барлық түйіндердегі кернеулер тораптың номиналды кернеуіне тең деп алынады. Бұл жағдайға сәйкесті тораптағы қуаттардың таралуы табылады.

2.3 – суреттегі белгілерге сәйкесті есеп келесі жүйелікпен өткізіледі.

Тораптың соңғы бөлігіндегі қуат шығындары анықталады

 

,

 

                                         (2.15)

Содан кейін, (2.10) сәйкес бұл бөліктің басындағы  қуат белгіленеді. (n-1) түйіндегі қуат балансы бойынша (2.11) өрнегі арқылы (n-1) бөліктің соңындағы  қуат белгіленеді. Барлық қалған бөліктер үшін есеп сол сияқты өтеді. Есептеу  қуат белгіленгенге дейін өтеді.

Есептеудің екінші кезеңінде, екінші жақындауда жүктеменің түйіндеріндегі кернеулер белгіленеді. Есептеу үшін бастапқы мәліметтер: U_А  кернеу және әрбір бөліктің соңындағы алдыңғы кезеңде табылған қуаттар, белгілі болуы керек.

Тораптың басты бөлігі үшін

 

U₁=U_A-U₁                                           (2.16)

 

мұнда U₁- тораптың басты бөлігіндегі кернеудің түсуі.

 

U₁=U_A-U-j,                                  (2.17)

немесе ашық түрде

U₁=U_A-                           (2.18)

1 нүктедегі кернеудің модульдік шамасы

 

                                (2.19)

        

Тораптың басқа түйіндеріндегі кернеулер сол сияқты табылады.

 

2.4 Шеңберлік тораптардың режімдерін есептеу

 

Шеңберлік торап – ең жай тұйықталған торап. Ол бір тұйықталған контурдан құралады (2.4 а – сурет). Қоректендіру орталық ретінде электростанция немесе жүйенің қосалқа станциялар болады. Егерде мұндай торапты қоректендіру көзін үзіп және жазып жіберсе, онда желінің соңындағы кернеулер шамасы және фазасы бойынша тең, екі жақтан қоректенетін желінің түрі болады (2.4 б – сурет).

 

 

 

Торапты есептеу үшін 2.5 – суртте келтірілген сұлбаны аламыз. Мұнда  қуаттар – қосалқа станциялардың есеп айыратын жүктемелері. Қуаттардың ағындарының бағыттары жағдайға байланысты алынған. Нақтылы бағыттарды есептеу нәтиже арқылы белгіленеді.

 

 

 

Торапты есептеу үшін бастапқы мәліметтер – көріктендіру орталықтың кернеуі, жүктемелердің қуаттары, тораптың параметрлары белгілі болу керек.

Жүктемелердің түйіндерінің кернеулері белгісіз болғандықтан есептеу жүйелілік жақындау әдісімен өткізіледі.

Ажыратылған тораптарды есептеген кезіндей желінің ұзыны бойынша кернеулердің теңдігі алынады. Бұл кернеу номиналды кернеуге тең деп алынады. Мұндай жорамалда тораптың бөліктеріндегі тоқ келесі өрнекпен анықталынады

I_n=

        

Желінің соңындағы кернеулердің теңдігі туралы шарт, сүлбеде кернеудің түсуінің нөлге тең екенін көрсетеді.

Кирхгофтың екінші заңы бойынша келесі өрнекті жазамыз

 

,

 

немесе                     Ы₁Я₁+Ы₂Я₂+Ы₃Я₃+Ы₄Я₄=0.                                  (2.20)

 

Бұл теңдеуге кіретін 2,3 және 4 желінің бөліктерінің қуаттарын ₁ қуаты және жүктемелердің ₁, ₂, және ₃ қуаттар арқылы көрсетейік.

Қуат шығындарын есепке алмағанда жазуға болады

 

 

ал бұдан келесі өрнек шығады

 

.                                            (2.21)

 

Кирхгофтың бірінші заңы бойынша

 

 ,                                                     (2.22)

 

                                                  (2.23)

 

(2.21-2.23) бастапқы (2.20) теңдеуге қойып түрлендірулерді өткізгеннен кейін, мынаны табамыз

 

ал одан, сұлбадағы белгілерді есепке алсақ төмендегі өрнек шығады

 

 ,                                         (2.24)

 

оған сәйкесті келесі өрнек табылады

 

.                                         (2.25)

 

Жалпы жағдайда, шеңберлік торапта n жүктемелер кезінде, қуатты келесі өрнекпен анықтауға болады

,

 

                                                  (2.26)

 

мұнда Z_mA, Z_mB – аралық жүктеме S_m қосылған m нүктеден А

           және В қоректендіру нүктелеріне дейін кедергілер.

Тораптың басты бөліктерінде өтетін қуаттарды белгіленгеннен кейін Кирхгоф заңымен басқа бөліктердегі қуаттар белгіленеді. Бұл желінің ережесін есептеудің бірінші кезеңі осымен бітеді. Екінші кезеңінде тораптың түйіндеріндегі кернеулер және қуат шығындары белгіленеді. Бірінші кезеңдегі есептеудің нәтижесінде 2.6 а-суретте көрсетілген қуаттардың таралуы болсын деп ұйғарайық.

