Коммерциялық емес акционерлік қоғамы 

Алматы энергетика және байланыс институты 

Электр станциялары, тораптары мен жүйелері кафедрасы

 

 

ЭЛЕКТР СТАНЦИЯЛАРЫ ЖӘНЕ ҚОСАЛҚЫ СТАНЦИЯЛАР 

 

050718 – Электроэнергетика мамандығы бойынша оқитын барлық

оқу түрінің студенттеріне арналған дәрістер жинағы

 

Алматы 2008

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: Г.Х. Хожин, Р.М. Кузембаева, С.Е.Соколов.

Электр станциялары  және қосалқы станциялар. 050718 –             Электроэнергетика мамандығы бойынша оқитын барлық  оқу түрінің  студенттеріне  арналған дәрістер  жинағы.

          Алматы: АЭжБИ, 2008. -  __ б.

 

         Бұл дәрістер жинағы   электр станциялары  және қосалқы станциялардың электр бөлігінің маңызды  сұрақтары  бойынша,  сонымен қатар негізгі  және қосалқы  қондырғылар  жайында қысқаша  мағлұматтар  береді.

  

Мазмұны 

1. №1 дәріс. Электроқондырғылардағы бейтараптама   жұмыс  тәртібі

2. №2 дәріс. Резонансты – жерленген (қарымталанған) бейтараптамалы үшфазалық  торап

3. №3 дәріс. Синхронды генераторларды   қоздыру

4. №4 дәріс. Өрісті автоматты  құралымен  сөндіру  және  ҚАР

5. №5 дәріс. Автотрансформаторлардың  жұмыс  тәртібі

6. №6 дәріс. Электроқондырғылардағы қысқа  тұйықталулар

7. №7дәріс. Электроқондырғылардағы қысқа тұйықталулар (6 дәрістің жалғасы)

8. №8дәріс. Электростанциялардағы  және  қосалқы  станциялардағы  өлшеулер

9. №9 дәріс. Тарату қондырғылардың сұлбалары

10. №10 дәріс. Тарату  қондырғылардың  сұлбалары (9 дәрістің жалғасы)

11. №11дәріс. Электростанция және қосалқы станцияның өзіндік мұқтаждықтары

12. №12 дәріс. Электроқондырғылардағы жерлендіргіш  құрылғылар

13. №13 дәріс. Оперативтік  тоқ көздері

14. Әдебиеттер  тізімі

 

№1 дәріс. Электроқондырғылардағы  бейтараптама  жұмыс  тәртібі

 Дәрістің  мазмұны:

- электроқондырғылардың бейтараптама жерлендіру әдісі және  оқшауланбаған  бейтараптама тораптары  бойынша  жіктелуі.

 Дәрістің  мақсаты:

-  жерлендірілмеген  бейтараптамалы  электроқондырғылардың  жұмыс  тәртібінің  ерекшеліктерін меңгерту.

 1.1 Жалпы   мағлұматтар

 Бейтараптама –  бұл генераторлардың және трансформатордың  фазалық  орамының  жұлдызша  қосылған ортақ нүктесі. Бейтараптаманың жермен  қосылу  әдісі электр торабының  сенімділік  дәрежесін  анықтайды.  

ТМД  аймағында  тораптардың келесідей жіктелуі қабылданған: жерлендірілмеген (оқшауланбағанған) бейтараптамалы  тораптар; резонансты-жерлендірілген (қарымталанған) бейтараптамалы  тораптар; тиімді-жерлендірілген бейтараптамалы  тораптар; тікелей жерлендірілген бейтараптамалы  тораптар.

Бірінші және екінші  топтарға кернеуі 3-35 кВ  тораптар  жатады. Үшінші  топтарға бейтараптамасы жермен үзіліссіз немесе мәні  үлкен емес кедергімен байланысқан  кернеуі 110 кВ және  одан  жоғары  тораптар  жатады. Төртінші  топқа  кернеуі 220, 380 және 660 В  тораптар  жатады. Бірфазалы  жерге қысқа тұйықталуы тоқ  мәні 500 А  көп емес  тораптарды, аз тоқты жерге  қысқа тұйықталу торабы  деп  атайды (негізінен, бұл  резонансты-жерлендірілген және жерлендірілмеген бейтараптамалы тораптар). Тоқ  мәні 500 А –ден жоғары  болса, жоғары  тоқты  жерге  тұйықталу  тораптарына  ( бұл тиімді-жерлендірілген бейтараптамалы тораптар)  жатады.

1.2 Оқшауланбаған  бейтараптамалы   үш  фазалы  тораптар

 Оқшауланбаған  бейтараптамалы   жүйесінде бір фазалы жерге  қысқа  тұйықталу тоқтары негізінен жерге қатысты таратылған сым  сыйымдылығымен шартталған сыйымдылық құраушыларымен  анықталады, [кейбір жағдайларда жетілдірілмеген желі оқшауламасы  арқылы  жылыстау (утечки)  тоғы ескеріледі ].

Қалыпты жұмыс  тәртібінде  тораптың  жерге  қатысты  фазалық 

кернеуі  (UА, UВ, UС) симметриялы  және фазалық  кернеуге  сәйкес  болады,

ал фаза аралық  сыйымдылықты  шама және фазалық  сыйымдылық жерге  қатысты симметриялы және бірдей  болады. Сонда, фаза аралық сыйымдылықты ескермегенде фазалық сыйымдылықты (зарядты)  тоқтар  

IСОА, IСОВ, ICОС  жерге  қатысты симметриялы  және өзара  тең  болады. 

Мұндай  жағдайда үш  фаза  арасындағы  сыйымдылықты тоқтардың геометриялық қосындысы  нөльге тең, ал  бір фазадағы сыйымдылықты  тоқ  қалыпты тәртіпте  бірнеше  амперден  аспайды және  генераторлардың  жүктелуіне  әсер  етпейді.

Кез келген  бір фазаның жерге металдық  қысқа  тұйықталуы болғанда (мысалы, А фазасы) жүйеде кернеу және  тоқ  симметриясы  бүлінеді: бұзылған  фаза  деңгейі  нөлге дейін  төмендейді, ал бүлінбеген  фазалар  кернеуі есе  артады, яғни сызықты  кернеуге  теңеседі. Бір уақытта бейтараптамада  потенциалдар  айырымы жерге қатысты   болады  бүлінген фаза  кернеу  мәніне тең, бірақ 1.1. суретінде  көрсеткендей  теріс  таңбалы  болады.

        

                      

1.1 Сурет – Оқшауланбаған  бейтараптамалы  тораптағы бір фазаның  жерге  тұйықталуы

Кернеу  симметриясының бүлінуіне  байланысты жерге  жылыстау тоқтардың  симметриясы  бұзылады, яғни

                 

 

.

 

Жерге  тұйықталу  тоғы  тоқтар қосындысы  ретінде  анықталады,  ,

.

Алынған  өрнектен  келесіні аңғаруға болады, жерге тұйықталу  тоғы  нөлдік тізбектіліктің  үш еселенген тоғы  болып  табылады ;

                                                                                 .

Дәл  осы  нәтижені  векторлық диаграммадан   алуға болады.

Сыйымдылық  мәні С жерге  қатысты әуе желісіне  және кабель құрылысына

тәуелді болады және  жерге  қатысты  сым орналасуына  байланысты тербеледі (колебляться). Тәжірибелік  есептерге  орташаланған мәндерді қолдануға  болады: әуе  желісі  үшін мкФ/км; кабельдер  үшін  мкФ/км. Сонда жердегі  тоқтар  үшін  сәйкесті  өрнекті  аламыз ;

             (ауа  тораптары  үшін) және (кабель  тораптары  үшін)

 мұнда   - тораптың  желілік  кернеуі (кВ);

Іс жүзінде жерге өтпелі  кедергі арқылы  тұйықталу  жиі  болады, мысалы, бүлінген оқшаулама және ағаш   тірек  арқылы. Бұл  жағдайда бейтараптама  ығысуы аз болады және бүлінбеген фазада  кернеу артуы  және жерге  тұйықталу  тоғы  аз  болады.

Жерге  тұйықталу  үзілісті болуы  мүмкін, жерге қатысы  бар кез келген заттар үзілісті және жүйесіз тізбектің  ток  өткізгіш  бөліктерімен  түйісуге  жақын келеді. Мұндай  тұйықталуға  мысал  ретінде ағаш  бұтақтарының қатты боран  кезінде  және нашар  тазаланған  трасса  кезінде  желіге  жанасуын жатқызуға  болады .

Оқшауланбаған бейтараптама жүйесінде жерге  бір фазалы  тұйықталу жақынырақ  болып басқасымен  жалғасуы  мүмкін. Мұндай  тұйықталуда  жұмысшы  жиіліктің әрбір  жарты  период  уақытындағы  доға жүйелік түрде (систематический) тұтанады және жерге тұйықталумен  бірге  сөнеді (50 Гц жиілігінде— секундына 100 рет).

Осы  тұйықталудың қауіптілігі  жүйеде асқын кернеуде пайда  болады (33,5) -ге  дейін. Мұндай қысқа мерзімдік асқын кернеу жұмысшы  кернеуі 35 кВ-қа  дейін тораптарда  қалыпты  оқшауламаға  қауіп туғызбайды. Алайда  олардың ұзақ  уақыттық  әсер етуі оқшауламаларда жылулық  тесілу түрін  тұғызуы  мүмкін. Сыйымдылық тоғы 5-10 А артық болғанда жылылық  доғаның пайда болуы ықтимал. Осыған  байланысты,  ығысу  тоғының рұқсатты мәні ЭҚҚЕ (Электр қондырғыларын құру ережелері- ПУЭ) мен нормаланады және  келесі  мәндерден  аспауы  керек:

Торап кернеуі ,кВ……………………………………3-6     10     15-20     35  

     Жерге тұйықталудың сыйымдылықты тоғы, А….. .30      20        15       10

          Желілері темір бетонды және  металл  тіректі 3-20 кВ  тораптарда,  IC

мәні 10 А жоғары  болмайды. Генератор-трансформатор блокты сұлбада генератор  кернеуінде сыйымдылықты тоқ  5 А ден   аспауы керек.

Осындай  жағдайда, оқшауламаланған бейтараптамалы торапта фазаның

жерге  тұйықталуы қысқа   тұйықталу  болып  табылмайды, өйткені  тоқ  мәні жерге фаза  сыйымдылығымен  анықталады  және сыйымдылықты  тоқ  аз  болады. Сол  себепті желілік  кернеу  үшбұрышы бұрмаланбайды (не искажается), ендеше фаза аралық кернеуге қосылған тұтынушылар қалыпты   жұмыс  істей  береді.

Соның  салдарынан, жерге тұйықталу кезінде бүлінбеген  кернеу шамасы  есе артады, жерленбеген бейтараптамалы оқшаулама  тораптарында  фаза аралық  кернеу  есептелуі  керек. Бұл кернеуі 35 кВ

тораптағы  бейтараптама жұмыс  тәртібін қолдануды шектейді, мұнда электроқондырғылардың оқшаулама құны анықтаушы  болып  табылады, және оның кейбір  құнының артуы тұтынушылар сенімділігімен қарымталанады.

Алайда басқа фазалардың оқшауламасының  бүлінуі    және фаза аралық жерге  тұйықталу  ықтималдығы  неғұрлым жоғары болады және тұйықталу тоғы  жер   арқылы электрлік  байланысқан тораптар екінші жерде  қайталануы тіпті   басқа  жерде  болуы  мүмкін.  Сонымен  қатар 1.2  суретте  көрсетілгендей  қысқа  тұйықталу  бірнеше  бөліктер  болып  оларды  ажыратуы  мүмкін.  Сол  себепті жерлендірілмеген бейтараптамалы тораптарда арнайы оқшаулама бақылайтын  сигналды құрылғыларды  қарастырады, олар торапқа НТМИ типті кернеу өлшеуіш трансформаторы арқылы немесе 1.2 суретінде көрсетілгендей ЗНОМ типті бір фазалы бір топтық  трансформаторлары арқылы қосылады .

Өлшеуіш трансформаторларының  екіншілік  орамалары сұлба бойынша: (I) – жұлдызша, екіншісі (II) – ажыратылған  ұшбұрышша жалғанады. I орама барлық кернеу  фазаларын өлшей  алады,  II орама барлық  кернеу фазаның геометриялық қосындысын  бақылау  үшін  қолданылады.

  

 

 

1.2Сурет–Оқшауланбаған бейтараптамалы тораптағы

оқшауламаны бақылау  сұлбасы

 

Қалыпты  орамалар қысқышында II кернеу нөлге тең.  Тораптағы біріншілік кернеудегі бір  фазаның  металды  жерге  тұйықталуы орамалар

қысқышында II, екі бүлінбеген  фазалар кернеуінің геометриялық 

қосындысына  тең кернеу  пайда  болады. Кернеу  релесі орамға  қосылғанда II, сәйкесті  түзетуден  кейін біріншілік тораптың  оқшаулама  бүлінуіне  әсер  етеді  және  сигналдық  құрылғыны іске  қосады (қоңырау, табло).

Қызметкер (персонал) теңсіздік  кернеуін  вольтметрлермен  және    бақылай алады. ТҚЖЕ (Техникалық қажетке жарату ережелері -ПТЭ) сәйкес жерлендірілген фазалы  тораптың шекті  жұмыс   ұзақтығы   екі  сағаттан  аспауы   керек.  

№2 дәріс. Резонансты-жерлендірілген (қарымталанған) бейтарапта-малы  үш фазалы  тораптар

 

Дәрістің  мазмұны:

Қарымталанған  және терең жерлендірілген бейтараптамалы   торап  жұмысының   тәртіп  ерекшеліктері.

 

Дәрістің  мақсаты:

Қарымталанған  және терең жерлендірілген бейтараптамалы   электроқондырғылардың   жұмыс  тәртібінің  ерекшеліктерін  меңгерту.

 

2.1  Резонансты-жерленген (қарымталанған) бейтараптамалы  үш  фазалы  тораптар

 

3-35 кВ торапта жерге тұйықталу тоғын азайту  үшін норманы  қанағаттандыру үшін бейтараптаманы доға сөндіргіш реакторлар  арқылы жерлендіру  қолданылады.

Қалыпты жұмыс  тәртібінде  реактор  арқылы  өтетін  тоқ  нөлге  тең. Бір фазаның жерге  толық  тұйықталу кезінде доға сөндіргіш реактор фазалық кернеуде  болады  және  тұйықталу орны  арқылы 2.1  суретте  көрсетілгендей жерге сыйымдылықты  тоқпен  қатар  IС реактордың  индуктивті  тоғы IL,     ағады..  Индуктивті және сыйымдылықты тоқтар  бір-бірінен  фаза  бойынша  180˚ бұрышқа  айырылса, жерге  тұйықталу орнында олар  бірін-бірі  қарымталайды. Егер  IC = IL  (резонанс)  болса, жерге  тұйықталу  орнында  тоқ  ақпайды. Осыған  орай  бүліну  орнында доға және  оған  қатысты  қауіптің  барлығы  бірдей  болмайды.

 

 

 

 

2.1 Сурет- Қарымталанған                      бейтараптамалы  үш фазалы  торап

 

 

 

 

 

8

Шындығында  доғадағы  тоқ  ешқашан  нөлге тең  болмайды. Тұйықталу  орнында  орамадағы активті  шығынмен шартталған, жоғары  гармоникалы  жерге  жылынысатын  қалдық  тоқ ағады. Бұл  тоққа  орауышта бапталмаған (расстройки) тоғы қосылады,  қолданыс  кезінде торап  сыйымдылығы тұрақты  болып  қалмайды  өзінің  есептік  ұзындығынан  артуына немесе  кемігеніне  тәуелді болмауына  шартталып, торап толық  қарымталанбаған  немесе  асқын қарымталанған  болуы  мүмкін.

Егер  жерге  тұйықталу орнында тоқ белгілі  шамадан  артса, доғаның  сөнуі күрделенуі  мүмкін және  қарымталаушы құрылғы өзінің  міндетін  орындамайды. Сол  себепті барлық қарымталаушы құрылғылар индуктивті кедергіні  белгілі шамада  реттеуді  қамтамасыз етуі керек.

Доға сөндіргіш реакторлардың  қосынды  қуаты   торап  үшін келесі  өрнекпен   анықталады

Q = n IC Uф

 

мұнда   n – торап  дамуын   ескеретін коэффициент ; болжаулы түрде қабылдауға  болады  n= 1,25;

IC – жерге тұйықталудың   толық   тоғы, А;

UФ – тораптың  фазалық  кернеуі, кВ.

 

Q  есептік мәні   бойынша каталогта  талап  етілетін номиналды  қуатқа реакторлар таңдалады. Осы  кезде диапазон реакторлардың  реттеуші аймағы жеткілікті  болуы  керектігін  ескеру  керек.  

Неғұрлым  кеңінен  таралған РЗДСОМ  типті, қуаты 1520 кВА дейін кернеуі  35 кВ дейін реттеу  аймағы 1:2, реактордың  құрылғысы  2.2 а суретте  көрсетілген.  Реакторлар    маймен  салқындатылады.

РЗДПОМ  реакторларында неғұрлым тура, жұмсақ   және автоматты  түрде  қарымтаманы  бағыттауға  болады, индуктивтілігі өзекшедегі магнитті емес ойығы  өзгерісімен  өзгереді, бұл  2.2.б суретінде көрсетілген немесе

болат магнит өткізгіштің тұрақты  тоқ  көзінен  магниттелу  жолымен көрсетілген.

 а)  РЗДСОМ типі; б) РДЗПОМ типі

     2.2 Сурет – Доға сөндіргіш  реакторлардың  құрылғысы

Доға сөндіргіш реакторлар, қарымталаушы  тораппен  кемінде  үш  желіден  кем  емес байланысқан түйіндік қоректендіргіш қосалқы  станцияларда  орналастырылуы  керек. Генератор кернеуіндегі торапты  қарымталау  үшін реакторларды  генераторлардың жанында орналастырады.

Резонансты-жерлендірілген (қарымталанған) бейтараптамалы  торапта, жерлендірілмеген  бейтараптамалы тораптары  сияқты, жерге тұйықталған  фазамен уақытша  жұмыс  істеу рұқсат  етіледі, бірақ  ол 6 сағаттан  аспауы  керек.

Доға сөндіргіш  реакторлардың болуы әсіресе қысқа уақытта  жерге  тұйықталуда маңызды, өйткені  доға тұйықталу  орнында  сөнеді  де желі  ажыратылмайды. Бейтараптамалы доға сөндіргіш  реакторлар арқылы жерлендірілген тораптарда, жерге  бір фазасы  тұйықталғанда екі  бүлінбеген фазалардың  жерге қатысты  кернеуі есе  артады, яғни  фазааралық  кернеуге дейін  артады. Демек, өзінің негізгі  қасиетімен бұл   тораптар  жерлендірілмеген (қарымталанған ) бейтараптамалы   тораптарға  ұқсас .

Неғұрлым  қарапайым жағдай сияқты, бірінші  қарағанда, сөндіретін  құрылғыны тораптың сыйымдылық, резонансына дәл  емес етіп икемдеу (настройка), ол керісінше кейбір уақытта алдынала бұзу (расстройка)  болып  табылады.

Толық қарымталанбаған икемдеудің кемшілігі жерге тұйықталуда бейтараптама ығысуы  көп болады, соның  салдарынан  торапта  асқын  кернеу  болуы мүмкін, ол  торапқа жақындап  қалған доға  қауіптілігінен кем  емес қауіп  туғызады.

Асқын қарымталауды жөндеудің  дұрыс  жақтары  жерге  тұйықталу  болған  кезде  бейтараптама  ығысуы фазалық  кернеу  шамасынан аспайды. Сөндіргіш  орауышты икемдеудің бұл  түрі  қазір  негізгілердің  бірі  болып  ұсынылуда.

Неғұрлым  анығырақ  зерттеулер  көрсеткендей, дұрыс икемдеуді көбірек бейтараптама  ығысуы көзқарасымен  қарағанда екеуі де бірдей болып табылады, бейтараптама ығысуы толық  қарымталанбаса болаттың  қанығуына  әкеледі  және де  фазалық  кернеу шегімен  шектеледі. 

 2.2 Тиімді-жерлендірілген бейтараптамалы  үш фазалық  тораптары 

110 кВ және одан  жоғары  тораптарда бейтараптама жерлендіру әдісін таңдауда анықтаушы  фактор  оқшаулама  құны  болып  табылады. Мұнда бейтараптаманы тиімді жерлендіру  қолданылады, бұл   кезде  жерге бір фазалық  тұйықталуда бүлінбеген  фазалардағы  кернеу  деңгейі  жерге  қатысты  болжаулы  есеппен қалыпты  жұмыс  режіміндегі  0,8 фаза аралық  кернеуге  тең  болады. Бұл  осындай  жерлендіру  әдісінің негізгі  құндылығы.

Бір фазаның жерге  тұйықталу кезінде  жер арқылы қысқа тұйықталу  контуры  және    фаза ЭҚК бар аз  кедергілі  бейтараптама  көзі  пайда (сурет 2.3)  болады. Үлкен  тоқтар  ағатын  Қ.Т. тәртібі пайда  болады  және желі  релелік  қорғаныспен  ажыратылатын  болады. Алайда  кернеуі 110 кВ  және  одан  жоғары электр  торабында   бір фазалы  бүлінудің  маңызды  бөлігі өзі қалпына келетін торапқа  жатады.  Мұндай жағдайда  қайта  қосылу  автомат құрылғысы (АҚҚ- АПВ)  тиімді, ол  релелік  қорғаныстан  кейін іске  қосылып, тұтынушылардың  қорегін қалпына  келтіреді. Үлкен  мәнді Қ.Т. тоғын  жерге жіберу   және күрделі  инженерлік ғимараттан тұратын жерлендіру контуры  қымбатқа  түсетін  болады. Трансформатордың көп  мөлшерлі жерлендірілген бейтараптамасында және  де  автотрансформаторлы  тораптарда  бірфазалы   Қ.Т.  тоғы  үш фазалы  Қ.Т.  тоқ  мәнінен   аcып  түседі.

 

                                                    

                                                           

 

 

 

2.3 Сурет - Тиімді-жерлендірілген бейтараптамалы  үш фазалы  торап

Бір фазалы Қ.Т.  тоғын азайту  үшін     бейтараптамалардың бірнешеуін жермен қосудан бөледі (разземление) және транформатор  бейтарабына  қосылатын тоқ  шектегіш  кедергілерді  қолданады.

2.3 Тікелей жерлендірілген  бейтараптамалы  торап 

Мұндай  тораптар кернеуі   1 кВ-қа дейін кернеуде үш фазалы  және бір фазалы  жүктемені   біруақытта қоректендіру  үшін қолданылады  және 2.4. суретінде  көрсетілгендей фазалық  кернеуге қосылады.  Бір  фазалы  жүктеме  кезінде  нөлдік өткізгіштік  қолданады. Бұл  өткізгіштік нөлдеуді орындау үшін және оның қызметін атқару үшін  керек, яғни оған  аладын-ала электрқондырғылардың кернеусіз металл  бөліктерін  қосады. Корпуста  нолдеу  жоқ  болса (2.4  суретіндегі  екінші  қозғалтқыш) оқшауламаның   бүлінуі  корпуста  қауіпті  потенциял  туғызады.  

 

 

2.4 Сурет -Тікелей жерлендірілген

бейтараптамалы

үш фазалы  торап

 

Нөлдік өткізгіштіктің бүтіндігін  қадағалау  қажет, өйткені  оның   кездейсоқ   үзілуі фазалар  бойынша кернеудің қиғаштануын (жүктелген  фазаларда кемиді және жүктелмеген фазаларда артады)  туғызады.        

№3 дәріс.  Синхронды  генераторларды  қоздыру

Дәрістің  мазмұны:

- синхронды  генераторларды қоздыру  жүйесі . 

Дәрістің  мақсаты:

-  қазіргі заманғы синхронды генераторларды қоздыру жүйесін және олардың ерекшеліктерін меңгерту.        

          3.1 Жалпы  мәліметтер  

СГ ротор орамы арнайы  тұрақты тоқ  көздерінен, қоздырғыштардан қоректенеді. Көмекші және реттеуші құрылғылардың қоздырғыштар жиынтығы қоздыру жүйесі деп аталады. Қоздыру тоғын реттей отырып,

синхронды генератордың  кернеуін  және торапқа  берілетін реактивті  қуатты өзгертеді.

Қоздыру  жүйесі  жеткілікті түрде  жылдам әрекетті және  торапта  апат  болған  жағдайда төбелік (потолочные) қоздыруды қамтамассыз  етуі  керек. Қысқа  тұйықталуда, қоздыруды  еселеу (форсировка) қолданылады.

Қоздыру  жүйесінің маңызды  сипаттамасы: ротор орамында жеделдету кезінде ротор  орамында кернеудің арту  жылдамдығын  анықтау, 3.1 суретте  көрсетілген, қисық  бойынша көрсетілген жылдам әрекеттілік  болып  табылады. 

 

 

 

 

 

3.1 Сурет - Жеделдету  кезінде

 қоздыру  орамасында  кернеудің 

арту  процесі

 

 

 

  Қоздырудың  арту  жылдамдығы :  

.

Төбелік  кернеудің  номиналды   қоздыру кернеуіне  қатынасы жеделдету  еселігі(кратностьдеп  аталады

 

Uf,пот/Uf,ном = kф.

 

 ГОСТ сәйкес турбогенераторлар  жеделдету  еселігі  kф  2, қоздыру  артудың  жылдамдығы  2 1/с    кем емес  болуы  керек.

  Барлық   қоздыру  жүйелері  екі  топқа  бөлінеді: тәуелсіз  қоздыру және өздік  қозу (тәуелді  қоздыру).

 

3.2 Тәуелсіз қоздыру жүйесі

 

3.2.1 Тұрақты тоқ генераторы арқылы қоздыру жүйесі

 

СГ қоздырылуы электр  торап  тәтібінен тәуелсіз  және  неғұрлым  сенімді болып  табылады. Неғұрлым сенімді  және қарапайым  қоздырғыш  ретінде 3.2.  суретінде  көрсетілген СГ  білігімен қосылған тұрақты  тоқ  генераторы болып  есептеледі.

 

 

 

3.2 Сурет - Генератордың электромашиналық  тәуелсіз  қоздырылуының принциптік  сұлбасы

 

 

13

Қоздырғының өзінің қоздырылуы өздік қоздырылу сұлбасы  бойынша

(қоздыру орамы  LGE  қоздырғыштың өзінің якорынан  қоректенеді) іске  асырылады. Қоздырғыштың қозуын  реттеу қолмен  немесе орамында  орнатылған LGE шунтты реостатпен RR немесе  автоматты – қоздыру  реттегіші РАҚ (резервті  автоматты қосу (АРВ))  арқылы   іске  асырылады.

Мұндай қоздыру жүйесінің кемшіліктеріне: қоздыру  арту жылдамдығының  аздығы; тұрақты тоқ  генераторының  діріл әсерінен және  коллектор мен щетканың (коммутациялар шарттары) қиын  жұмыс  шартынан сенімділігінің төмендеуі болып  табылады. Қуаты 165 МВт-тан  жоғары турбогенераторларда қажетті қуатта  айналу  жиілігі 3000 айн/мин тұрақты  тоқ  генераторын,  коммутация  шарттары  бойынша  дайындау  күрделі  болып  табылады .  

 3.2.2 Жартылай  өткізгішті түзеткіштермен  қоздыру  жүйесі 

Аталған  кемшіліктерді жартылай  өткізгішті түзеткіштерді  біртіндеп  қолдану  арқылы бөліктеп  жоюға  болады. ТГ білігімен қосымша  жоғары  жиілікті  индукторлы типті генератор қосылған, 3.3. суретінде  көрсетілгендей оның  айналу  роторында  орамасы  жоқ болады. Жоғары жиілікті генератордың  кернеуі  түзетіліп ротор орамына  беріледі. Жоғарлатылған  жиілік, генератор габариттерін  азайтуға және  ҚЖ(қоздыру  жүйесінің)  жылдам әрекеттілігін арттыруға көмектеседі. Жоғары жиілікті қоздырғыш-генератор ҚГТ қозғалмайтын бөлігі статорында үш орамы болады. LGE1 тізбектей қосылуының арқасында ҚГТ роторда тоқтың жедел тез көбеюінің әсерінен қысқа тұйықталуда қоздырудың лезде артуын қамтамасыз етеді. LGE2 және LGE3 орамалары жоғары жиілікті қосалқы қоздырғыштан (подвозбудитель) GEA түзеткіштер арқылы қоректенеді.  Қосалқы қоздырғыш (тұрақты магнитті 400 Гц машинасы) ТГ білігімен  қосылған. АРҚ құрылғысы генератор  кернеуін  LGE2  орамында  тоқты  өзгертумен қалыпты  жұмыс  режімінде ұстап  тұруға  көмектеседі. ЖЖҚ (Жылдам жеделдету  құрылғысы- УБФ) генератордың  бастапқы қоздырылуын  және оның кернеуі 5%-ға

төмендегенде  жеделдетуін  қамтамассыз  етеді . Жоғары  жиілікті  ҚЖ    және қоздыру кернеуінің арту жылдамдығымен  kф = 2 2 1/ с  қамтамассыз  етеді.

14

 

 

 

 

 

 

 3.3 Сурет–Жоғары

 жиілікті қоздыру жүйесі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Одан да  жақсы сипаттамасына     тиристорлы қоздыру  жүйесі   ие  болады, ол сұлба 3.4.  суретте  көрсетілген.

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4 Сурет - Тиристорлық

қоздыру  жүйесі

 

 Көмекші  генератор GE статорында үш фазалы аралық шықпалар  орамасы  болады. Ораманың  әрбір  бөлігі  тиристорлардың екі  тобына  қосылады: жұмысшы  VS1 және жеделдетілген VS2. GE толық кернеуден қоректендіріп, VS2 жеделдету кезінде толық ашылып толық жеделдету тоғын   береді.  Жұмысшы  топ  бұл  кезде  жеделдету  тобының  неғұрлым  жоғары  кернеуімен тығындалады (запирается). Қоздырудың  тиристорлық  жүйесі

басқа  жүйелермен  салыстырғанда   неғұрлым  жоғары  жылдам әрекеттілікті

болады  және   kф > 2  көрсетеді.

Барлық  генераторлардың  ротор  білігінде  түйіспелік сақинасы болады , оған тоқ щетка арқылы беріледі, сол себепті сенімділік төменділігі шартталады.

15

3.3   Щеткасыз  қоздыру  жүйесі

 

Принципті  жүйесі  3.5 суретте  көрсетілген қоздырудың  мұндай жүйесінің  ерекшелігі, түйіспелі  сақинасының  жоқтығы  болып  табылады. Көмекші СГ GE  қайтымды машина  типі  бойынша  орындалған. Айнымалы  тоқ  орамы – айналу  бөлігінде  орналасқан, ал  қоздыру  орамы  қозғалмайды.

 

 

 

 

 

3.5 Сурет – Щеткасыз  қоздыру жүйесі

 

 

Айнымалы тоқтың  айналма орам  тоғы GE білікке  бекітілген өткізгіштер  арқылы айналма  түзеткіштерге  беріледі  және  ары  қарай  негізгі  генератордың қоздыру  айналма орамына  беріледі.

 

3.4 Өздігінен қозу жүйелері

 

Мұндай  қоздыру жүйелерінде  қоздырғыш жұмысы, айнымалы  тоқ  торабының  тәртібіне  тәуелді   болады.

3.6 суретінде көрсетілген электромашиналық өздігінен қозу жүйесінде қоздырғыш агрегат электростанцияның өзіндік мұқтаждық шинасынан және тұрақты тоқ генераторынан GE қоректенетін асинхронды қозғалтқыштан М тұрады. 3.7 суретінде  көрсетілген жартылай  өткізгіш  түзеткіштерден  тұратын өздігінен қозу жүйесінде, түрлендіргіштің  екі  топтары барбасқарылмайтын VD және  басқарылатын VS вентилдер, күштік компаундтау трансформаторы ТА және түзеткіш трансформаторлар ТЕ.

 

 

 

      

3.6 Сурет - Тәуелді  электромашиналық

өздігінен қозудың принциптік сұлбасы

3.7 Сурет - Жартылай өткізгіштік                      өздігінен қозудың принциптік сұлбасы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Басқарылмайтын  вентилдер VD, ТА трансформаторлардан қоректенеді, оның екіншілік  тоғы генератордың  статор тоғына     пропорцианал  болады, басқарылатын  вентилдер VS, ТЕ трансформаторларынан қоректенеді оның екіншілік кернеуі генератордың  статор кернеуіне  пропорцианал болады.

VD вентилдері, машинаны жүктелу  кезінде қоздыруды және ҚТ кезінде қоздыру  жеделдетуін  қамтамассыз  етеді.  

 

  №4 дәріс. Өрісті   автоматты құралымен сөндіру және  ҚАР

         

           Дәрістің  мазмұны:

- синхронды генератордың  өрісін  сөндіру  және  ҚАР.

        

          Дәрістің  мақсаты:

-  синхронды генераторлардың  өрісті  өшіру және ҚАР   жүйелерін және   

оның  ерекшеліктерін меңгерту.                                     

 

 4.1 Өрісті  өшіру автоматы  (ӨӨА)

 

Өрісті  өшіру   автоматы- бұл генератор қоздырылуының магнитті ағынының   нөлге жақын  шамаға  дейін  жылдам азаю  процессі.