Нүкте 2 – ге қуат екі жақтан келеді. Бұл нүкте тоқты бөлу нүктесі деп аталынды да, суретте қара үшбұрышпен көрсетілді.

Түйіндердегі кернеулерді есептеу үшін сұлбаны (2.6 а- сурет) тоқты бөліну нүктесін (2.6 б- сурет) шартты кесейік.

Екі тәуелсіз бөліктері бар сүлбе болды. Әр қайсысы жалпы қоректендіру көздерінің шиналарындағы берілген жүктемелері және U_A=U_B кернеулері бар ажыратылған торапты сипаттайды. Сонымен, шеңберлік торапты есептеу ары қарай бастағы мәліметтер бойынша ажыратылған торапты есептеу сияқты өтеді. 110 – 220 кВ тораптар үшін қуат шығындары есепке алынады және түйіндердегі кернеулер белгіленеді. Кернеуі 35 кВ және одан төмен тораптар үшін, кернеулер қуат шығындары есепке алмай белгіленеді.

Кейбір жағдайда, бірінші кезең есептелгеннен кейін тоқ бөлінудің екі нүктесі болуы мүмкін: біреуі активтік екінші реактивтік қуат бойынша (2.7 а- сурет).

 

 

Нүкте 2 – активтік қуат үшін тоқты бөліну нүктесі, нүкте 3 – реактивтік қуат үшін тоқты бөлу нүктесі. Бұл жағдайда шеңберлік торап тоқты бөлу нүктелерінде шартты кесіледі де екі ажыратылған желімен көрсетіледі. (2.7 б – сурет).

Бұл жағдайда тоқты бөлу нүктелердің арасындағы бөлікте қуат шығындары төмендегі өрнекпен анықталынады

 

,

 

 

Нүкте 2 – дегі жүктемені мынаған тең деп аламыз

 

 

Нүкте 3 – тегі жүктеме

 

 

Содан кейін есепті, екі ажыратылған желілерге есептеп өткіземіз.

Алдын ала есептеуді орындаған кезде, яғни сымдарың кесінділері белгісіз кезде, тораптың барлық бөліктерінде сымдардың кесінділері бірдей деп алынады. Бұл жағдайда қатынас ал есептеуді бөліктердің ұзындығы бойынша өткізуге болады.

Онда (2.26)  өрнектің түрі мынадай болады

 

,

 

                                    (2.27)

 

 

 

2.5 Қоректендіру көздерінің кернеулері өзгешеленген кездегі

екі жақтан қоректенетін желілердің режімдерін есептеу

 

Екі жақтан қоректенетін желі, оның соңында кернеулері өзгешеленгенде, қуат көздері тәуелсіз электр тізбектеріне жатады. Мұндай желілерді есептеу үшін беттесу принципін қолданады.

2.8 – суретте U_AU_B кезінде екі жақтан қоректенетін желінің бастапқы сұлбасы келтірілген (а), сонымен бірге беттесу принципі бойынша табылған екі сұлбада келтірілген (, в). Сонымен, В шиналардағы кернеуде екі құрастырушылар белгіленген, оның біреуі А шиналардағы кернеуге тең, яғни

 

                                    (2.28)

 

 

 

Бастапқы сұлбадағы тоқ, екі жүйелердің тоқтарының қосындысының нәтижесі болып қаралады. Бір жүйе  кезінде  кернеудің әрекетімен белгіленеді, (2.8 б-сурет), екінші жүйе қосымша  Э.Қ.К-тің әсерімен пайда болады (2.8 в – сурет). Келтірілген сүлбелер бастапқы сұлбаның ережесін дәлдік есептеуін өткізуге мүмкіндік береді.

Егерде 2.8 б – суреттегі сүлбе үшін 1 және 2 нүктелердегі кернеулерді номиналдыға тең деп алсақ, онда шеңберлік торапты есептеген кездегі қолданған өрнектерді қолдануға болады. 2.8 в – суреттегі сұлбаны есептегенде 1 және 2 түйіндеріндегі жүктемелерді сұлбадан алып тастауға болады (бұл тармақтарға тоқ ақпайды), желіде қосылған  әсерімен тек теңестіру тоғы ағады

.                                     (2.29)

 

Екі есептеуді беттестіргеннің нәтижесінде, желінің бастапқы бөліктеріндегі қуаттарды келесі өрнектермен табамыз

 

_ТЕҢ,

 

 _ТЕҢ.

 

n- жүктеме кезінде, (2.29) есепке алынып, бұл өрнектер мынадай түрде жазылады

,                                 (2.30)

 

.                                   (2.31)

 

Содан кейінгі есептеуде тоқтың бөліну нүктесін және түйінділердегі кернеулерді анықтайды (шеңберлік желілердегі сияқты).

 

2.6 Торапты түрлендіру әдісімен күрделі – тұйықталған

 тораптарды есептеу

 

Жобалаудың кейбір жағдайларында және күрделі емес тораптарды пайдаланғанда бір реттік есептеуді, қолмен есептеудің таратылған әдісімен өткізудің қажеті болады. Бұл жағдайда, күрделі сүлбені торапты түрлендіру әдісімен желіні оңайландырады.