СГ ішіндегі қысқа  тұйықталу,  электр  доғасы арқылы  өтеді  соның  салдарынан  статор орамының және активті  болаттың  бүлінуін  туғызады.

Генератордың өрісін жылдам  өшіру апат  көлемін шектеу үшін және  орама  сымын және статор  болатын  күюден  шектеу  үшін  қолданылады.

Егер ротор  орамын қоздырғыштан   ажыратса, үлкен  индуктивтілігі арқасында олардың қыспақтарында үлкен мөлшерде, оқшаулама тесілуін  туғызатын асқын  кернеулер пайда болуы  мүмкін. Қоздырғыштың ажыратылуымен  қатар ротор  орамының  магнитті өріс энергиясының жұтылуын  біруақытта  қамтамасыз ету  қажет.

Қазіргі таңда  өрісті өшірудің үш  әдісі  белгілі: ротор  орамын сөндіргіш  кедергіге  (активті)  тұйықтау;  ротор орамының  тізбегіне доға сөндіргішті торды қосу  және  қоздырғышты  қарсы  қосу    әдісі.

Бірінші жағдайда  процесс іске  асу  үшін ұзау  уақытқа созылады және  тесілу  мүмкіндігі  басым, сол себепті  неғұрлым  кең  таралған  әдіс  4.1 суретте  көрсетілгендей өрісті  доға сөндіргіш  тор  арқылы өшіру.

Генератордағы ҚТ кезінде KL қорғаныс  релесі қосылады  және ажыратқыштың ажырату  электромагнитіне YAT әсер  етіп генераторды  сыртқы  тораптан  өшіреді және  де  ӨӨА (АГП) ажырауына импульс  береді. ӨӨА   арақашықтығы  1,5-3 мм сым  дестілі тормен 4   жабдықталған .

 

 

  

 

4.1 Сурет -  Генератор  өрісін   доға сөндіргіш тор  автоматымен сөндірудің  электрлік  тізбегінің  сұлбасы

 

 

ӨӨА-ның  жұмысшы  2 және  доға сөндіргіш 1 түйіспелері  болады, олар  қалыпты  жұмыс тәртібінде тұйықталған болады. ӨӨА-ның    3  түйіспелері қоздырғыштың  қоздыру  тізбегіне  қосымша  кедергілерді Rд енгізеді.  Автомат  ажыратылған уақытта алдымен  жұмысшы  содан  соң  доға сөндіргіш  түйіспелері  ажыратылады.  Доға доға сөндіргіш  торға магнитті 

үрлеу  арқылы  созылады және  қысқа  қатарлы  доғаға  бөлінеді, ондағы  кернеудің түсуі, доғадағы  тоқ  кең  аймақта  өзгеруіне  қарамастан 25-30 В тең болып тұрақты  болып  тұрады. Сөну  уақыты 0,5-1 с, ал сөну  шарты  үйлесімдегіге жақын  болады.

Тиристорлы  қоздырғышта генераторларда  өріс  сөндіру  автоматы  ажыратылғанда   негізгі вентилдер  инверторлық  тәртіпке ауысады  ол 4.2  суретте  көрсетілген.

                                                

 

 

 

1 – ӨӨА; 2- резервті қоздыру кірісі; 3- негізгі  тиристорлық қоздырғыш; 4– көмекші  генератордың  тиристорлық қоздырғышы; 5 - өріс  сөнудің  түйіспе-лері;RГ- өріс  сөнудің кедергілері

4.2 Сурет - Генераторды тәуелсіз тиристорлы қоздырғанда өрістің сөнуі

 

Қосалқы  қоздырғыштың магнитті  өрісі негізгі  генератордың  өрісі  өшкеннен  соң,оның  қоздыру  орамасын  қоректендіретін түзеткіштердің, , инверттелуі  арқасында  сөнеді.

 

4.2 Қоздыруды  автоматты  реттеу  (ҚАР- АРВ)

 

ҚАР-дің  негізгі элементтерінің бірі  қоздыруды  жеделдету болып  табылады, оның принциптік  сұлбасы 4.3 суретте  көрсетілген.    

 

 

 

 

 

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.3 Сурет- Релелік жеделдету  сұлбасы

Кернеудің мәні  едәуір  төмендегенде минималды  кернеу  релесіKV түйіспелерін тұйықтайды және  еселеу  контакторын  КМ  іске  қосады, ол  қосылып, қоздырғыш   тізбегіндегі шунттаушы реостаттың   кедергісін RR тұйықтайды.

Қалыпты тәртіпте  жүктеме  өзгергенде кернеуді  автоматты   реттеу  үшін  кернеу  түзеткіші  бар компаундтау құрылғысы  қолданылады, сұлбасы 4.4 суретінде  келтірілген. «Компаундтау» термині машинаның  статор тоғына тәуелді  қоздыру  тоғын  автоматты реттеуді білдіреді. Тоқ  трансформаторларының  екіншілік  орамдары ТА аралық  трансформаторға  Т және  компаундтау  тоғын  LGE қоздыру  орамына берместен  бұрын  түзеткішке VD1 қосылған. Олармен біруақытта  статор  кернеуі  бойынша  реттеу  іске  асырылады. 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.4 Сурет – Сәйкестік (пропорционал-ды) әрекетті генератордың ҚАР сұлбасы

 

 

Реттеуші  импульсті  кернеу бойынша енгізу  үшін , трансформатор Т (магниттелетін  әмбебап трансформатор) 2 және 4 орамаларымен  жабдықталған. 2 орамадағы  тоқ  UГ -на пропорционалды  болады.  Таза  активті  жүктемеде 1 және  2 орамалар  МҚК(МДС)  өзара 90о-қа жылжытылған, генератордың  таза  реактивті  жүктемесінде  олар  фаза  бойынша  сәйкес  келеді. Соның  салдарынан , компаундтау  тоғы IГ және  UГ өзгерістер  шамасында , cosφ  төмен  болған  сайын немесе  генератордың  реактивті жүктемесі жоғары  болған  сайын,  жоғары  болады, - бұл фазалық компаундтау  деп  аталады, ол  кернеуді  неғұрлым  тура  шамасында ұстап  тұрады.

4 орамы  арқылы магниттелу  Т компаундтау  тоғын  ақырғы рет   UГ –на берілген  кернеу  бойынша  кернеу  түзеткіші  көмегімен   түзету жүргізіледі. Жалпы  жағдайда  кернеу  түзеткішінің  құрамына  өлшегіштік И1 және И2, элементтері кіреді, олар  кернеу  трансформаторының  тізбегіне TV ұстап тұратын автотрансформатор Т1 арқылы    қосылады.

 

4.3 Күшті  әрекетті  реттегіштер

Күшті әрекеттілікті  ҚАР құрылғысы реттеу параметрлерінің  өзгеру  жылдамдығына, және де  оның  үдеуіне әсер  етеді. Қоздыру кернеуінің

өзгеруінің жоғары  жылдамдылықтығы және қоздырғыштың төбелік  кернеуінің мәні генератордың  параллелді жұмысының  тұрақтылығын  едәуір  арттыруды  қамтамасыз  етеді .

4.5 суретінде  көрсетілгендей сұлбаның  өлшеуші жағына, кернеу  (БИН) және  жиілік (БИЧ) өлшеу  блогы кіреді. БИН блогы алдын ала қосылған  элементі  БКТ болады, онда өлшенетін  кернеудің  генератор тоғының реактивті  құраушыларына  тәуелді  автоматты түзетілуі  болады.  БКТ –дан кейін белгі өлшеуіш  элементтерге  келеді U (кернеу  ауытқу) және U (кернеу  туындысы), шықпасы көрсетілген  шамаларға пропорционалды  болады. БИЧ блогы шықпалары f және  f  пропорционалды өлшеуіш  элементтерден  тұрады.

 

 

 

 

 

 

4.5 Сурет– Күшті әрекетті ҚАР құрылымдық  сұлбасы

 

 Күшейткіш – қосқыш  екі  каскадты магнитті күшейткіштерден  тұрады. Олардың  шықпалық белгілері  жұмысшы және жеделдетілген  тиристорлар топтарына жылдам әрекетті қоздыру жүйесін (орындаушы  элемент)  басқаруға  бағытталады.

 

№5 дәріс. Автотрансформаторлардың   жұмыс  тәртібі

 

Дәрістің  мазмұны:

- автотрансформатордың   жұмыс  тәртібінің  ерекшеліктері .

Дәрістің  мақсаты:

- автотрансформатордың   жұмыс  тәртібін  меңгерту.

 5.1 Автотрансформатор    режімдерінің  ерекшеліктері

 

 

 


        

5.1 Сурет -  Әртүрлі  тәртіпте  автотрансформатор орамасында  тоқтың  таралуы

а,б – автотрансформаторлық  режімдер; в,г -  трансформаторлық   тәртіптер; д,е – құрама тәртіптер

 

Автотрансформаторлар үш орамды  болып  орындалады, тіпті  ЖК және ОК  -лері  электрлік  байланыста,  ал  ТК  орамы   - магнитті байланыста болады. Үш  орамы   және ЖК мен ОК  орамдары  арасында  гальваникалық байланысы  болса 5.1  суретінде  көрсетілгендей  әртүрлі  жұмыс  тәртібі болуы  мүмкін .

 Автотрансформаторлы тәртіптерде қуатты  Sном  ЖК  орамынан  ОК  орамына  немесе керісінше беру  мүмкін. Екі  режімде  де  жалпы  орамы бойынша тоқ  айырымы болады  IC -IB = kвыгIC, сол  себепті  тізбектей  және жалпы  орамдар типтік  қуат  бойынша  жүктеледі, ол  рұқсатты  болып  табылады.

        Трансформаторлық  тәртіпте қуаттың  ТК  орамынан   ОК немесе   ЖК  орамына  берілуі  мүмкін, ТК  орамын  Sтип.  артық жүктеуге  болмайды. ТК-ЖК немесеТК-ОК тәртіптерінің рұқсатты  шарттары келесі өрнекке  тең  болады  . Егер  Sтип   ТК-ден ОК  трансформациясы  болса , онда  жалпы  орам осындай  қуатпен  жүктелген болады және қуаттың  ЖК-ден ОК-ге қосымша берілуі мүмкіндігі  жоқ, алайда  тізбектелген  орама  жүктелмеген.

Трансформаторлық  тәртіпте Sтип қуаттың  ТК-ден ЖК орамына берілуі  болса, жалпы  және  тізбектелген  орама   толығымен   жүктелмеген  болады.

Сол себепті  ОК-ден  ЖК-ге  кейбір   қуатты  қосымша беру  мүмкіндігі   болады ; 

.

 

Құрама тәртіпте  қуатты    автотрансформаторлық  жолмен ЖКОК және трансформаторлық  жолмен ТКОК  бергенде тізбектелген  орамадағы  тоқ келесідей  болады;

 

мұнда PB,QB – ЖК -ден ТК-ге берілетін  қуаттар.

Тізбектелген  орама  жүктемесі;

 

.

 

 Осыдан  көрінетіні, тіпті  номиналды  қуатты  тасымалдағанда SВ = Sном  болса да тізбектелген  орама  асқын  жүктелмейді . Жалпы  орама  жүктемесі тең   болады

.

 

Тоқтардың  тізбектелген  мәні  және  түрлендіру  енгізіп келесі  өрнекті аламыз;

 мұнда PH, QHТК  орамасынан   ОК орамасына  берілетін активті  және реактивті  қуаттар .

Мұндай  жағдайда, құрама  режім ТК-ОК, ЖК-ОК  жалпы  ораманың  жүктелуімен  шектелінеді.

Құрама тәртіпте тоқтардың  таралуы қуаттың  ТК және ОК орамаларының  ЖК  орамаларына  берілуі  2 е  суретінде  көрсетілген.   Автотрансформаторлық тәртіптің жалпы  орамда  тоғы трансформаторлық тәртіптің тоғына қарсы болады, сол  себепті  ораманы  жүктеу  рұқсатты  мәннен төмен  болады және  шекті  мәнінде  нолге  тең  болуы  керек. Тізбектелген  орамада  тоқтар қосындысы  болады, соның  салдарынан  асқын 

кернеу болуы  мүмкін. Бұл тәртіп тізбектелген ораманың   жүктелуімен  шектеледі.

Басқа  да  құрама  тәртіптер болуы  мүмкін: ОК орамынан ТК және ЖК орамына қуат   берілуі  мүмкін  немесе төмендетілген  тәртіптегі  жұмыс  ЖК  орамынан   ОК  және  ТК    орамына  қуат  берілуі  керек.

         5.2  Трансформаторлардың  кернеуін  реттеу 

Трансформаторлардың   кернеуін  реттеу трансформация  коэффициентін  өзгерту  арқылы  іске асырылады, яғни  орам  санын өзгерту, сол  үшін де оның  арнайы  тармағы қарастырылған. Тармақтарды  ауыстыру  қоздырусыз (ҚАҚ- ПБВ) және кернеулі (ЖҮР- РПН) іске  асырылады. Тармақтарды  қоздырусыз ауыстыру  аз  қуатты  трансформаторларда  жүргізіледі.

Жүктеме үстінде  реттеу (ЖҮР)  тармақ  орамдарын  тізбекті  ажыратпай  ауыстыру  арқылы  іске  асырылады. Трансформатордың  қуаты мен кернеуіне  байланысты  реттеу  ±10% дан ±16% аралығында  жасалынады. Реттеу  сатысы  ЖК   жағынан басталады , өйткені  бұл  жақтық  орамдарындағы ток ТК  орамдырының тоғынан төмен  болады. 5.2 суретінде  келтірілген  резисторлы  сұлба  кеңінен қолданыс  тапты .

 

    

 

 

 

 

 

 

5.2 Сурет -  Резисторлы ЖҮР сұлбасы

 

Бастапқы  жағдайда  0, ТР  5 -ші тармаққа  жұмыс  жасайды және тоқ К1 түйіспесі  арқылы  өтеді. 4-ші   тармаққа  өткен  кезде алдымен  тоғы  жоқ 

таңдаушы  И2 ,4-ші  жағдайға  ауыстырылады, содан  К1  ажыратылады, бұл  кезде  жүктеме  тоғы  R1 және  арқылы  қысқауақыттық   өтеді. Содан  кейін  К3 тұйықталады, сол  сәтте жүктеме  тоғының  жартысы  R1 және К2  арқылы ал  жартысы –  R2 және К3   арқылы  өтеді, 5-4 реттеуші  орам  тармақтары  R1 және  R2 арқылы тұйықталып  қалады және олар  арқылы  циркуляциялық  тоқ  өтеді.  Ары қарай  К2 және  К4 тұйықталады, бұл  кезде   тоқ  реттеуші  орама 

бойынша  4-ші  тармаққа  барады, таңдаушы  И2, түйіспелер К4 шықпаға 0.

ЖҮР   басқару  қалқанынан қашықтықта, қолмен  немесе  автоматты  түрде  басқарылады.

Автотрансформаторларда тармақтарды бейтараптама  нүктеде  орындайды,  ол ауыстырғыш құрылғының  оқшауламасын  жеңілдетеді және оны аз  тоққа  есептеу  мүмкіндігін туғызады . Мұндай  реттеу  байланысқан   деп  аталады, яғни  тармақтарды  ауыстырғанда біруақытта ЖК және ОК тармақтарының  саны өзгереді.   Кернеуді  реттеуді  арнайы  реттеуші 

трансформаторлар көмегімен іске  асырауға  болады, ол қосымша Э.Қ.К. енгізетін әсіресе трансформатордың  негізгі орамын тізбекті трансформатордан, және осы Э.Қ.К. өзгертетін реттеуші  трансформатордан,  және желілік  реттеушілерден  тұрады. Ондағы  реттеу  ОК жағында  ЖҮР  құрылғысы  арқылы, ал  ТК жағынан  реттеуші автоматты  кернеу  реттегіші жабдықталған трансформатор орналастырылып  іске  асырылады.

 

5.3 Трансформаторлардың орамдарын қосу  сұлбалары

 

ТР орамдары келесі  қосылыстарда  болады: жұлдызша Y, жұлдызша бейтараптамасы  шығарылған  Y-0 және  үшбұрыш ∆. Біріншілік  және  екіншілік  орамалардағы  Э.Қ.К.  фаза  арасындағы (Е1 және Е2) ығысуды шартты  белгіде  қосылу  топтары ретінде  көрсету  қабылданған.

 Үш фазалы  трансформаторларда  орама  қосылудың  әртүрін қолданамыз, қосылудың  он екі  түрін  енгізуге  болады, орамалардың  жұлдызша-жұлдызша  қосылу сұлбаларында, кез-келген  жұп  топтарды  (2,4,6,10,0) алуға  болады  ал жұлдызша – үшбұрыш  сұлбасында немесе үшбұрыш – жұлдызша кез-келген  тақ топтарды (1,3,5,7,9,11) алуға  болады. Топтар,  орамалар  қосылу  сұлбасының белгілерінің  оң  жағынан  көрсетіледі.