Түрлендіру әдісінің маңызы – тапсырылған күрделі сүлбені біртіндеп түрлендіру арқылы екі жақтан қоректенетін желіге келтіру, ал бұл желіде қуаттардың таралуын белгілі әдіспен табады. Содан кейін, түрлендірген сұлбаның қандай да болған бөлігінде желілік қуаттарды белгілеп, желілерді кері түрлендірудің көмегімен, тораптың бастапқы сұлбасындағы қуаттардың нақтылы тарауларын табады.

Параллельді желілерді, тұйықталған тораптың қандайда болған бөлігінде баламалауға мүмкіндік бар, егер де бұл желілерге қосылған жүктемелері жоқ болса. Екі параллельді жүйелері бар тұйықталған тораптың бөлігі үшін (2.9 – сурет) төмендегі өрнекті пайдалануға болады

 

 

Егер де сұлбада аралық жүктемелері болса, онда баламалауға болмайды. Бұл үшін жүктемелерді тораптың басқа нүктелеріне тасымалдайды. Сонымен бірге, тасмалдаудың алдындағы және соңындағы тораптың ережесі өзгермей қалуы керек.

Егер де жүктемені тасмалдауға керек тораптық нүктелер арасында бірнеше энергия тұтынушылары болса (2.10-сурет), онда ауыспалы жүктемелердің шамаларын белгілейтін тәуелділіктердің қорытындыларын жалпы жағдай үшін істеуге болады.

 

 

 

 

 

 

Торапты екі жақтан қоректенетін желі деп қарап және барлық түйіндердегі кернеулердің фазасы және шамалары бірдей деп алып (2.27) сәйкесті, А және В нүктелерден шығатын қуаттарды белгілейміз

 

,                                  (2.32)

 

.                                   (2.33)

 

Егерде S₁ жүктемені А және В нүктелерге тасымалдасақ, онда тораптың бөлігінің сұлбасының түрі (2.10 б – суреттегідей) болады, ал S_A және S_В қуаттары былай белгіленеді

 

,                              (2.34)

 

                                  (2.35)

мұнда .

 

Қаралып жатқан бөліктің жүктемелерінің қолдануы, шекарадан асып жатқан тораптың ережесін өзгертпеу керек, сондықтан S_A= S_A, S_B= S_B. (2.32) және (2.34), (2.33) және (2.35) теңдеулерді теңестіріп келесі өрнектерді табамыз

 

Жалпы жағдайда, сол сияқты қандай да болған аралық жүктеме үшін қуаттарды төмендегі өрнектермен табуға болады

 

,

                                                                                                   (2.36)

 

Кейде торапты есептегенде, үшбұрышты сұлбаны баламалы жұлдызша және кері түрлендіру керек болады (2.11 – сурет).

 

 

 

Баламалы жұлдыздша, сұлбаның сәулелерінің кедергілері былай белгіленеді

                .            (2.37)

 

Кері түрлендіру

                                      ,

 

,

 

.                                                    (2.38)

 

Түрлендірген сұлбаны бастапқы түрге айландыру кезінде баламалы жұлдызша сұлбаның сәулелеріндегі қуаттардың таралулары бойынша үшбұрыштың жақтарындағы қуаттардың таралуын табу керек.

Шартпен, жұлдызша сұлбаның сәулелеріндегі қуаттардың таралуы 2.11 – суреттке сәйкес алынған деп есептелінеді. Үшбұрыштың жақтарындағы қуаттарды қандайда болған үшбұрыштың жағында және оған көршілес жұлдызша сұлбаның сәулелеріндегі кернеудің түсу векторларының теңдеулерінен аламыз.

Үшбұрыштың жақтарындағы қуаттардың бағыттарын таңдап және номиналды кернеу бойынша бөліктердегі тоқтарды белгілеп келесі өрнектермен табамыз

ал бұдан шығады

,

 

,

 

                                            (2.39)

 

Егерде нәтиже теріс таңбамен шықса, онда үшбұрыштың оң жағында шартпен алынған қуаттың бағытын теріске аудару керек.

 

 

3 Электр энергияның сапасы және электр тораптрда

кернеулерді реттеу

 

3.1 Электр энергия сапасының, электр қабылдағыштардың

     және электр аппараттардың жұмыстарына әсерін тигізуі

 

Электр энергияның сапасы айнымалы тоқтың жиілігіне және кернеулердің ережесіне жататын белгілі көрсеткіштермен сипатталады.

Электр энергияның сапасы электр торапқа қосылған қабылдағыштардың және электр аппараттардың жұмыстарына әсер етеді. Барлық электр қабылдағыштар және электр аппараттар белгілі номиналды параметрлармен (f_HOM, U_HOM, I_HOM және т.б) сипатталады. Бұл параметрлар жұмыс кезінде техникалық және үнемділік жағынан ең жөнді деп саналады. Қазіргі уақытта өте көп электр қабылдағыштардың (прокат стандары, доғалық электр пештер, түзеткіш қондырғылар, электрленген транспорт, электролиз т.б.б) жүктемелері кенет ауыспалы немесе фазалар бойынша біркелкі емес таратылған және токтар мен кернеулері синусондалды емес болады. Мұның бәрі электр энергияның сапасын бұзады.

 

3.2 Электр энергия сапасының көрсеткіштері

 

Электр энергия сапасының көрсеткіштері екі топқа бөлінеді: негізгі және қосымша. Негізгі көрсеткіштер сапасын сипаттайтын электр энергияның қасиеттерін белгілейді.

Рұқсат етілген маңыздары бар электр энергия сапасының негізгі көрсеткіштеріне жататындар: жиіліктің ауып кеткендігі, кернеудің ауып кеткендігі, кернеудің тербеленуі,   гармоникалық құрастырушының коэффициенті, кернеудің кері түзбектеліну және нөлдік түзбектеліну коэффициенттері.

Жиіліктің ауып кетуі – жиіліктің нақтылы және номиналды мәндерінің айырымы

 

Желінің ауып кетуі барлық энергетикалық жүйеге бірдей, өйткені осы уақыт мезгілінде жиіліктің мәні генераторлардың айналу жиілігінен белгіленеді. Әдеттегі қалыптасқан ережелерде барлық генераторлар синхронды жиілікке ие болады. Сондықтан, жиіліктің ауып кетуі – электр энергия сапасының жалпы жүйелік көрсеткіші.

Электр тораптың іс жүзіндегі ережелерде, түйіндегі кернеулері номиналды көрсеткіштерден өзгеше болады. Сондықтан, электр тораптың әртүрлі нүктелерінде, кернеу сапасының көрсеткіштерінің әртүрлі мәндері болады.

Кернеудің ауып кетуі – кернеудің нақтылы және номиналды мәндерінің айырымы

 

немесе номиналды мәнімен пайыз бойынша

 

.                                                 (3.1)

 

Кернеудің тербеленуі – номиналды мәнінен пайыз бойынша ең үлкен және ең кіші кернеудің мәндерінің айырымы

 

.                                         (3.2)

 

Кернеудің кері түзбектеліну коэффициенті – пайыз бойынша кернеулердің симметриялы еместігін белгілейтін сапаның көрсеткіші

 

                                                    (3.3)

 

мұнда  U_2- кернеулердің үш фазалы жүйесінің негізгі жилігінің

            кері түзбектелінуінің кернеудің әрекет мәні.

Сол сияқты, үш фазалы төрт сымды жүйенің, кернеулерінің нөлдік түзбектелінуінің К₀₂ коэффициенті белгіленеді, яғни (3.3) өрнек арқылы, бірақ U₂ орнына нөлдік түзбектелінудің U₂ әрекет мәні пайдаланады.

Кернеу қисығының синусоидалды еместігінің коэффициенті

 

                                               (3.4)

 

мұнда U - кернеудің

 гармоникалық құрастырушысының әрекет мәні;

-кернеудің гармоникалық құрастырушысының реті;

n – кернеудің есепке алынатын соңғы

гармоникалық құрастырушысының реті.

Электр энергия сапасының көрсеткіштерінің рұқсат етілетін мәндері:

 

		Әдеттегі	Максималды
Қалыптасқан кернеудің ауып кетуі, %		±5	±10
Синусондалды еместігінің коэффициеті % бойынша одан көп емес, тораптың кернеуі
	1кВ дейін	8	12
	6-10 кВ	5	8
	35 кВ	4	6
	110 кВ және одан жоғары	2	3
Кернеулердің кері түзбектеліну коэффициенті             % одан көп емес		2	4
Кернеудің нөлдік нөлдік коэффициенті, % - дан көп емес		2	4
Жиіліктің ауып кетуі, Гц		±0,2	±0,4

 

3.3 Электр тораптарында кернеуді реттеудің мәселелері

 

Электр қабылдағыштардың және электр аппараттардың кернеуінің сапасына қойылатын талаптарды қамтамасыз ету үшін электр тораптың әрбір нүктесінде кернеулердің мәндері рұқсат етілген белгілі шектерде болуы керек. Арнайы реттеуіш құрылғыларды қолданбай кернеулердің рұқсат етілетін ережесін қамтамасыздандыру үшін тораптағы қосынды кернеу шығындары шамалы болған жағдайда орындалады. Бұны тек аралық трансформациялары аз, ұзындығы үлкен емес электр тораптарда орындауға болады.

Қазіргі электр жүйелер көп сатылы трансформациямен және әртүрлі кернеулері бар үлкен ұзындығы бар желілермен сипатталады. Кернеу шығындарының қосынды мәні электроэнергияны көздерінен тұтынушыларға жеткізгенде үлкен болады. Жүктемелер ең кіші шамадан ең үлкен шамаға өзгергенде кернеудің қосынды шығындыларыда өзгереді. Нәтижесінде электр қабылдағыштардың қысқыштарында рұқсат етілетін мәндерден асатын едәуір шектерде кернеу өзгерісі орын алады. Бұл жағдайда кернеудің талап етілген кернеу сапасын арнайы реттеуіш құрылғыларды қолданбай қамтамасыздандыруға мүмкіншілік жоқ.

Кернеуді реттеудің мақсаты – тораптың бөлек орындарында алдын - ала тапсырылған заңдар бойынша ережені әдейілеп өзгерту. Көбірек сенімді және үнемді – кернеуді автоматты реттеу болады. Кернеуді реттеу заңдары бойынша реактивтік қуаттың көздері, электр тораптардың және оларға қосылған электр қабылдағыштардың ең үнемділі бірлескен жұмыстарын қамтамасыз ету жағдайларымен белгіленеді. Кернеуді реттеудің бастапқы жағдайлары жергілікті жайдан, тораптың түрінен, электр қабылдағыштардың құрамынан тәуелді.