5.4 Трансформаторлардың  жүктелу  қабілеттілігі

 

Трансформаторлардың  жүктелу  қабілеттілігі – бұл  рұқсатты жүктелу мен асқын жүктелу  жиынтықтары. Трансформатор асқын жүктелумен тәуліктің  сағатында  істей  алады, егер    тәуліктің  келесі  сағатында  оның  жүктемесі  номиналдыдан  төмен  болса.

Әртүрлі  режімдерді бағалау өлшемі (критериясы) трансформатор оқшауламасының  тозуы  болып  табылады. Жүктелмеген  кезде оқшаулама  тозуы  аз  болады, ал  асқын  жүктелу  уақытында  оқшаулама тозуы  жылдамдатылады.

Трансформатордың рұқсатты жүйелі (систематикалық) асқын  жүктелуі өзінің  номиналды  қуатынан  жоғары болуы, тәулік  ішінде  жүктеменің  бір қалыпты еместігінен болады.

Максималды рұқсатты  жүйелі  жүктелуі келесі  шарттарда  анықталады.

Ораманың  жоғары  температурасы +140оС, жоғары  қабаттағы  майдың  жоғары  температурасы +95о және  максималды  жүктеме кезінде  тозуы, трансформатордың  тұрақты номиналды  жүктемесіндегі жұмысы  сияқты  болса, ең  қатты  қызған  нүктенің  температурасы  +98оС артпауы керек.

Апатты  асқын  жүктелу параллельді  қосылған трансформатордың  қатардан  шыққан  кезінде  рұқсат  етіледі. Рұқсатты  апатты  асқын  жүктелу  орамалардың  шекті  рұқсатты  температураларымен     (140оС   кернеуі   110 кВ  жоғары  трансформаторлар  үшін  және 160оС қалған трансформаторлар  үшін) және  жоғары  қабаттағы  май  температурасымен (115оС)  анықталады.

Рұқсатты  апатты  асқын  жүктелу   мәні ГОСТ бойынша бастапқы  жүктеме   коэффициентіне К1 , апатты  асқын  жүктелу   пайда  болғаннан  салқындату  ортасының  температурасынан  θωохл және  жүктеме  ұзақтығына  тәуелді  анықталады .

№6 дәріс. Электр қондырғылардағы  қысқа  тұйықталулар

Дәрістің  мазмұны:

- үш фазалық  қысқа  тұйықталу. Процестің  сипаттамалары. 

Дәрістің  мақсаты:

-  үш фазалық  қысқа  тұйықталу  процесінің  сипаттамаларын  меңгерту.  

6.1 Жалпы  мағлұматтар

Қысқа  тұйықталу   (ҚТ)  деп фазалар арасындағы  тұйықталуларын, тікелей – және тиімді - жерлендірілген бейтараптамалар  тораптарында  фазаның  жерге  тұйықталуын және  де  электрлік машиналарда   орамдық  тұйықталуларын   айтады.

Қысқа  тұйықталудың  себептеріне  оқшауламаның  ескіріп  соның  салдарынан  тесілуінің  болуы, электрберіліс  желісіне түрлі заттардың құлауы, жерге  құлаумен  желілердің  үзілуі, оқшауламаның  механикалық   бүлінуі, электрберіліс  желісіне  найзағайдың соққысы және басқалары  жатады. Қ.т. кезінде түйіспелер  мен өткізгіштердің жоғары  деңгейде  қызуы болады, өткізгіштер  арасында электродинамикалық күштеу  туындайды және электр  торабында  кернеу  деңгейі  төмендейді.

Өзгеріссіз  кернеу  шинасынан  қоректенетін тізбекте және  шектеулі  қуаттағы  генераторының  жанындағы   қысқа  тұйықталу  қарастырылады.

Өзгеріссіз  кернеудегі  шина  деп шартты  түрде  қорек  көздерін, кез-келген  тоқ  өзгеруіндегі қысқыштағы  кернеуі өзгеріссіз қалатын  көздерді  (оны  шектеусіз  қуат жүйесі деп атайды) айтады. Мұндай  жағдайда  қоректендіру  көзінің  өзіндік  кедергісі барлық  тізбектің  кедергісімен  салыстырғанда  неғұрлым аз  болады. Генератор  шықпаларында  немесе одан  алыс емес  қашықтықта  қысқа  тұйықталу  болса,  барлық  тізбек кедергісі генератор   кернеуімен  шамалас  болады.  

 6.2 Үш фазалы  қысқа  тұйықталу  

Қалыпты жұмыс  тәртібінде және  ҚТ  кезінде қысқыштарда  6.1суретінде  көрсетілгендей  симметриялы және мәні  бойынша  өзгеріссіз  үш фазалық  кернеу  жүйесі  сақталады.

 

 

 

6.1 Сурет – Кернеуі өзгеріссіз  шина  жүйесінен  (шектеусіз  қуат  көзі)       қоректенетін  үш фазалы симметриялы   тізбек

 Қысқа  тұйықталу  кезінде  тоқ  пен  кернеу  арасындағы  кернеу  өзгерді, ал  тоқтар  артады. Қысқа  тұйықталу  торапты  екі бөлікке  бөледі: оң жағы, r1 және  х1 = ωL1 кедергілермен, және сол жағы, қорек  көзі  және ҚТ тізбегінде   rк  және xк= ωLк кедергілері  бар.

Тізбектің оң  бөлігі  ҚТ шунтталады және тізбектегі  тоқ индуктивтілікте L1 жиналған магнитті  өріс  энергиясы, активті кедергіде r1 бөленітін жылуға  өткенше ұсталынып тұрады . Бұл тоқ мәні  қалыпты  режім  тоқ  мәнінен артпайды   және нөлге  дейін  ақырын  сөніп, қондырғыға   қауіп  тудырмайды.

Тізбектің  сол  жақ  бөлігінде тәртіптің өзгеруі, индуктивтілігі  Lк   бар  кезінде қорек  көзі  бар  және келесі өрнекпен  сәйкес өтпелі  процесте  болады.

мұнда u және i – тоқ  пен  кернеудің сәйкесті  лездік  мәні.

Өрнектің  шешімі  келесіні  береді;

 

мұнда Um кернеу  көзінің  фазалық амплитудалық  мәні;

Zk – ҚТ тізбек бөлігіне қосылған кедергі;

         α-  t = 0 моментіндегі кернеу көзінің   фазалық  бұрышы;

 φк – сол  фазаның кернеу  көзіне  салыстырмалы ҚТ  тізбегіндегі тоқ  ығысу  бұрышы   ;

Та – ҚТ  тізбегіндегі келесі  өрнекке  тең  уақыт  тұрақтысы

 

.

Толық  ҚТ  тоғы  екі  құраушыдан  құралады.

Еріксіз  құраушысы  периодикалық  сипаттамада  болады  оның  жиілігі, кернеу  көзінің  жиілігіне  тең болады және ҚТ  тоғының  периодикалық  құраушысы  деп  аталады.

28

 

мұнда  In,mтоқтың  периодикалық  құраушысының  амплитудалық мәні.

          Ерікті құраушы апериодикалық өзгеру сипаттамасын құрайды     

.

 Әрбір  фазадағы ҚТ  тоғының  бастапқы мәні апериодикалық  құраушыларының  бастапқы  мәні t = 0  уақыт  моменті  үшін  анықталады.

 

.

 Егер ҚТ  моментінде  кернеу  нөлдік  мәннен өткен (а = 0) жағдайда , тоқтың  максималды  мәні iа,0  болады және  тізбектегі  тоқ ҚТ –ға дейін жоқ   болады, яғни. i(0) = 0. Бұл  кезде  6.2 суретінде  көрсетілгендей iа,0 = In,m    болады.

Толық  тоқтың максималды лездік  мәні ҚТ  процесі  басталғаннан  кейін 0,01 с    өткен  соң  пайда  болады,   соққы тоғы  деп  аталып  iу  болып  белгіленеді: 

 

         мұнда  kу  –  тұрақты  уақыттан  тәуелді, соққы  коэффициенті

 

 

 

        

6.2 Сурет -  Кернеу өзгермейтін шинадан қоректенетін  ҚТ  тізбегіндегі  тоқтың  апериодикалық  құраушысының максималды  мәнінің өзгеруі 

Өтпелі процесс апериодикалық құраушылар  өшкеннен  кейін  аяқталады және ары қарай ҚТ-дың  толық  тоғы оның  периодикалық құраушыларына  тең  болады.

Генератор  шықпасындағы  кернеу номиналдыдан 0,85-0,9 төмендесе, генератордың  қоздыруын  шекті  мәнге дейін  арттыруды  қамтамассыз  ететін қоздыру  жеделдетуі  іске  қосылады. Осындай  жағдайда, ҚАР ЭДС генератор ЭҚК-нің магнитті  қоздырылу  ағынын  Фf  өзгертеді ал сәйкесінше  ҚТ  тоғы  да  өзгереді. Барлық ҚАР  шамалы  кешігумен  қосылады. Бұл  әрекеттің  әсерінен ҚАР ,ҚТ пайда  болуынан  бірнеше уақыт  өткен  соң іске  қосыла  бастайды.

6.3 Үш фазалы  қысқа  тұйықталу  тоқтарын  есептеу  реті 

ҚТ  тоқтарының  есебін электрқондырғылардың параметрлерін, сонымен қатар релелік қорғаныс  және  автоматика тағайыншамасын (уставка)  таңдау  немесе  тексеру   үшін  жүргізеді  .

Есептеуде  келесі  ұйғарымдар  қабылданады: барлық  генераторлардың ЭҚК  фазалары ҚТ   процессі  уақытында өзгермейді;  магниттік  жүйелердің 

қанығуы  ескерілмейді; күштік трансформаторлардың магниттелу  тоқтарын 

есептемейді ; жерге қысқа тұйықталған  тізбек элементтерінің  сыйымдылық  өткізгіштерін  ескермейді. Үш фазалық  жүйе симметриялы  болып  есептеледі

және егер  x/r > 3 қатынасы орындалса активті  кедергіні  есептемейді.

Үш фазалы  ҚТ-да тоқтарды  есептеу  келесі  тәртіппен  орындалады:  есептік  сұлба   құрылады;  электрлік  алмасу  сұлбасы  құрылады;  алмасу  сұлбасын, әрбір  қоректендіру  көзі, ҚТ  нүктесімен нәтижелік  кедергісі з арқылы  қосуға болатынтай неғұрлым  қарапайым  түрге  келтіреді; нәтижелік

ЭҚК көзі және  нәтижелік  кедергі арқылы Ом заңы бойынша  Iп,0  тоғын  анықтайды, содан соққы  тоғын  және  қажет  болғанда берілген  уақыт моменті t  үшін, ҚТ периодикалық  және апериодикалық  құраушыларын  анықтайды.

6.4 Қондырғының  есептік  сұлбасы 

Есептік  сұлба  деп -   ҚТ   тоғына  әсер  ететін барлық  элементтері  және параметрлері көрсетілген  қысқартылған  бір сызықты  сұлбаны  айтады. Есептік  сұлбада торап  элементтерінің  параметрлерін  анықтау  үшін олардың параметрлері атаулы, көп  жағдайда  салыстырмалы бірліктерде немесе пайыздық  қатынаста  көрсетіледі.

Есептік  сұлбадағы әртүрлі  элементтердің кедергілері  қондырғы  параметрлеріне  сәйкес белгілі  формулалар бойынша  анықталады. Синхронды  машиналар  кедергісі   индуктивті кедергінің  көлденең    осі  бойынша асқын өтпелі  мәндерімен  анықталады .

Энергожүйенің  кедергісі берілген  энергожүйе  түйініне  орнатылған  немесе орнатуға  арналған ажыратқышты шекті  қолданудың шарты  бойынша  анықталады. Эквивалентті  генератордың    жүйе  параметрлерімен яғни  салыстырмалы  номиналды  кедергімен х*с(ном) және қуат  көздерінің  номиналды қуаттар  қосындысына  тең номиналды  қуатпен Sном. берілуі  мүмкін.

Трансформаторлар және  автотрансформаторлар кедергісі Қ.Т. - uк %, кернеу шамасы  бойынша  анықталады, ол шамалар  каталогтарда  және  басқада  анықтамалық  материялдарда  беріледі. Үшорамды трансформаторлар және  автотрансформаторлар және  тармақталған  орамды трансформаторлар  үшін  ҚТ  кернеуі, әрбір  қос  орама  үшін  беріледі.

Реакторлар   үшін  құжатында  номиналды  тоқты және Ом бірлігінде реактордың  кедергісін  көрсетеді. Кернеуі 6-500 кВ электрберіліс  желісі  үшін  0,4 – 0,3 Ом/ км  шамасы,  ал кабельдер  үшін – 0,08 -0,16 Ом/ км шамасы  қабылданады.

 

№7 дәріс. Электроқондырғылардағы  қысқа  тұйықталулар (6 дәрістің жалғасы)

 

Дәрістің  мазмұны:

- алмастыру  сұлбасының кедергісін  анықтау  және  сұлбаны  есептік  қалпына  келтіру. 

Дәрістің  мақсаты:

-  алмастыру  сұлбасын  түрлендіру  әдісін  және  әртүрлі  шарттарда  тоқтарды  анықтау.

7.1 Алмастыру  сұлбасы  және   түрлендіру  ерекшіліктері  

Алмастыру  сұлбасы деп  берілген  мәндері  бойынша  есептік  сұлбаға сәйкес  келетін, бірақ  барлық  магнитті  (трансформаторлық ) байланыстар  электрлік  байланысқа  алмастырылған  электр  сұлбасын   атайды.

Атаулы  бірлікте есептер жүргізгенде сұлбаның  барлық  кедергілері Ом түрінде көрсетілуі  керек  және  бір  базистік  кернеуге  келтірілуі (электрлік сатысының бір  орташа кернеуіне) керек. Егер есептеу салыстырмалы  бірлікте  орындалса, онда  алмастыру  сұлбасының  барлық  элементтерінің  кедергілерін  алдын-ала  бір базалық  шарттарға  келтіру  керек . Базалық  қуат  ретінде 100, 1000 немесе 10000 МВА мәндерін  қабылдайды. Базалық  кернеуге   - сәйкесті  орташа  кернеуді  қабылдайды.

Алмастыру  сұлбасындағы әрбір  кедергіге  белгіленген  номер  тағайындалады, ол  есеп  соңына  дейін  сақталады. Алмастыру  сұлбасы  құрылғаннан  соң  және  барлық  элементтердің  кедергісі анықталғаннан  кейін ол неғұрлым қарапайым  түрге келеді. Бұл  кезде  кедергілердің  параллелді  және  тізбектелген   қосылуы  ережесі және  ұшбұрышты  жұлдызшаға  айландыру   немесе  керісінше   қолданылады.

Алмастыру  сұлбасын  түрлендіру  процесінде, байланысты  тізбектер   деп  аталатын, бірнеше  тоқ  көздері  жалпы кедергіден  х4 өткенде,   оларды  ажырату  есебі жиі  туындайды. Әрбір  қорек  көздерінен ҚТ  нүктесіне  ағатын  тоқты  анықтау  үшін 7.1г суретінде  көрсетілгендей сұлбаны  сәулелік  түрге  түрлендіру  керек.

 


                                         7.1 Сурет -  Байланысты  тізбектерді  ажырату

 

Сұлбаның  нәтижелік  кедергісін  анықтайды

 

Хрез = хэк + х4

 

мұнда  хэк –  барлық  қорек  көздерінің сұлбадағы 1-ші  нүктеге  қатысты  эквиваленттік  кедергісі 

хэк = х1 // х2 // х3

Бұзылу орныныдағы тоқтың периодикалық құраушыларының салыстырмалы мәнін бірге тең  деп  алады  және таралу 

коэффициенттерін  табады , яғни әрбір  көздердің  ҚТ тоғында қатысты  үлесін  анықтайды.

Кирхгоф  заңының  негізінде келесі  өрнекті  жазуға  болады

I п*I + Iп*II + Iп*III = Iп = 1,  және  де   

және т.с.с

Осында  тармақ  бойынша  таралу  коэффициенті  келесідей  болады;

 

,         және  т.б.

Коэффициенттерді  есептеу  дұрыстығын келесі  шарттар  бойынша  тексеруге  болады;

 

 С1 + С2 + С3 = 1 және   ,       және  т.б.

 1 кВ төмен  қондырғылардың  алмастыру  сұлбасының параметрлерін атаулы  бірліктерде  қабылдау ыңғайлы және  олар  активті  кедергіні  ескеріп  есептеледі.

7.2-7.3 суретінде көрсетілген ҚТ  жағдайы  күрделі  алмастыру  сұлбасының  мысалдары бола  алады . Мұндай  сұлбаларды  түрлендіру       7.2 а, б суретінде  көрсетілгендей  біріктіру  арқылы, әлде 7.3 суретінде  көрсетілгендей үшбұрышты  жұлдызшаға   немесе  керісінше тізбектеп  айландыру арқылы  іске  асырылады. Сұлбаны  ары қарай түрлендіру қарапайым  ережелер  бойынша    орындалады.