Кернеуді реттеудің мәселелері электр тораптарды жобалау және жұмыс істеу кезде әртүрлі шешіледі.

Электр тораптарды жобалау кезде реттеу құралдары, реттеу сатылары, сәйкесті құрылғылардың қойылатын жерлері, автоматты реттеудің жүйелері таңдалады.

Электр тораптардың жұмыс процесі кезіндегі кернеуді реттеудің мәселелері, бар құралдарды ең толық және үнемділі пайдаланумен байланысты. Электр тораптың күнделік жұмыс жағдайлары өзгеруіне байланысты (тораптық жүктемелері, құралдары, олардың параметрлері және қосылу сұлбалары өзгереді) кернеулердің ережесін жақсарту үшін сәйкесті шаралар өткізіледі. Оларға жататындар: жүктелген трансформаторлардың трансформация коэффициентін өзгерту, бар құралдарды қосымша автоматизациялау, кернеуді автоматты реттеуіштердің және қолданып тұрған автоматты реттеу жүйелердің тағайыншыларын өзгерту. Кейде торапты қайта құру қажет болады.

 

 

3.4 Торапта кернеуді өзгерту және реттеу әдістері

 

Қоректендіру орталықтың (ҚО) шиналарына қосылған таратқыш тораптың электр қабылдағыштарында, кернеудің рұқсат етілетін ауытқуын қамтамасыз ететін, кернеуді өзгертетін және реттейтін қандай әдістерді қолдануға мүмкіншілік болатынын қарайық. Бұл ауытқулардың шамалары көп жағдайдан тәуелді: ҚО-тың кернеу ережесінен, тораптық элементтеріндегі кернеу шығындарынан, торапта қосымша реттейтін құралдардың болуынан.

 

 

Берілген сұлба үшін ҚО – тың шиналарындағы V_ҚО кернеудің ауытқуын және электр қабылдағыштардағы (ЭҚ) рұқсат етілетін ауытқуын байланыстыратын өрнекті жазайық

_{ЭҚҚОҚО-ЭҚ}+                                                          (3.5)

мұнда  _ҚО  және  _ЭҚ- номиналды кернеуден ауытқудың кезектегі мәндері;

_ҚО-ЭҚ-ҚО және ЭҚ арасындағы тізбектеп қосылған тораптық

n элементтеріндегі (желілер, трансформаторлар) кернеу шығындарының

қосынды мәндері

 _ҚО-ЭҚ                                                        (3.6)

мұнда - ОҚ және ЭҚ бөлігінде m тізбектеп қосылған реттелмейтін

және реттелетін трансформаторлардың әртүрлі трансформация

коэффициенттерін таңдаумен табылатын кернеу қосымшаларының қосындысы

Р_К және Q_K – тораптың «К» бөлігіндегі, сәйкесті, активтік және

реактивтік қуаттары;

R_K және Х_К – тораптың «К» элементінің активтік және реактивтік кедергілері.

(3.5) өрнек максималды және минималды ережелерге дұрыс пайдаланылады

 

V ,                                  (3.7 а)

 

V .                                      (3.7 б)

 

(3.7 а) өрнектен (3.7 б) өрнекті алсақ қаралып жатқан жағдайларда ҚО шиналарындағы кернеулердің ауытқуларының болатын диапазоны үшін келесі өрнекті табамыз

 

d=V.             (3.8)

 

Келтірілген өрнектерді талдағанда ҚО-тың кернеу ауытқуларының алдын-ала берілген мәндерін қамтамасыз ету үшін келесі тәсілдерді пайдалануға мүмкіншілігі бар екені көрінеді:

а) кернеулердің ережесін өзгерту немесе ҚО – тың шиналарындағы кернеуді реттеу;

б) тораптың бөлек элементтерінде (желілерде, трансформаторларда) немесе тораптың бірнеше бөліктерінде бір уақытта кернеу шығындарының мәндерін өзгерту;

в) ҚО –ЭҚ тораптың бөлігінде қосылған реттелмейтін және реттелетін жүктемесі бар трансформаторлардың және автотрансформаторлардың трансформация коэффициентін өзгерту.

ҚО-та кернеуді реттеу әдетте ҚО-қа қосылған тораптың кернеу ережесін өзгертуге келтіреді. Сондықтан, бұл реттеу тәсілі, кернеуді орталықталған реттеу деп атайды. Барлық басқа тәсілдер, таратқыш тораптың шектелген бөлігінде кернеу ережесінің өзгеруіне келтіретін, кернеудің жергілікті реттеуі деп аталатын тәсілдерге жатады. Кернеудің жергілікті реттеуін топтық және жекелік реттеуге бөледі. Топтық реттеу тұтынушылардың тобына өткізіледі, ал жекелік – негізінде арнайы мақсаттарға пайдаланылады.

Тұтынушылардың жүктемелері тәулік ішінде ғана емес, жыл ішінде де өзгереді. Мысалы, жыл ішінде ең үлкен жүктеме күздік – қыстық максимум кезде болады, ең аз – жаз кезде. Бұл жағдайда кернеудің қарсылас реттеуі деп аталатын реттеу орын алады. Кернеудің өзгеруі тәулік жүктемеден ғана емес, онымен бірге жыл ішіндегі мерзімдік жүктеменің өзгеруіне тәуелді болады. Электр станцияның шиналарында ең үлкен жүктеме мерзімінде көтеріңкі кернеу ұсталады, ал ең аз жүктеме мерзімінде кернеу номиналды мәніне дейін төмендейді.

Ең үлкен жүктеме ережеде кернеуді үлкейту мәні, келесі өрнекпен анықталынады

U₂=1.05 U_HOM,

 

ал ең аз жүктеме режімі мезгілінде төмендегідей өрнекпен белгіленеді:

 

U₂=1.0 U_HOM.

 

3.5 Трансформаторлардың және автотрансформаторлардың трансформация коэффициенттерін өзгертіп кернеуді реттеу

 

Трансформаторларда және автотрансформаторларда негізгі тармақтармен бірге қосымша реттеуіш тармақтар бар. Бұл тармақтарды өзгертіп трансформация коэффициентін өзгертеді (10-20% шектерде).

Құрылысының орындалуы бойынша трансформаторлардың екі түрі бар: Қоздырусыз реттеуіш тармақтарын ауыстырып қосу, яғни трансформаторлар-ды тораптан ажыратумен (ҚАҚ-бар трансформаторлар); жүктелген трансформатордың реттеуіш тармақтарын ауыстырып қосу (жүктемені ажыратпай кернеуді реттейтін құрылғылары ЖАКРҚ-бар трансформаторлар). Реттеуіш тармақтар трансформаторлардың жоғары кернеу жағынан орындалады. Бұл жағдайда ауыстырып қосу жеңілденеді.

Қазіргі уақытта, кернеуі 35 кВ және одан жоғары трансформаторларда ЖАКРҚ құрылғылары бар. ҚАҚ-бар трансформаторларда реттеуіш тармағын ауыстырып қосу үшін оны тораптан ажырату керек. Мұндай ауыстырып қосулар сирек болады, тек мерзімді жүктемелердің өзгергенінде.

ҚАҚ-бар трансформаторлар негізгі және кейбір қосымша тармақтармен орындалады. Негізгі тармақтың кернеуі тораптың номиналды кернеуіне тең (6,10 кВ). Негізгі тармағы бар кезде трансформация коэффициенті номиналды деп аталады. Төрт қосымша тармақтарды пайдаланғанда трансформация коэффициенті номиналды дан +5; ±2,5; -2,5 және -5% айырмашылығы болады.

ЖАКРҚ-бар трансформаторлардың ҚАҚ-бар трансформаторлардан мынандай айырмашылықтары бар: оларда арнайы ауыстырып қосу құрылғысы бар, реттеуіш тармақтардың сатылар саны үлкейген және реттеу шегінің мәні кеңейтілген. Мысалы, ЖК орамасының негізгі тармағының кернеуі 115 кВ трансформатор үшін реттеу шектері ±16% тең, оның ±9 сатылары бар (әрбірі 1,78% тең).

3.2-суретте ЖАКРҚ-ы бар трансформатордың принціптік сұлбасы келтірілген. ЖК орама екі бөліктен құрылған: реттелмейтін «а» және реттелетін «б».

 

 

Реттелетін жақта 1-4 жылжымайтын түйіспелерге қосылған бірқатар тармақтар бар. 1-2 тармақтарды қосқан кезде трансформаторлардың трансформация коэффициенті үлкейеді. 3-4 тармақтар ораманың негізгі орамдарына кері қосылған бөлігіне жатады. Оларды қосқанда трансформация коэффициенті азайады, себебі олар негізгі ораманың орам бөлімдерінің әсерін теңелтеді. Трансформатордың ЖК орамының негізгі шықпасы «о» нүктеде болады. Негізгі орамының орамдарымен сәйкесті және кері әсер ететін орам сандары бірдей емес болуы мүмкін.

Орамның «б» реттелетін бөлігінде жылжымалы «в» және «г» түйіспелерден, К1 және К2 түйістіргіштерден және Р реактордан құрылған ауыстырып қосатын құрылғы бар. Реактордың орамасының ортасы реттелмейтін ораманың «а» бөлігімен қосылған. Ауыспалы ережеде ЖК ораманың жүктеме тоғы реактор ораманың бөліктерінде бірдей болып таралады. Сондықтан, магнит ағыны шамалы, ал реакторда кернеу шығындары кішкентай. ҚАҚ құрылғыны 2 тарамнан 1 тарамға ауыстырып қосу қажетті болды деп ұйғарсақ, К1 түйістіргішті ажыратады да «в» жылжымалы түйіспені 1 тармақтық түйіспесіне ауыстырады да қайтадан К1 түйістіргішті қосады. Сонымен, ораманың 1-2 секциясы Р реактордың орамасына тұйықталып қалады. Ораманың 1-2 секциясында кернеу бар болғандықтан пайда болатын теңдеу топты реактордың едәуір индуктивтігі шектейді. Содан кейін К2 түйістіргішті ажыратады, «2» жылжымалы түйіспені 1 тармақтық түйіспесіне ауыстырадыда К2 түйістіргішті қосады.