 

7.2 - Сурет Симметриялы  күрделі  сұлбадағы  қысқа  тұйықталу

 

 

 7.3 Сурет -Күрделі сұлбаны үшбұрыш– жұлдызша әдісі бойынша

түрлендіру 

 7.2 Ажыратқыштарды  және  айырғыштарды   таңдау 

Ажыратқыштарды  номиналды  кернеу  арқылы ұзақ мерзімдік номиналды  тоқ  арқылы ажырату  қабілеттілігін таңдайды және  жылулық және динамикалық  тұрақтылыққа  тексереді. Электродинамикалық  тұрақтылыққа  тексеру  және мәндерін  анықтап, бұл  мәндерді  симметриялы тоқтың лездік(сквозного)  мәндердің  шамасымен және  шамасы    тең   ассимерриялы шекті  тоқ  мәнімен    шарттары  бойынша  салыстыру  қажет  .

Жылулық  тұрақтылыққа  тексеру  шарты;

,         

мұнда  — жылулық  тұрақтылықтың   номиналды  уақыт  ішіндегі  номиналды  тоғы. 

Осыған  қатар, ажырату  қабілеттілігі  бойынша тексеріледі, ол номиналды  симметриялық ажырату  тоғымен   (каталогтарда беріледі) және апериодикалық құраушылардың номиналды  салыстырмалы мәнімен сипатталады.

 Айырғыштар ұзақ мерзімдік номиналды  тоқпен және номиналды кернеумен  таңдалынады  және жылулық және динамикалық  тұрақтылыққа   каталогтық  және  есептік  мәліметтердің  мәндерін салыстыру  шартымен тексеріледі. Есептік  шамалары  ажыратқышпен  бірдей  болады. 

7.3  Күштік  кабельдерді  және  ТҚ –дың  шиналарын  таңдау 

Тоқ өткізгіш  бөліктер  қалыпты режімнің  неғұрлым  үлкен  тоғымен  және  жоспарлы  тазарту және күрделі жөндеу режімінің неғұрлым  жоғары  тоғы  бойынша Iжөн,max., және  апаттан  кейінгі  режімнің    номиналды тоғы  бойынша  Iа.к,max   таңдалады. Соңғы  екі  режімнен  неғұрлым  үлкен  тоғы  бар Imax   ауыр   режімін   таңдайды.

 Тоқ мәні  3000 А дейін  қатты  шиналарды таңдағанда бір – және  екі жолақты  шиналар қабылданады. Үлкен тоқтарда   қорапша  қималы  шиналар  қабылданады. Шиналау қимасын  таңдау тоқтың  экономикалық  тығыздығы  бойынша  іске  асырылады. Табылған  қима  егер  ол экономикалық мәннен 15%-дан көп  емес  айырмада болмаса неғұрлым  төмен  жақын стандартты  қимаға  дейін жинақталынады. Тоқтың экономикалық  тығыздығы  бойынша  таңдалған шиналар қызу  шарты  бойынша рұқсатты тоғына , қ.т. тоғына әсер  ететін  жылулық  тұрақтылыққа  және қ.т. кезіндегі  динамикалық  тұрақтылыққа  тексеріледі.

Тұрақты  тоқ  бойынша  тексеру       қатынасын  тексеру арқылы  іске асырылады мұнда   -  таңдалған қимадағы  шиналардың жалпғынан орналасқан түзетулерді  ескеріп және қоршаған орта  температурасын ескеріп, қабылданған  кестеден рұқсатты  тоғы алынады.

Шиналарды жылулық  төзімділікке тексеру  қатынасын орындаумен  іске  асырылады, мұнда  - Қ.Т.  тоғымен  қызғандағы  шина  температурасы   және  - қ.т.   шина  қызуының  рұқсатты  температурасы.

Электродинамикалық  тұрақтылыққа  тексеру  үшін  механикалық  есептер жүргізу  керек.  

Екі  жолақты  шиналар  қабылдаған  жағдайда фазалар  арасында  және  жолақтар  арасында  күштеу  пайда  болады. Жолақтар  арасындағы  күштеу  олардың  түйісуіне әкеліп соқтырмауы  керек. Өткелдегі жолақтар  арасындағы күштеуді  азайту үшін  төсемдер (прокладка) орнатылады.        Тіректік  оқшаулатқышты  таңдау номиналды кернеу Uқой Uном бойынша  және рұқсатты  жүктеме бойынша FесепFрұқ  іске  асырылады.  Бұл  кезде Fрұқ=0,6Fразр   тең  болады . Өткерме  оқшаулатқыштары кернеу  бойынша Uқой Uном, номиналды  тоқ  бойынша I maxIном және   рұқсатты жүктеме  Fесеп Fрұқ   бойынша   таңдалынады.

Тоқ өткізгіштер  және  жұмсақ шиналар  қимасы тоқтың  экономикалық  тығыздығы  бойынша,  рұқсатты  созылмалы  тоқ  бойынша  таңдалынады  және қ.т. тоғының   жылулық  әсері  бойынша  тексеріледі. Кернеуі 35 кВ және  одан  жоғары  жұмсақ шиналар  үшін тәж пайда болуына  тексеру  жүргізіледі.

Кабелдер қондырғының  құрылысы  және  кернеуі  бойынша; тоқтың  экономикалық  тығыздығы  бойынша; созылмалы  рұқсатты  тоқ  бойынша  таңдалынады. Қалыпты  режім бойынша  таңдалған  кабельдерді  жылулық  тұрақтылық шарты  бойынша минималды  қимасын  анықтап ,  жылулық  тұрақтылыққа  тексереді.

Жоғарлату  күштік  трансформаторларды   қуатты  турбогенераторлар шықпасымен  қосу  үшін  қазіргі  уақытта  жинақталған  экранды тоқ өткізгіштер (ЖЭТ) қолданылады. Ток өткізгіштер  генератордың номиналды  параметрлерімен таңдалынады, жабық  тоқ өткізгіштердің электродинамикалық  тұрақтылығы  электродинамикалық  тұрақтылықтың максималды тоғымен    сипатталады, оның  мәні  қ.т. соққы  тоғының  мәнінен жоғары  болуы  керек. 

№8 дәріс. Электростанциялардағы  және  қосалқы  станциялардағы өлшеу

Дәрістің  мазмұны:

- электростанцияларда  және  қосалқы  станцияларда өлшеу. 

Дәрістің  мақсаты:

         - өлшеуіш құралдарды  және  өлшеуіш  трансформаторларды таңдау  әдістемесін  меңгерту.  

8.1 Өлшеуіш  құралдар мен  өлшеуіш  трансформаторлардың  көлемін және  орналастыру  орнын   таңдау 

 Өлшеуіш  құралдардың  көлемімен  оларды  орналастыру  орны (ББҚ, ГБҚ, ОБҚ) обьектінің  сипаттамасына   және  басқару  амалына тәуелді әртүрлі  болады.

Ұсынылатын  өлшеуіш  құралдар  тізімі 8.1 кестесінде  көрсетілгендей  анықтамаларда, оқу  құралдарында  келтіріледі.

8.1 Кесте – Генератор  тізбегіндегі  өлшеуіш  құралдар  көлемі  мен  орналасу  орны

Турбогенераторлар

Статор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ротор

 

Әрбір  фазада  амперметр, вольтметр,    ваттметр,     варметр, активті  энергия  есептегіші, активті  және  реактивті  қуат   датчиктері.   Тіркегіш  құралдар:     ватт­метр,    амперметр    және    вольт­метр (60 МВт және одан  жоғары  генераторларда)

 

 

амперметр,         вольтметр. Вольтметр негізгі  және  резервті  қоздыру   тізбегінде. Тіркеуші    амперметр (60 МВт және одан  жоғары  генераторларда)

1. Көрсетілген  құралдар басқарудың  негізгі қалқанында  (ББҚ  немесе  ГБҚ) орналастырылады.

2. 12 МВт –қа  дейінгі генераторлар статорында  бір амперметр   орнатылады.

3. Турбинаның топтық  қалқанында ваттметр,

жиілік  өлшегіш  құралдар  орнатылады

статор  тізбегінде  (ББҚ  жоқ  болса) және  қоздыру  тізбегінде  вольтметр орнатылады.

4. ББҚ  болса  ОБҚ-на   ватт­метр және варметр   орнатылады.

5.ОБҚ-на   ваттметр және варметрді  қосатын  жиілік  өлшегіш  құралдар  орнатылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.1 -  ЖЭО  негізгі  тізбегіндегі  өлшеуіш  құралдар 

Егер  өлшеу  обьектісі  басқару  қалқанынан  алыста  орналасса (жүз және мың  метр),   өлшеуіш құралдардың  тоқ  трансформаторларына  дейінгі сым  кедергісі  салдарынан,   өлшеу  қателігі  рұқсат  етілмейтін  шамаға  дейін  ұлғайып  кетеді. Бұл  жағдайда  активті  және  реактивті  қуаттың   өлшеуіш  ток  түрлендіргіштері  қолданылады,  олар  шығысында  өлшенетін  параметрге  сызықты  тәуелді  тұрақты  тоқты  береді. ӨҚ   қолдану ТТ және КТ   жүктемесін, бақылау  кабельдердің  қимасын  азайтуға, және де ЭЕМ (ЭВМ) ақпаратты  енгізуге  көмектеседі , яғни   телеөлшеулер  және телебасқару  жүйесін   іске  асыруға  көмектеседі .

 

8.2 Өлшеуіштік  трансформаторларды  таңдау

 

Тоқ  трансформаторын  қондырғы  кернеуі  бойынша   ,тоғы  бойынша, және  де құралымы мен  дәлдік  классы  және  электродинамикалық  тұрақтылығы   бойынша:    таңдайды. Келтірілген  өрнектерде  белгіленген:   —   есеп  бойынша Қ.Т. соққы  тоқ; — каталог  бойынша  электродинамикалық  тұрақтылықтың  еселігі; —тоқ  транформаторының  номиналдық  біріншілік  тоғы; — электродинамикалық     тұрақтылық  тоғы.

Жылулық  тұрақтылық  бойынша  тексеру келесі  қатынастың  орындалуына  келтіреді

 


мұнда - есеп  бойынша жылулық  импульс;

  - каталог  бойынша жылулық  тұрақтылықтың  еселігі;

 - каталог  бойынша жылулық  тұрақтылықтың  уақыты;

- - каталог  бойынша жылулық  тұрақтылықтың   тоғы.

Дәлдік  класы  бойынша  тексеру  трансформатордың екіншілік  жүктемесінің рұқсатты  және  бекітілген мәнінің  сәйкестігімен  іске  асырылады 

 

 

мұнда - тоқ   трансформаторының   екіншілік  жүктемесі;

 - таңдалған   дәлдік класындағы тоқ   трансформаторының   номиналды  рұқсатты  жүктемесі.

- құралдар  кедергісінен, жалғау  сымдарының  және түйіспелердің  өтпелі  кедергісінен   тұратын екіншілік  жүктемедегі  тізбектің  кедергісі.

Құралдар  кедергісі  келесі  өрнекпен  анықталады

 

мұнда - құралдар   тұтынатын  қуат;

 

- құралдың  екіншілік  номиналды  тоғы.

Түйіспелер  кедергісі  екі-үш  құралдарда  0,05 Ом болып және  құрал  саны  көп  болса  0,1 Ом  болып  қабылданады.

Жалғағыш сымдар кедергісі    және   олардың ұзындығына тәуелді.     мәнін біле отырып , оның қимасын тауып алуға болады :


Қуаты 100 МВт  және  одан  жоғары  станциялардың  негізгі  және  қосымша  қондырғыларының   және екінші  тізбегінде  және  де жоғары  кернеуі  220 кВ және  одан  жоғары  қосалқы  станцияларда мыс  сымдары  (
ρ = 0,0175)  қолданылады. Басқа  жағдайларда  екіншілік  тізбектерде алюминий  сымдары (ρ = 0,0283)    қолданылады

Есептік  ұзындығы lрасч ол тоқ  трансформаторының жалғану  сұлбасынан   және тоқ  трансформаторынан   өлшеуіш  құралдарға  дейінгі  арақашықтығынан  (бір  жақ  ұшына) тәуелді  болады. Әртүрлі  қосылыс үшін  мөлшермен  келесі  мәндерді  алуға   болады:

Тұтынушы  желісінен  басқа 6-10 кВ  ГТҚ   тізбегі,             40 – 60 м;

Генератор   кернеуіндегі ЭС   тізбегі                                      20 – 40 м;

Тұтынушыларға  6—10   кВ   желісі                                        4 – 6 м;

ТҚ  тізбегі:

          35 кВ - 60 – 75 м;  110 кВ - 75 – 100 м;  220 кВ- 100 – 150 м; 

500кВ -         150 – 200 м.

Қосалқы  станция  үшін   көрсетілген  мәндер  15 — 20% -ға  төмендейді.

Жалғауыш  сымдар  ретінде  көпсымды  оқшауламасы  қағаз, резіңке, полихлорвинилді немесе полиэти­ленді,  қабықшасы қорғасын, резіңке полихлорвинилді немесе  арнайы  жылуға  төзімді бақылау  кабельдерін 

қолданады. Беріктік  шарты  бойынша  қимасы  алюминий сымы  үшін 4 мм2

кем  емес  және мыстың  қимасы  2,5 мм2 кем  емес  болуы  керек. 6 мм2 үлкен  сым  қимасы  қабылданбайды.

Кернеу   трансформаторы : қондырғы  кернеуі  бойынша ,

; құрылысы  бойынша және  ораманың  қосылу  сұлбасы  бойынша; дәлдік  классы  бойынша; екіншілік  жүктемесі   бойыша   таңдалады.

Номиналды  қуат  есебінде таңдалған  дәлдік  класында  бір фазалы  жұлдызша  қосылған  трансформатор  үшін, барлық  үш  фазаның  қосынды  қуатын алу  керек, ал  ашық  үшбұрыш  сұлбасы  бойынша  жалғанған трансформатор  үшін – бір  трансформатордың  екі еселенген  қуатын  алу  керек.   екіншілік  жүктемеге  барлық  өлшеуіш құралдарды  және кернеу   трансформаторына  қосылған   релелер    жатады.

Есептеуді  қысқарту  үшін  құралдар   жүктемесін  фаза  бойынша  бөліп  тастауға  болады:

 

Егер екіншілік жүктеме  таңдалған  дәлдік  класының  номиналды  қуатынан  артса, екінші  кернеу  трансформаторын орнатып құралдардың  жартысын  соған  қосамыз.

Кернеу трансформаторы  тізбегіндегі сымдар  қимасы  кернеудің  рұқсатты  шығыны  бойынша  анықталады. ЭҚЕ бойынша  кернеу  шығыны кернеу  трансформаторынан  есептік  санағыштарға  номиналды  жүктемеде 0,5%-дан  аспауы  керек, ал  қалқандық  өлшегіш  құралдарға  дейін —1,5% -дан аспауы  керек .

Есептеуді  қысқарту  үшін оқулық  жобалауда  сымдардың  қимасын механикалық  беріктігі  бойынша  1,5 мм2 мыс сымдар  үшін және  2,5 мм2 алюминий сымдары  үшін алады.

 

           №9 дәріс . Тарату  құрылғыларының  сұлбалары

 

Дәрістің  мазмұны:

- сұлбалардың жіктелуі және бір жүйелі жинақтау шинасы  бар сұлбалар.

 

Дәрістің  мақсаты:

-  ТҚ бір  жүйелі  жинақтау  шинасы  бар  сұлбасын  меңгерту.

 

9.1 Қондырғылар  құрамы  және  ТҚ  сұлбасының  жіктелуі

 

Бір  сызықты  сұлбалар  құрамына  ажыратқыштар, айырғыштар, өлшеуіш трансформаторлар, жинақтаушы шиналар, токшектегіш  реакторлар және асқын  кернеуден қорғаныс құрылғыларымен  қатар  барлық  қосылыстар  кіреді.

Барлық  қосылыстар  ұяшықтар  құрады, олар жинақтауышы  шиналарға  қосылу  орнын  анықтап,  қосалқы  станцияның  аумағында  орналасады . Жинақтаушы шиналары  қосылыстармен  сәйкесті  кернеудегі ТҚ-сын құрады.

Энергоқондырғының  кернеуіне тәуелді   қосылыстар  саны, электржабдықтаудағы сенімділікпен иілгіштікті қамтамасыз  ету  қажеттілігі үшін, күту  және  жөндеу  ыңғайлылығы  үшін ТҚ әртүрлі  сұлбаларын  қолданады:   бір  жүйелі  жинақтағыш  шинасы бар,  бір  жүйелі жұмысшы және  жинақтаушы  шинасының  айналма  жүйесі  бар, екі жүйелі 

жинақтаушы  жүйесі  бар , екі  жүйелі жұмысшы  және  бір  жүйелі  жинақтаушы  шинаның  айналма  жүйесі бар , сақиналы  сұлбалар және т.б.