Реакторды және барлық жылжымайтын сонымен қатар жылжымалы түйіспелер, ауыстырып қосатын құрылғы трансформатордың сауытында орналасады. Түйістіргіштер май құйылған және трансформатордың сыртында бекітілген бөлек болат қамтамаға орнатады. Мұндай құрылыс түйіспелері тексеруді және майды алмастыруды жеңілдетеді.

Жүктемені ажыратпай кернеудің деңгейін реттейтін құрылғысы (ЖАКРҚ) жоқ трансформаторлары бар тораптарды қайта құру кезде желілік реттеуші трансформаторлар (ЖР) қолданады. Кернеуді реттеу үшін олар реттелмейтін трансформатормен тізбектеп қосылады (3.3 – сурет).

 

 

 

Кернеуі 220 кВ және одан жоғары автотрансформаторлар орта кернеулі ораманың желілік соңында орнатылған ҚАҚ - бар етіп шығарылады. Бұл жағдайда жүктеме бар кезде трансформация коэффициентін тек жоғары және орта кернеулі орамалар үшін өзгертуге болады. Егер де жүктеме бар кезде бір уақытта жоғары және төмен кернеулі орамалардың арасындағы трансформация коэффициентін өзгерту керек болса, онда төменгі кернеулі орамамен тізбектеп қосымша желілік реттеуішті қою керек. Орнатылған екі ҚАҚ-бар автотрансформаторларды жасағанға қарағанда мұндай шешім үнемділік ұғыныс бойынша лайықты.

 

3.6 Тораптың параметрлерін өзгерту арқылы кернеуді реттеу

 

Тұтынушылардағы кернеу торапта кернеу шығындардың мәніне тәуелді, ал олар тораптың параметрларына тәуелді. Қоректендіруші тораптарда, Х_о>V_о болғандықтан, кесіндіден шамалы тәуелді желінің реактивтік кедергісі кернеу шығындарын белгілейді. Сондықтан, реактивтік кедергіні өзгертіп кернеуді реттеуге болады. Тораптағы кернеу шығындары былай белгіленеді

.

Реактивтік кедергіні өзгерту үшін желіге конденсаторларды қосу керек. Бұл жағдайда желідегі кернеу шығындары келесі өрнекке тең

 

.                                          (3.8)

Желіге конденсаторларды тізбектеп қосу бойлық теңелту деп аталады. Бойлық теңелту қондырғысы (БТҚ) индуктивтік кедергіні теңестіруге мүмкіншілік береді және желідегі кернеудің шығындарын азайтады.

        

 

3.4 – суретте БТҚ бар желінің тоқтар және кернеулердің векторлық диаграммасы келтірілген. Конденсатордағы кернеудің түсу векторы U_K=j I X_K (СС₁ кесінді) желінің индуктивтік кедергісіндегі кернеудің түсу векторынан U_Ж=j I X (вс кесінді) фаза бойынша 180⁰ ығысқан. Бұған сәйкесті, желідегі кернеу шығыны  кесіндімен белгіленеді (конденсаторы жоқ желідегі аd орнына).

Сонымен желіге тізбектеп қосылған конденсаторлар индуктивтік кедергінің бөлігін теңелтеді, ал онымен бірге желідегі кернеу шығынының реактивтік құрастырушысын азайтады.

БТҚ үшін конденсаторлардың сыйымдылық кедергісінің, желінің индуктивтік кедергісіне қатынасы, пайызбен көрсетілген, теңелтудің дәрежесі деп аталады

.                                              (3.9)

 

Іс жүзінде желінің реактивтік кедергісінің бірен - саран теңелту қолданады (С>100%). Толық және артық теңелту (С>100%) таратқыш тораптарда қолданбайды, себебі торапта асқан кернеулер пайда болуы мүмкін.

БТҚ қолдану тораптардағы кернеу ережелерін жақсартады. БТҚ әбден қолайлы пайдалануы – асыра жүктелген радиалды желілерде кернеудің ауытқыларын азайту.

 

3.7 Реактивтік қуаттың ағындарын өзгертіп кернеуді реттеу

 

Реактивтік қуат станциялардың генераторларымен бірге басқа да реактивтік қуаттың көздерімен өндіріледі. Олар ретінде, конденсаторлық батареялар және синхронды компенсаторлар (қозғалтқыштар) пайдаланады.

Торапта қойылатын теңелту құрылғының (ТҚ) қуаты электр жүйесінің сәйкесті түйінде реактивтік қуаттың балансын есепке алып арнайы техника – үнемділі есептермен белгіленеді. ТҚ орнатқанда торапта және электр энергияның тұтынушыларында кернеудің режімі жақсарады.

3.5 а – суретте R және Х кедергілері бар желіден құралатын электр тораптық сұлбасы келтірілген. Желінің соңында жүктемеге параллельді jQ_K реактивтік қуатты өндіретін ҚБ конденсаторлық батарея қосылған. ҚБ – ны қосқанда желі арқылы Q – Q_Қ тең азайған реактивтік қуат беріледі, ал бұл жағдай кернеудің шығынын төмендетеді және тораптың режімін өзгертеді.

ҚБ қойылғанда желідегі кернеу шығыны былай белгіленеді

 

.                                   (3.11)

 

3.5 б, в – суреттерде, сәйкесті максималды және минималды жүктемелер кезіндегі кернеулердің және қуаттардың векторлық диаграммалары келтірілген.

Диаграммадан ҚБ болғанда, максималды жүктеме режімінде торапта кернеудің түсуінің мәні азайғаны көрініп тұр (ҚБ жоқ кезде ое және оа кесінділердің, ал ҚБ бар кезде ос және оа кесінділердің геометриялық айырымына тең). Сонымен, кейбір берілген желінің U₁ кернеуі кезінде ҚБ барда желінің соңындағы кернеулердің режімі жақсарады.

Жүктеме минималды болғанда, жүктеме қуатына сәйкесті кернеу түсуінің, авс үшбұрыштың мөлшері кенет азайады. Сол кезде ҚБ қуатына сәйкесті кернеу түсуінің, сdе үшбұрыштың мөлшері шамалы өзгереді. Бұл режімдерде желінің соңындағы U₂ кернеу желінің басындағы U₁ кернеуден асып кетуі мүмкін, ал бұл жағдай жарамауы және орынсыз болу мүмкін.

Бұдан шығатын қорытынды – желінің кернеуін реттеу мақсатында ҚБ қуатын автоматты өзгерту лайықты және мүмкінді болады.

Тораптық кернеу режімін өзгерту үшін, сол сияқты теңелту құрылғы ретінде синхронды компенсаторлар (қозғалтқыштар) қолданады. Асқын қоздыру ережеде СК реактивтік j Q_c  қуатты өндіреді, ал қоздыру жетпегенде j Q_c  қуатты тұтынады.

СК бұл қасиеті жүктеменің шиналарында кернеуді үлкейту және азайту үшін пайдалануға мүмкіндік береді.

Тораптағы кернеу режіміне СК әсер етуі 3.5 в, г- суретте көрсетілген. Максималды жүктеме кезде ТҚ қуаты ҚБ қуатына тең қылып алынған, яғни

j Q_c=j Q_K. Минималды жүктеме кезде СК реактивтік j Q_c қуатты тұтынады

(3.5 г-суретте).

 

 

 

 

Әдебиеттер тізімі

        

1. Блок В.М. Электрические сети  и системы. – М.: высшая школа, 1986.

2. Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов.–М .: Энергоатомиздат, 1989.

3. Электрические системы: Электрические сети / Под ред. В.А. Венникова. – М.: Высшая школа, 1977.

4. Электрические системы и сети в примерах и иллюстрациях: Учебное пособие для электро энерг. Спец. Под ред. В.А. Строева. – М.: Высшая школа, 1999.

5. Евдокунин Г.А. Электрические системы и сети: Учебное пособие для студентов электроэнергетических спец. Вузов. – СПб: Издательство Сизова М.П, 2001.

6. Хожин Г. Электрические станции и подстанции. (Учебник на государственном языке). Г.Алматы: Изд. «Ғылым», 2002. ил:

 

 

 

Мазмұны

Кіріспе......................................................................................................................3

1  Электр тораптар және олардың параметрлері

1.1 Электр энергетикалық жүйелер және электр тораптары туралы жалпы түсініктер

1.2 Электр тораптарды жіктеу

1.3 Электр тораптарына қойылатын талаптар

1.4 Электр тораптарды есептеудің мәселелері

1.5 Әуе электр жеткізу желісінің құрастырушылық элементтері

1.6 ӘЖ – нің сымдары және найзағайдан қорғайтын арқан сымдар

1.7 ӘЖ – дің тіректері

1.8 Оқшаулатқыштар және желілік арматура

1.9 Кабельдердің құрылысы туралы негізгі мәліметтер

1.10 Әуе және кабельді желілердің алмастыру сұлбалары және параметрлері

1.11 Трансорматорлардың және автотрансформаторлардың алмастыру сұлбалары және параметрлері

1.12 Желілердегі қуаттың және энергияның шығындары

1.13 Трансформаторлардағы энергияның және қуаттың шығындары

2 Ажыратылған және жай бекітілген электр тораптардың жұмыс ережелерін есептеу

2.1 Торап ережесін есептеудің мақсаты, негізгі жорамалары

2.2 Жүктемесі желінің соңындағы кернеудің шығындарын есептеу

2.3 Ажыратылған электр тораптарының режімін есептеу

2.4 Шеңберлік тораптардың режімдерін есептеу

2.5 Қоректендіру көздерінің кернеулері өзгешеленген кездегі екі жақтан қоректенетін желілердің режімдерін есептеу

2.6 Торапты түрлендіру әдісімен күрделі – тұйықталған тораптарда кернеулерді реттеу

3 Электр энергияның сапасы және электр тораптарда кернеулерді реттеу

3.1 Электр энергия сапасының, электр қабылдағыштарының және электр аппараттардың жұмыстарына әсерін тигізуі

3.2 Электр энергия сапасының көрсеткіштері

3.3 Электр тораптарында кернеуді реттеудің мәселелері

3.4 Торапта кернеуді реттеу және өзгерту әдістері

3.5 Трансформаторлардың және автотрансформаторлардың трансформация коэффициенттерін өзгертіп кернеуді реттеу

3.6 Тораптың параметрларын өзгерту арқылы кернеуді реттеу

3.7 Реактивтік қуаттардың ағындарын өзгертіп кернеуді реттеу

Әдебиеттер тізімі