ТҚ  сұлбалары келесідей жіктеледі: бір  қосылысқа  ажыратқыштар  санымен:  екі  қосылысқа  ажыратқыштар  санымен; қосылысқа  бір  ажыратқыш санымен;  бөлшекті (екі қосылысқа  үш  ажыратқыш,  төрт  қосылысқа  үш  ажыратқыш)   сұлбалар  және  т.б. 

9.2 Бір  жүйелі  жинақтаушы  шиналар  сұлбасы 

Неғұрлым  қарапайым сұлба 9.1 а   суретінде  көрсетілгендей  секцияланбаған  бір жүйелі жинақтаушы шиналар     сұлбасы  болып  табылады. Сұлба  қарапайым  және   көрнекі.  Әрбір  тізбекке осы  тізбекті  қалыпты  және  апатты  режімдерде  қосып  ажырататын бір  ажыратқыштан   келеді . Айырғыштармен  операциялар, тек қана  қосылыстарды  шығарғанда  жұмыс   қауіпсіздігін қамтамасыз  ету  үшін  қажет.

Жинақтаушы  шиналарды  және  кез-келген қосылыстағы шиналық  айырғыштарды  жөндеу  үшін  жинақтаушы  шинадан  толығымен  кернеуді  сөндіру  керек, яғни  қорек  көздерін  өшіру  керек. Жинақтаушы  шиналардағы  қысқа  тұйықталуда (К2 нүктесі) қорек  көздерін  өшіруді  туғызады  яғни  тұтынушылардың  электрмен жабдықталуы  тоқтатылады.

 

 

 

9.1 Сурет - Бір  жүйелі  жинақтаушы секцияланбаған (а) және  секцияланған(б)  шиналар  сұлбалары

 

Ажыратқышпен  секциялау бір  жүйелі  шиналар  сұлбасының  құндылығын  сақтайды, жинақтаушы шиналардағы   апат тек  бір ғана  тоқ  көздерін  және  тұтынушылардың  жартысын   сөндіреді. 

Бір  жүйелі  жинақтаушы шиналар  сұлбалары  кернеуі  6 – 10 кВ  қосалқы  станциясында және  стацияның  өзіндік  мұқтаждығында  кеңінен   

қолданылады, өзіндік  мұқтаждықта  бұл  сұлбалардың    құндылықтарын толық   пайдалануға  болады, әсіресе ол  КТҚ  қолдану  арқасында  іске  асырылады.

Электростанцияның  электроэнергияның  көп  бөлігі жақында  орналасқан  тұтынушыларға  беріледі. Ол үшін  генераторлық  кернеудің  9.2. суретінде  көрсетілгендей  сақиналы  қосылған бір  жүйелі  шиналар сұлбасының   қоладанылуы   мүмкін.

 

 

 

9.2 Сурет - Сақиналы қосылған бір жүйелі жинақтаушы шиналар  сұлбасы

 

Қалыпты жұмыста  барлық  секциялық   ажыратқыштар  қосылған және генераторлар  параллелді   жұмыс  істейді. Бір  секцияда  Қ.Т. болса осы  секцияның  генераторы  және екі  секциялық  ажыратқыштар  өшіріледі, алайда , басқа  генераторлардың  параллелді  жұмысы  бұзылмайды.

Бір  генератор  өшірілгенде  осы  секция  тұтынушылары  екі жақтан  қоректенеді, бұл  секцияда кернеу  айырмашылығының  мәні  аз  болады  және  тұйықталмаған   шиналар  жүйесі сұлбасына  қарағанда  секциялық  реакторларды  аз  тоққа  таңдауға  мүмкіндік    береді.

Генераторлары 63 МВт-қа  дейінгі  ЖЭО-на   егер оның тұтынушылары  резервтенген  желімен  қоректеніп, секцияға  қосылыс  саны   алты – сегізден   аспаса қарастырылған  сұлба  ұсынылады.

9.3  Екі  жүйелі  жинақтаушы  шиналар  сұлбалары 

Әрбір элемент екі  шина айырғышының жол айырғы арқылы қосылады,  

бұл  жұмысты  бір  шиналар  жүйесінде  сияқты, екінші  шиналар  жүйесінде  9.3  суретінде  көрсеткендей  іске  асыруға  мүмкіндік  береді. Шинаның  жұмысшы  жүйесі  QB ажыратқышымен  секцияланған. Екінші  шиналар  жүйесі А2  резервті болып  табылады, қалыпты  жағдайда ол  кернеусіз  болады. Қос  шина  жүйесіде  шинақосқыш  ажыратқыштармен QA1 және QA2  қосылуы   мүмкін, олар  қалыпты  жағдайда   өшірілген  болады.

Бұл  сұлбаның  екінші   жұмыс  режімі болуы  мүмкін, мұнда  қос шина  жүйесіде кернеуде болады және  барлық  қосылыстар  олардың  арасында  біркелкі  таралады. Мұндай  режім тізбектегі  қосылыстардың  бекітілген  жұмысы  деп  аталады. 

 9.3  Сурет – Екі  жүйелі  жинақтаушы  шиналар  сұлбасы

 

Екі  жүйелі  шиналар  сұлбасы, барлық  қосылыстарды  жұмыс  қалпында  сақтап, бір  жүйелі шиналарда жөндеу жұмысын жасауға  мүмкіндік  береді.

Қарастырылған  сұлба  икемді және  жеткілікті  түрде  сенімді  болып  табылады. Кемшілігіайырғыштардың, оқшаулатқыштардың, тоқ өткізгіштік  материялдардың  және ажыратқыштардың  көптігі, ТҚ  неғұрлым  күрделі  құралымы. Тағыда кемшілігі  айырғыштарды  оперативті  аппарат  ретінде 

қолдану,   ол жүктеме  тоқтарын  қате  өшіруге   соқтыруы  мүмкін. 

9.4 ТҚ  жеңілдетілген  сұлбалары

Ажыратқыштар  саны  аз  немесе  мүлдем  жоқ  жеңілдетілген  сұлбалар

қосалқы  стацияларда  кеңінен  қолданыс  тапты.  Бұл алдымен  электрқондырғылар  элементтері басқа  блоктармен  көлденең  байланыссыз тізбектей  қосылған  блокты  сұлбалар.

Қосалқы  станцияда жоғарғы  кернеу  жағынан  трансформаторжелі  блогында  ажыратқыштар сияқты   айырғыштарды  QR және  қысқа тұйықтағыштарды QN  9.4 а,б   суретінде  көрсетілгендей  қолдануға  болады. Сұлбаның  негізгі  құндылығы   үнемділігі  болып  табылады, бұл 

құндылықтары осы  сұлбаны, транзитті   желіге  терең  дәнекерленіп  қосылатын   бір трансформа­торлы  қосалқы  станцияда   қолдануға мүмкіндік  береді.

 

 

а) ажыратқышты  трансформатор -желі  блогы; б)   айырғышты  трансформатор -желі  блогы; в) айырғыштармен  және  автоматы  емес  жалғамасы  бар   екі блокг) ажыратқышты  көпір

 

9.4 СуретТҚ-дың ЖК жағынан   жеңілдетілген сұлбасы

 

 Кернеуі 35 – 220 кВ екі трансформаторлы  қосалқы  станцияда трансформаторжелі 9.4 в  суретінде  көрсетілгендей екі  блокты  сұлба қолданылады, олар неғұрлым  икемді болуы   үшін,  QS3, QS4 екі айырғыштан тұратын  автоматты емес  жалғамамен  қосылады . ЖК  жағында  9.4.г   суретінде  келтірілгендей   көпір  сұлбасын  қолдану  мүмкіндігі  бар.

 

№10 дәріс.Тарату құрылғыларының  сұлбалары (9 дәрістің жалғасы)

 

Дәрістің  мазмұны:

тарату  құрылғыларының  сұлбалары.

Дәрістің  мақсаты:

-  ТҚ   сақиналы  сұлбаларын,  жинақтама  шинасының  айналма  жүйелі       

сұлбасын және бөліктік сұлбаларды меңгерту 

10.1 Сақиналы   сұлбалар

Сақиналы  сұлбаларда (көпбұрышты  сұлбаларда) ажыратқыштар  өзара, сақиналы  болып  қосылады. Әрбір  элементжелі, трансфор­маторекі  көршілес  ажыратқыштың  арасында 10.1. суретте  көрсетілгендей  жалғанады.

Сақиналы  сұлбаларда ажыратқыштар  жұмысы  сенімділігі  басқаларымен  салыстырғанда  жоғары  болады, өйткені  кез-келген ажыратқышты  қалыпты  жұмыс  сұлбасында  байқау мүмкіндігі  бар. Ажыратқышты  оны  сөндіру  арқылы тексеру, қосылған  элементтер  жұмысын  бұзбайды  және  сұлбада  ешқандай  қайта  қосуды   талап  етпейді.

Сақиналы  сұлбалардың  қарапайымдылығы  үшбұрышты  сұлбасы болып  табылады.

Төртбұрыш  сұлбасы (квадрат) үнемді (төрт  қосылысқа  төрт  ажыратқыш), кез-келген  ажыратқыштың тексеру  және  тазалауды оның  элементтерінің  бұзылуынсыз  іске  асыра  алады.

Барлық  сақиналы  сұлбалар  құндылығы   айырғыштарды тек  қана жөндеу  жұмыстарына  ғана  қолдануы  болып табылады. Мұндай  сұлбаларда  айырғыштар  арқылы  істелінетін  операциялар  саны көп  емес.

Жоғарыда  талданған  сұлбалардың  барлығының  ерекшеліктеріне  ие, алтыбұрыш  сұлбасы  кеңінен  қолданыс  тапты.

 

  

 

 

 а) үшбұрыш; б) төртбұрыш; в) алтыбұрыш

 

10.1 Сурет – Сақиналы  сұлбалар

 

 10.2 Бір  жүйелі  жұмысшы  және  айналма  шина  жүйелері  бар  сұлбалар

 

Қалыпты  тәртіпте шиналардың  айналма  жүйесі АО кернеусіз  болады, 10.2 суретінде көрсетілгендей желімен  трансформаторларды шиналардың 

айналма  жүйесіне  қосатын  айырғышы  QSO, ажыратылған. Сұлбада  айналма  ажыратқыш  қарастырылады QO, ол  кез келген  секцияға екі  айырғыштың  жол айырығы көмегімен  іске  асырылады. Секциялар  бұл  жағдайда бір-біріне  параллелді  орналасқан. QO   ажыратқышын желідегі электржабдықтаудың бұзылуынсыз кез-келген  ажыратқыш  алмастыра  алады,  алайда  олар көптеген қосылулармен  байланысты.

Айналма  және секциялық ажыратқыштардың қызметтері  үнемдеу  мақсатында аралас  болуы  мүмкін.

 

 

 

а) трансформаторлар  тізбегінде  бөлгіштермен, секциялық  және  айналма ажыратқыштармен   араласқан; б) желілік  ажыратқышты  айналмалымен  ауыстыру  режімі; в) айналмалы  және  секциялық   ажыратқыштармен

 

10.2 Сурет –Бір  жүйелі  жұмысшы  және жинақтаушы  шинаның      айналма жүйесі  бар сұлбасы

 

Қосалқы  станцияның  ЖК (110 кВ) қосылу  саны  (желілер және трансформаторлар)  алтыға  дейін сонымен  қатар  желілердің  параллелді  жұмысы рұқсатты  және  ары  қарай  дамыту болашағы  жоқ  болған  жағдайда 10.2  а  суретіндегі сұлба  ұсынылады. Егер  келешекте ТҚ-ның  кеңейтілуі  қарастырылатын  болса, онда  трансформаторлар  тізбегінде  ажыратқыштар  орнатылады. Трансформаторлы  ажыратқыштар  сұлбалары қосалқы  стацияның  110 және 220 кВ  кернеудегі ЖК және ОК жағында  қолданыла  алады.

Қосылу  саны  жоғары  болса (7–15) 10.2 в суретінде  көрсетілген  жеке  айналмалы QO және секциялық  QB ажыратқышты  сұлбалар  ұсынылады.

Электростанцияларда 10.2 в  суреті  бойынша бір  секцияланған бірақ  әрбір секцияға  жеке  айналма ажыратқшы  бар  шиналар  жүйесі,  сұлбасы  қолданылуы  мүмкін.

 

10.3 Екі жүйелі жұмысшы және жинақтаушы шиналарының айналма  жүйесі  бар сұлбасы

 

10.3 суретінде  келтірілген  сұлба, кез-келген ажыратқышқа және шина  жүйесіне  қосылыстар  жұмысының  үзіліссіз  жағдайда  тексеру  мүмкіндігін  береді, және  де  бұл  қосылыстарды туынды қалпында  топтауға  мүмкіндік  береді.

Ереже бойынша, екі шиналар жүйесіде сәйкесті бекітілген  таралуындағы  барлық  қосылыстары  жұмыс  режімінде  болады:  W1, W3, W5 желілері және Т1 трансформаторы  А1 бірінші  шиналар  жүйесіне  қосылған, W2, W4, W6   желілері  және  Т2  трансформаторы А2  екінші  шиналар  жүйесіне  қосылған, шина  қосқыш  ажыратқыш QA қосылған. Қосылыстардың  мұндай  таралуы  сұлба  сенімділігін  арттырады, өйткені  ҚТ-да    шиналарда  шина  қосқыш  ажыратқыш   QA  және  тек қана   қосылыстардың  жартысы  ғана ажыратылады. 110-220 кВ  ТҚ-на қосалқы  станцияның  ЖК және  ОК жағында  қосылу  саны 7—15 болғанда , және  де   электростанциясында  - қосылу  саны  12 –ге дейін  болса   қарастырылған  сұлба    ұсынылады.

 

47

 

а)  негізгі  сұлба; б), в) сұлбалар  нұсқалары 

10.3 Сурет -  Екі  жүйелі  жұмысшы  және  жинақтаушы  шинаның  айналма  жүйесі  бар  сұлбасы 

10.4 Қосылыста  екі  ажыратқышы  бар  сұлбалар 

Тізбекте  екі  ажыратқышы  бар  сұлбалар екі  жинақтаушы  шиналар  жүйесінің  түрлерін ұсынады. Олар 10.4  суретінде  келтірілген .  Сенімділік  пен  жөндеуге  қабілеттілікті  арттыру  үшін сұлбада  әрбір  айырғышпен  қатар   тізбекті  түрде  ажыратқыштар  жол айырығы  қарастырады .

Мұндай  сұлбаның  құндылықтарына  кез-келген  шиналар  жүйесіне  жөндеу  жұмысын  жеңіл әрі  ыңғайлы  жүргізілуін  және  айырғыш

операциясынсыз  тоқ бар  кезде ажыратқышты  жөндеуге  шығару мүмкіншілігін жатқызуға болады. Шинаның  бұзылуы мұнда  қосылыстардың  ажыратылуына  алып  келмейді.  

      

 

 

 

10.4 Сурет – Тізбекте екі ажыратқышы  бар  сұлба

 

 

 Сұлбаның  негізгі  кемшілігі  құнының  жоғары  болуы.

 

10.5 Екі  қосылыстағы үш  ажыратқышы  бар  және  басқа  сұлбалар

 

10.5 а суретінде  келтірілген екі  қосылыстағы  үш  ажыратқышы  бар  сұлбалар, кез-келген  ажыратқышты немесе шиналар  жүйесін  қосылыстар  жұмысын  бұзбай  тексеруге және  бұл  элементтерді  жөндеуге  шығарғанда минималды  операция санын  қолдануға мүмкіндік  береді. Бұл  кезде айырғыштар  тек  көрнекі ажырату  үшін  ғана  қолданылады. Екі  қосылыстағы  үш  ажыратқышы  бар  сұлба  жинақтаушы шиналар  сұлбаларымен сенімді  болады  көпбұрыш  сұлбасымен иілгішті болады. Бұл  сұлбаның  кемшіліктеріне   қосылыстағы  релелік  қорғаныс  күрделілігін ажыратқыш  және қалған  қондырғыларды  екі еселенген  номиналды  тоққа таңдауды  жатқызуға  болады  .  

4/3  сұлбасы, 10.5 б суретінде  көрсетілгендей екі  қосылыстағы  үш  ажыратқышы  бар  сұлбаға  ұқсас  , бірақ  неғұрлым үнемді, өйткені  , екі

жүйелі  жинақтаушы  шиналы  жүйеге  қарағанда  тізбекте 1/2 ажыратқыш, ал  тек  қана 1/3 көп.                 

        а)         б)

 

 

 

 

 

 

10.5 Сурет - Сұлбалар: а — жартылай; б—4/3

№11 дәріс. Электрстанцияның  және  қосалқы  станцияның өзіндік  мұқтаждықтары

 

Дәрістің  мазмұны:

- өзіндік  мұқтаждық  тұтынушылары, электр жетектер  түрлері, типтері және электрқамтамассыздандыру  жүйесі.

 

Дәрістің  мақсаты:

-  өзіндік  мұқтаждық  тұтынушыларының   және    олардың электрқамтамасыздандыру  жүйе  жұмысының    ерекшеліктерін  меңгерту.

 

11.1 Тұтынушылар   және   өзіндік мұқтаждардың жұмысшы  машиналары

 

ЖЭС-да өзіндік мұқтаждарға (ө.м.) жататындар: отын тасымалдау механизмдері; отын дайындау; тартым үрлегіш  механизмдері; турбин­алық бөлімше механизмдері; химсутазалау; генераторларды майлау және  салқындату  жүйелері  механизмдері; газ және  май  шаруашылығы механизмдері; трансформаторларды үрлеу желдеткіштері; май  қыздыру  жүйесі  және бірқатар  басқалары. Электрэнергияның  кейбір  бөлігі  жылытуға,  қыздыруға  және  жарықтандыруға   шығындалады.

Электростанцияның  ө.м. жүйесінің  тұтынушылары 1-санатқа (категорияға) жатады. Әсіресе    қоректену  үзілісі персоналдың өміріне   қауіп 

туғызатын  немесе  негізгі  күштік  қондырғының  істен  шығуына  әкеліп  соқтыратын электрқондырғылардың    тобы  ерекшеленеді. Бұл  тұтынушылар  тобына үштен  кем  емес  тәуелсіз – жұмысшы    және  екі резервті  қорек  көзі  қажет.

Ерекше  жауапты  тұтынушылар  үшін  дизель  немесе  газдық  трубина 

және синхронды генераторлар, ав­тономды агрегаттар, қосымша генераторлар,   

статикалық  түзеткішті  аккумуля­торлық батареялары  сияқты тәуелсіз 

энергия  көздерін  қарастырады

Электростанцияның ө.м. жүйесінде кеңінен қолданыс тапқан қалақты сорғылар және желдеткіштер. Қалақты машиналар қозғалтқыштан энергияны ығысатын  сұйықтықты (газды) қалақшалы жұмысшы дөңгелек арқылы береді және   эксплуатациялық сапасы екпін  , біліктегі қуат  және толық ПӘК  тасымалдану (өнімділіктен) Q тәуелділігінен анықталатын ортағатартқыш және осьтік болып бөлінеді.

ЖЭС-да ө.м. жүйесінде шаңкөмірлі отында жұмыс істейтін, отынды дайындап тасымалдайтын жұмысшы айналу жиілігінен тәуелсіз механикалық  сипаттамасы бар машина (үгіткіш, диірмендер, қоректендіргіштер, крандар, конвейерлер, транспортерлер, шнектер  және т.б.) топтары бар.  

Орта тартқыш типті машинаның өнімділігін реттеу үшін дроссельді реттеуді қолданады,  яғни сырғымамен,  айналу жилігімен, қалақшалы бұрып әкету (отвод) (бағыттауыш аппараттың) арқылы,  құрама реттеу түрлері. Ортатартқыш типті машинаны дроссельді реттеу үнемді емес. Алайда қарапайымдылығына байланысты кеңінен қолданыс тапты.

Осьтік  типті  машина  үшін  реттеуді айналу  жилігін  өзгерту  жұмысшы дөңгелектің  қалақшаларын  өзгерту және қалақшалы бұрып  әкету   (бағыттауыш аппараттың) арқылы  іске  асырады.  Жүру  айналма  қалақша  құрылғысы  бар  осьтік  машиналар, неғұрлым  күрделі  құрастырылған  және  салыстырмалы  түрде  қымбат.

Айналу  жиілігін  реттеу немесе  айналу  жилігін өзгертуге  қабілетті электрқозғалтқыштар  арқылы немесе гидромуфта, электромагнитті   сырғыту муфтасы  және т. б.   көмегімен  іске  асырылады. Гидромуфтаны    айналу  жилігі  жоғары  және өнімділігін   азырақ  реттейтін, жоғары  қуатты  жұмысшы  машиналарға    қолданған  мақсатты  тиімдірек  болады, өйткені  гидромуфта құны  жоғары, ал  олардың ПӘК-ті  жұмысшы  машинаның  айналу  жилігімен   қатар  төмендейді  .

Құраманы реттеу  үшін  айналу  жиілігін сатылы реттеуге болатын  қос жылдамдылықты  асинхронды қозғалтқышты   пайдаланады, ал жоспарлы  реттеуді салыстырмалы  үлкен  емес  шамада ысырмалар (задвижкалар ) немесе бағыттаушы  аппарат  арқылы  іске  асырады. 

11.2 Жұмысшы  машиналардың  электржетегі және

электроқозғалтқыштардың өздігінен қосылуы 

Қысқа  тұйықталған  роторлы  асинхронды  қозғалтқыштар (АҚ) неғұрлым  кеңінен  қолданыс  тапты. Бір  және қосжылдамдылықты АҚ  қолданылады. Негізгі  кемшілігі айналу  жылдамдылығын  икемді реттеу  мүмкіндігі  жоқ, алайда  көптеген  жағдайларда бұл талап орындалмайды. Синхронды электрқозғалтқыштарда (СҚ) аралық құрылғыларды қолданусыз

айналу жилігін реттеу  мүмкіндігі жоқ, бірақ  олардың П.Ә.К., реактивті  қуатты  өндіру  қабілеті неғұрлым  жоғары  болады,   жоғары  қуатқа  дайындалады және  қуатты  аз  жүрісті шарлы диірменді (шаровые мельницаны)  қоректендіру  үшін  қолданылады.

Ө.м. жүйесінде Қ.Т. болса және қозғалтқыштар қорегін жұмысшы  трансформатордан резервке автоматты  түрде  ауыстырғанда кернеу  деңгейінің  өте  төмендеуі қысқа  уақытта жоғалуы  мүмкін. Бұл  кезде  қозғалтқыштар  моменті, механизмдердің кедергі  моментінен  аз  болады соған  байланысты  қозғалтқыштардың  тежелуі  болып, кей  кезде  толық  тоқтауы  мүмкін. Қоректендірудің   қалыпты  шарты  қалыптасқан  кезде айналу  жилігінің  қалыптасу  процесі басталады. Бөліктеп  тежелген   немесе толық  тоқтап  қалған  электрқозғалтқыштардың,   жұмысшы  немесе  резервті  қорегі қалыптасқаннан кейін, олардың айналу  жилігінің, алдынғы  жұмысшы  айналу  жилігіне  дейін , қолданыс  персоналының  араласуынсыз  арту  процессі­  өздігінен қосылу  деп  аталады . Өздігінен қосылу процесін  келесі  өрнек  арқылы  жазуға  болады

.

Осылайша  өздігінен қосылу (яғни  > 0)  тең  болады егер  өздігінен қосылу  процесі келесі  шартта  болса  оң 

                                              

                                             .

 

 Өздігінен қосылу  сәттілігі қозалтқыш  моменті мен механизмнің қатынасын  және  қозғалтқыш  қысқышындағы  кернеу  деңгейін  дұрыс  таңдауға  тәуелді  болады.

 

11.4 ЖЭО және КЭС  өзіндік  мұқтаждық  қондырғыларын   электржабдықтау

 

Ө.м. электрмен жабдықтау  сұлбасында  12.1. суретінде  көрсетілгендей   үзіліссіз  қоректі  қамтамасыз  ететін ре­зервтеу  болады, ол резервтік қоректің  автоматты  қосылу (АРҚ)  жолымен  іске асырылады.

 

 

 

 

12.1 Сурет - ЖЭО ө.м.    генератор кернеуіндегі  шинадан  қоректенуінің  принциптік сұлбасы (айқын  емес  көрсетілген  резервтеу)

 

 

 

Қоректі  резевтеу айқын  көрсетілген  болуы  мүмкін.  Мұндай  жағдайда     өзіндік  мұқтаждық үшін бір   резервтік  трансформатор  ӨМРТ   қарастырылады

 

 

 

 

 

 

 

Сурет 12.2 - 6 кВ-тық КЭС ө.м.қоректендірудің   сұлба  нұсқалары

 

Блок типіндегі КЭС-ның ө.м. жұмысшы  және  резервті   трансформаторларын  қоректендіру   12.2.   суретке  сәйкес   екі  түрлі  әдіспен   іске  асырылуы  мүмкін. 

Ө.м. жұмысшы трансформаторларды   ауыстыру үшін бір  немесе  бірнеше торапқа  қосылмаған  ре­зервті трансформаторлар  қарастырылады.

Ө.м. жұмысшы блок трансформаторлардың    қуатын  таңдау ө.м. секциясындағы шынайы  жүктеме  есебіне  (ө.м. блогының  шиналарына  қосылған  жалпы станциялық) негізделеді.

Төменгі  кернеуі  6кв ө.м. жұмысшы трансформаторлардың     тұтынатын  қуаты  

мұнда  — 6кВ электрқозғалтқыштармен барлық  орнатылған  механизмдердің резервті  және  қалыпты  жұмыс  істейтіндерді  қосқандағы  есептік  қуаттар  қосындысы;

 — 6/0,4 кВ барлық  қосылған  трансформатор  қуатының, резервті  және  қалыпты  жұмыс  істейтіндерін  қосқандағы қосындысы  .

 

11.5 Атомдық  станциялардың, су электрстанцияларының  және  қосалқы  станциялардың  ө.м.  жүйе  құрылымының  ерекшеліктері

 

 АЭС-да ө.м.  тұтынушыларын электрмен жабдықтау сенімділігін үш  топқа  бөлуге  болады: I - қорек  үзілісіне  жіберуге  болмайтын   ерекше  жауапты  тұтынушылар; II - 1-3 мин  уақытқа   үзіліс жасай  алатын ерекше  жауапты  тұтынушылар; III -  электрмен жабдықтау сенімділігіне жоғары  талаптар  қоя  алмайтын  тұтынушылар.

СЭС-да неғұрлым  жауапты   жұмысшы машиналары: гидро­турбиналарды майлау және реттеу жүйесіндегі сорғылар, техникалық  сужабдықтау сорғылары, сорғылар және желдеткіштер жүйелері, генераторларды және трансформа­торларды салқындату  желдеткіштері және  сорғылары және  басқа  өнімділікті  реттеуді  қажет  етпейтін  машиналар. Жетек  үшін оларға  қ.т. роторлы   380/220 В торапқа  қосылатын асинхронды электрқозғалтқыштарды  қолданады. Тәуелсіз  энергия  көздері  ретінде аккумуляторлық  батареяларды  қарастырады.

Жергілікті  жүктеме және жалпыға  арналған қабылдағыштарды  электрмен жабдықтау  үшін  екіншілік  кернеуі  6—10кВ екі  транформатор қолданылады, олардың  қуатын  жүктемеге  жеткілікті  етіп  таңдайды.

Қосалқы  станцияның ө.м. жүйесінің  неғұрлым  жауапты электрэнергия  қабылдағыштары, телемеханика және байланыс  басқару  жүйесі болып  табылады. Олардың  электрмен жабдықталуы айнымалы  тоқ торабынан тұрлауландырғыштар (стабилизаторлар)  және түзеткіштер  арқылы немесе тәуелсіз  энергия  көзі аккумуляторлық батареялар  арқылы іске  асуы  мүмкін.

№12 дәріс. Электроқондырғылардағы  жерлендіргіш  құрылғылар

 

Дәрістің  мазмұны:

- жерлендіргіш  құрылғылар және  олардың  ерекшеліктері.

 

Дәрістің  мақсаты:

-  жерлендіргіш  құрылғылардың  ерекшеліктерін және  оларды

есептеуді меңгерту

 

12.1 Жерлендіргіш  құрылғылардың  бағытталуы және  жердегі  тоқ  ағыны

 

Бағытталуы  бойынша келесідей болып бөлінеді: найзағайдан  қорғайтын жерлендіргіш - ғимараттарды, электрқондырғыларды найзағайдың  тура  соққыснан (найзағай тартқыш) қорғайды және тіректерді, разрядниктерді және басқаларын  жерлендіру үшін қолданылады; жұмысшы  жерлендіру  - электрқондырғылардың  қалыпты  жұмысын қамтамассыз  ету  үшін (110 кВ және  одан  жоғары тораптарда күштік  трансформаторлардың  бейтараптамасын жерлендіру); қорғаушы жерлендіру -электрқондырғылардың  қызмет етуін қауіпсіздендіру  үшін   қолданылады.

Егер 110 кВ жағынан трансформатордың  өтпелі  оқшауламасы  бұзылған  жағдайда ( тиімді -жерлендірілген  бейтараптамалы  торап) жерге трансформатордың қаптамасы (кожухы) арқылы бір фазалы Қ.Т. болса, жерлендіргіш  өткізгіштік және  тік таяқшалы жерлендіргіш, 12.1,  суретінде  көрсетілгендей Қ.Т. тоғы  бұзылған  фазамен трансформатордың қаптамасына (кожухына) барып жерлендіргіш арқылы  жерге  өтеді. Жерлендіргіштен  алшақтауына қарай  жер  көлемі  ұлғаяды, ал  тоқ  сыйымдылығы  азаяды. Құбыр (труба)  жанында потенциал мәні  жоғары  болады және  өте  жылдам төмендейді, ал  ары  қарай  - кішірейеді  және біртіндеп  азаяды. 15-20 м   құбырдан (трубадан) арақашықтықта  барлық  жер  нүктелері  нөлге  тең  болады. Бұл нөлдік потенциялар нүктелері әдетте  оларды электротехникалық мағынасында «жер»  деп  атайды. Электрқондырғылардың  жерлендірілген  бөлігімен «жердің»  арасындағы потенциялдар  айырымын жерлендіргіш  арқылы  тоқ  өткенде  жерге  қатысты  кернеу  деп  атайды.

Жерлендіргіш  құрылғының  кедергісі:   жерлендіргіш  сымның  кедергісінен  (жерлендіріген аппараттан, жерлендіргішке  дейін); жерлендіргіштің  метал  бөліктерінің  кедергісінен; жерлендіргіш және жердің арасындағы  тоқ  өткенде  жер әсер ететін (сейілу  кедергісі) өтпелі кедергіден  тұрады.

Өндірістік  жиіліктегі  тоқта бірінші  үш  қосынды  кедергі аз  болады және жерлендіргіш кедергісі жердің  меншікті  кедергісінен   едәуір  тәуелді  болады, жердің  меншікті  кедергісі оның  құрамымен, тығыздылығымен, ылғалдылығымен және темпера­турасымен байланысты және  өте  кең  ауқымда  өзгереді (20 Ом –нан  торф  үшін және  400 Ом-ға  және  одан  астам  құм  үшін). Тиімді жерлендірілген бейтараптамалы тораптың фазалық  оқшауламасы  бұзылғанда жер  беткі қабатында потенциалдар болады және күтуші  персонал 12.1. суретінде  көрсетілгендей жанасу кернеуімен  немесе  қадамдық кернеумен жоғары  кернеу  аумағына  түсуі  мүмкін .

 Жанасу  кернеуі    

 ;     қадамдық     кернеу ; жерге   қатысты  кернеу

12.1 Сурет - Токтың жерде сейілуі және  потенциалдың тік  жалғыз  трубкалық

жерлендіргіште таралуы

                       

 

 

Шамаларды төмендету  үшін және  жобалауда жерлендіргіш құрылғыларды орындағанда  ТҚ ауданында неғұрлым  бірқалыпты

потенциялдар  таратылуына тырысады. Бұл 12.2. суретінде  көрсетілгендей электрқондырғы  ауданына сәйкесті  электродтарды (құбырлар, бұрыштық темірлер, жолақтар) электрқондырғының  барлық  ауданын қамтитын  тұйық контур (сеткалар), түріндегі жерлендіргішті  орналастыру  арқылы  жүзеге  асырылады .

Жерлендіргіш құрылғыларды құрастырған  кезде бірінші  кезекте табиғи жерлендіргіштер  қолданылуы  керек. Табиғи  жерлендіргіштер  арқылы жеткілікті түрде жерлендіру кедергісі болмаған  жағдайда        жасанды  жерлендіргіштерді  салады, оларды қарапайым жерге тік  қағылған болат трубалардан  немесе   ұзындығы  2-3 м  бұрыштық  болаттан ара-қашықтығын  бір-бірінен  3-6 м алшақтатып  орындайды. Құбырларды сыртқы диаметрі  бойынша 48 немесе 60 мм, ал бұрыштық  болатты - өлшемдері  50x50 немесе 60х60 мм түрінде қолданады. Құбырлар мен  бұрыштық темірлердің   жоғарғы  ұшы жер  деңгейінен  шамамен  0,7 м  төмен  қылып  жерге  қағылады. Электр қондырғыларын құру ( Правила устройства Электроустановок) ережелері бойынша жерлендіргіш  құрылғылардың  келесі  кедергілер  мәндері  регламенттеледі: тиімді жерленген  бейтараптамалы  қондырғыларда , яғни  жерге  тұйықталу  тоғы 500 А-ден астам болса , Ом; кернеуі  1000В 

жоғары жерлендірілмеген бейтараптамалы  қондырғыларда, мұнда   - берілген  кернеудегі барлық  тораптың жерге  тұйықталғандағы  сыйымдылықты тоғы;  жерлендірілмеген бейтараптамалы аппаратсыз қондырғыларда, қарымталаушы  сыйымдылықты  тоқ, егер  жерлендіргіш  құрылғы   1000 В-қа  дейінгі  электрқондырғыларда  қолданылса,     тең  болады. 1000 В-қа  дейінгі  электрқондырғыларда  жерлендіргіш  құрылғылардың   кедергісі 4 Ом-нан аспауы  керек (генераторлармен  транс­форматорлардың  қосынды  қуатымен 100 кВА дан  аспаса   10 Ом рұқсат  етіледі). Әртүрлі  кернеудегі бірнеше ТҚ қондырғыларымен, мысалы, станцияда немесе қосалқы  станцияда, бір  жалпы  жерлендіргіш  құрылғы  жасалынады.

 

 

 

 

 12.2 Сурет– Қосалқы

Станцияда жерлендіргіш  құрылғының  жердің  беткі  қабаты  бойынша

потенциалының таралынуы

 

 

Жалпы  жерлендіргіш  құрылғының  кедергісі сол қондырғының  талаптарын  қанағаттандыруы  қажет (кедергісі төмен болуы мүмкін).

 

 12.2 Жерлендірілмеген  немесе резонансты-жерлендірілген бейтараптамалы қондырғылардағы жерлендіргіш  құрылғыларды  есептеу

1.  Есептік  тоқты  анықтайды I3 және R3 .

2.  Табиғи  жерлендіргіштер  кедергісін  анықтайды Re.

Табиғи  жерлендіргіштер  кедергісін нақты қондырғыны  өлшеу  жолымен  анықтайды. Егер Rе > R3, болса жасанды  жерлендіргіштерді  жасау   керек, олардың   кедергісі  келесі  өрнекке  тең  болуы керек

 

.

3.  Қалыпты  ылғалдылықта  топырақтың  меншікті  кедергісін    және  топырақтың  қатқанын  және  құрғағанын  көрсететін мерзімдік  коэффициенті  kс  ескеріліп топырақтың    меншіктік  есептік кедергісін  анықтайды: , .        

4. Алдын-ала  жерлендіргіштер  құрылымын  есептейді. Тік  қағылған  жерлендіргіштер  ара- қашықтығы  олардың  ұзындығынан  кем  емес  болып қабылданады. Жерлендіргіш  құрылғының жоспары  бойынша алдын ала  көлденең  жерлендіргіштер  ұзындығы   анықталады  .

5. Көлденең  жерлендіргіштердің   кедергісін  (контурдың қосылатын  жолақтары ) анықтайды, Ом

 

мұнда l — жолақ  ұзындығы, м; b – жолақ  ені, м; t- салу тереңдігі м; ρрасч – жердің  есептік  кедергісі көлденең жерлендіргіштер үшін.

Қолдану коэффициентін   ескеріп, жолақ кедергісі  келесідей  болады

 

                                                   ,

           мұнда ηг — қолдану  коэффициенті.

 

6. Егер Rг < Rиск, болса  тік  жерлендіргіштер  қажет  етілмейді.

Егер  Rг > Rиск,   болса   тік   жерлендіргіштер   қажет, оның  кедергісі   келесі  өрнекпен  анықталады  

.

 

7. Бір тік жерлендіргіштің кедергісін  Ом анықтайды

 

мұнда ρрасч- топырақтың  есептік  меншікті  кедергісі, Ом∙м; l-таяқша  ұзындығы, м; d – таяқша  диаметрі, м; t – жердің  беткі  қабатынан  жерлендіргіштің  ортасына  дейінгі  арақашықтыққа  тең   тереңдігі, м.

8.  Тік  жерлендіргіштердің қолдану  коэффициентін ηв ескере отырып, тік  жерлендіргіштер  санын    анықтаймыз

 

.

12.3 110 кВ және одан жоғары тиімді жерлендірілген  бейтараптамалы жерлендіру –қондырғыларын есептеу 

 Жерлендіргіш  құрылғыларды есептеген кезде  рұқсатты  кедергі  есебі  

Rз ≤ 0,5 Ом    өткізгіштік  материялдар  және  еңбек  ақталмайтын  шығынына  алып    келеді. 110 кВ және   одан жоғары  ТҚ  қолдану  тәжірбиесі жанасу кернеуін нормалауға  өтуге  болатынын  көрсетеді.  

Адам  денесіне  нақты  түрде  кедергі  әсер  етеді

                                    

                                            Uч=Uпр-Uс,

 

мұнда Uс = IчRс— адамның  екі  табанының кедергісі арқылы жерге өткенде кернеудің түсуі.

Егер  табанның   радиусы r = 8 см, диск  ретінде  қабылдасақ  онда:  

 

.

Адам  арқылы  өтетін  тоқ  келесі  өрнекке  тең  болады,

 

.

Тоққа  түсу  қаупі  тоқ  мәнінен  және   оның адам  денесінен  өту  ұзақтығына   байланысты  болады. Қабылданған нормаларға  сәйкес рұқсатты  тоқ  келесідей  анықталады:

 

Әсер  ету  ұзақтығы, с……...………………….0,1       0,2      0,5       0,7      1,0

Рұқсатты  тоқ, мА……………………………..500      250      100       75       65

 

Сонда  рұқсатты  жанасу кернеуі келесідей   Uпр IчRч + Uc.. Нәтижесінде Uc және  Rc,  мәндерін  орнына  қойып келесі  өрнекті  аламыз  Uпр IчRч + 1,5Iчρв,с. 

№13 дәріс.  Оперативтік  тоқ  көздері

 

Дәрістің  мазмұны:

- элетктр станциялары мен  қосалқы  станциялардағы  оперативтік  тоқ  көздері.

 Дәрістің  мақсаты:

-  оперативтік  тоқ  көздерінің  түрлерін  және  оларды  таңдауды  меңгерту.

13.1 Тұрақты  тоқ  қондырғылары 

ЭС және ҚС-да сигнализациялардың, автоматикалардың, апатты жарықтандырулардың  басқару  тізбектерін және де өзіндік  мұқтаждық механизмдерінің неғұрлым жауапты  қондырғыларын   қоректендіру  үшін  аккумуляторлық  батареялар  орнатылады. Бұл  барлық  тұтынушылар тұрақты, уақытша  және  қысқа  мерзімді   қосылған  болып   үш  топқа  бөлінеді.

Тұрақты тоқтың  негізгі  көзі  сілтілік қышқылды аккумуляторлар СҚ, болып  табылады. Олардың  қызмет  ету  мерзімі  үлкен  және жұмысқа  тұрақты болып  келеді. Аккумуляторлардың  СҚ  түрі  СҚ-1 ден СҚ-148   дейін  46 түрлі    болып  шығарылады .

СҚ-1  аккумуляторлары келесі   сипаттамаларда  болады:

 

Разряд  режімі, сағ…………………….…10       7,5         5         3         2        1

Разрядты тоқ, А…………………………..3,6      4,5         6         9        11      18,5

Номиналды сыйымдылығы, А∙сағ………..36       33         30       27       22      18,5

 

Қосалқы  станцияларда СН  типті   аккумуляторлар  кеңінен  қолданыс  тапты,  олардың  өлшемдері  шағын және разрядты  сипаттамалары жақсы болып  келеді.  СН типті   аккумуляторладың  құндылығына  жұмыс  процесінде сілтілік  қышқыл буының  аз  бөлінуі  жатады.

ЭС және ҚС-да аккумуляторлық батареялар тұрақты  зарядталу  режімінде  жұмыс  істейді. Аккумуляторлық батареялардың   тұрақты зарядталуы  өздік  разрядты  қарымталауға  жеткілікті (СҚ   типті  батарея   тоғы — 0,03N),  аз  мәнді  тоқпен  жүзеге  асырылады. Өздік  разрядталу деп  пластиналардағы  сыртқы реакциялар  әсерінен аккумулятордағы сақталған  химиялық  энергияның тұрақты шығынын  айтады. Зарядтау  құрылғылары  ретінде кремнилік   вентилді  статикалық  түрлендіргіштер  (түзету құрылғылары)     қолданылады.

Аккумуляторлық батареяларда  элементті коммутатор 2 деп аталатын 13.1. суретінде  көрсетілгендей   элемент  сандарын  реттеу  құрылғысы  болады . Қосылуы пластиналардан  сырғып,  батареяның  жеке  элементтерін  қосатын   3 және 4   щеткалар арқылы  іске  асырылады .

Шинадағы  кернеуді  реттеу  үшін разрядты щеткасы 4  қызмет  етеді, ол кернеу  реттегіш  құрылғысымен (АКР) басқарылатын шағын  электрқозғалтқыш арқылы ауыстырылады. Батарея  зарядталуы  уақытында 3  зарядты  щеткасы  қолданылады. Сұлбада зарядтау  үшін  түзету  құрылғысы 5 және  батареяны  зарядтау  үшін қозғалтқыш-генераторы 1 көрсетілген. Қарстырылған   сұлба  кемшілігі  инерциялылығы болып  табылады.

  

 Iсигнализация және  басқару  тізбегі; II – электрқозғалтқыштар-дың апатты  жарықтандыру; III -қосылу электромагниті

13.1 Сурет -   Аккумуляторлық батареялардың

элементті коммутатормен тұрақты зарядталу режіміндегі

 сұлбасы

 

 

Кернеу деңгейін  ұстап  тұрудың  неғұрлым  жаңа  әдісі  - элементті коммутатолардан  бас тартып тиристорлы зарядты-асқынзарядты түзеткіш агрегаттарды  қолдану  болып  табылады. Бұл кезде  батарея  әртүрлі  шартта  болатын екі  бөлікке  бөлінген, разряд заряд режимінде және  қалыпты жұмыс  режімі.

Қуаты 200 МВт-қа  дейінгі жылулық (ЖЭО)  бөлігі көлденең  байланысқан    жылу  электростанциясында  бір аккумулятор­лық батарея  орнатылады,  ал  қуаты 200 МВт  астам  болса,  бірдей  сыйымдылықты  екі аккумулятор­лық батарея орнатылады. Блоктық ЖЭС әрбір ББҚ-да бір батарея орнатылады, қуаты 300 МВт және одан  да  жоғары энергоблокта — әрбір  энергоблокқа  бір  батареядан  орнатылады. АЭС-да  аккумуляторлық батареялар қауіпсіздік  жүйесінің, СУЗ, апатты  жарықтандырудың апатты  қорек көзі болып  табылады, және де басқару құрылғысының, автоматиканың, сигнализация  және релелік қорғаныстың оперативті  тоқ  көзі  болып  табылады.

110 — 330 кВ  қосалқы  станцияда тұрақты оперативті тоқпен бір аккумуляторлық батарея орнатылады, 500 — 750 кВ қосалқы  станцияда —тұрақты  толықтырғы заряд (подзаряд) режімінде жұмыс  істейтін, коммутаторлық  элементсіз 220 В екі  батарея  орнатылады. Қуаты 1000 МВт-қа  дейін СЭС-да  бір, ал  1000 МВт-тан   жоғары  болса, басты  корпуста  екі аккумуляторлық батарея орнатылады және  АТҚ алыста орналасса, АТҚ аймағында   батареялар  орналасады.

13.2 Аккумуляторлық батареяларды  есептеу, асқын  зарядталған және зарядталған агрегаттарды  таңдау

 

Тұрақты  асқын  зарядталу тәртібінде шинаға  қосылатын  элементтер  саны

         мұнда n0 — батареядағы  негізгі  элементтер  саны;

   UШ— шинадағы кернеу;

                   UПЗ – асқын зарядталу тәртібіндегі элементтегі кернеу (2,15 В).

Егерде  UШ = 230 В, деп  қабылдасақ  онда

 

.

 Заряд  тәртібінде  элементтегі  кернеу  2,7 В  болса шинаға   қосылатын

 элементттер

 .

         Апатты  разряд  режімінде  элементтегі    кернеу 1,75 В  болып ал шиналарда  номиналдыдан (220 В)  төмен  болмаса элементтер  болады

 


мұнда
n —батареялар  элементтерінің   жалпы  саны.

Элементті коммутаторға   n = nmin = 125 - 85 = 40 элементтер   қосылады.

N батареясының  типтік   номері келесі  формула  арқылы  таңдалады

 


мұнда
Iав—қалыптасқан жарты сағаттық  апатты разрядтың, жүктемесіА;

1,05 — қор коэффициенті ;

 j электролит температурасына тәуелді бірінші аккумулятор нөмеріне келтірілген A/N, апатты разрядтың рұқсатты жүктемесі.

Алынған нөмер жақын үлкен  типтік  нөмерге  дейін  жинақталынады.

Таңдалған аккумуляторды  неғұрлым үлкен серіппелі  тоққа  тексеру  керек

46NIт,max,

мұнда 46 – рұқсатты  асқын  жүктелуді  ескеретін коэффициент;

 

Iт,max = Iав+Iпр ;

Iпр— апатты тәртіптің соңында қосылатын, электромагнитті ажыратқыштар жетегі тұтынатын тоқ.

Асқын  зарядты  құрылғы қалыпты  тәртіпте тұрақты  қосылған  жүктемені  қоректендіреді және батареяны  зарядтайды. Аскын зарядтау  тоғы  0,037N, А болуы керек, бірақ мүмкін  болатын ұзақ мерзімге разрядталуды  ескеріп, бұл  тоқты  0,15N, тең  деп  алады 

Iпз = 0,15N+Iп

         мұнда Iп — тұрақты  қосылған  жүктеме  тоғы. 

Асқын  зарядты  құрылғының  кернеуі 2,2n0, онда  оның  қуаты келесідей  болады

                                             Рпз = (0,15N+Iп)2,2 n0.

 

Асқын  зарядты  құрылғылар  ретінде ВАЗП-380/260-40/80 типті,  кернеуі 380-260 В  және  тоғы 40-80 А  түзету   құрылғысы  қолданылады.

Қосымша элементтер  асқын  заряды, ол  сұлбада  қарастырылса, келесідей  тоқпен  жүзеге  асырылады

Iпз,доб=0,05N

        

кернеуі 2,2nдоб, мұнда  nдоб = n - 108.

13.3 Айнымалы  және  түзетілген  оперативті  тоқ  көздері  

Айнымалы  оперативтік  тоқтың қорек  көздері тоқ және кернеу трансформаторы және ө. м. трансформаторлары болып табылады. Оперативтік  айнымалы  тоқ  қоректендіретін  сұлбадағы  сенімділікті  қамтамасыз  ету  үшін  резервтеу  орындалады.

Түзетілген кернеуді (тоқты) алу  үшін, ажыратқыштың  электромагнитті  жетегін  қоректендіру  үшін күштік  түзеткіштер, объектіде кернеу  жоғалғанда  әртүрлі  аппараттарды қоректендіретін энергия қоры бар зарядтық құрылғылар, екіншілік  тізбекті қоректендіретін тоқ, кернеу  және ө.м.  трансформаторларының қоректену  блоктарын  қолданады.

                                       Әдебиеттер  тізімі 

1. Электрические сети и станции /Под редакцией Л.Н. Баптиданова/. - М.,Л.: ГЭИ, 1963.

2. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Учебник для вузов.- 2 изд. - М.: Энергоатомиздат, 1986..

3.Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций:  Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

4. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. – 3 изд. - М.: Энергоатомиздат, 1987.

5. Нормы технологического проектирования тепловых электрических станций. - 2 изд. - М.: Минэнерго СССР, 1981.

6. Двоскин Л.И. Схемы и конструкции распределительных устройств. - 3 изд. - М.: Энергоатомиздат, 1985.

7. Электрическая часть станций и подстанций /Под редакцией А.Л. Васильева/ Учебник для вузов. - 2 изд. - М.: Энергоатомиздат, 1990.

8. Хожин Г.Х. Электрическая часть электростанций: Учебное пособие. – Алматы: АИЭС,  1996.

9. Соколов С.Е.,. Кузембаева Р.М., Хожин Г.Х. Электрические станции и подстанции: Учебное пособие. - Алматы: 2006.

10. Балаков Ю.Н., Мисриханов М.Ш., Шунтов А.В. Проектирование схем электроустановок. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006.

11.  Электротехнический справочник /Под  общ. ред. профессоров

МЭИ.-М.: Издательство МЭИ, 2—2. Т 3.

12.  Расчет коротких замыканий и выбор электрооборудования: Учебное пособие / Под ред. И.П Крючкова.,  В.А.Старшинова.- М.: Академия,2005.

13. Соколов С.Е., Кузембаева Р.М., Хожин Г.Х. Электрические станции и подстанции; Учебное пособие. –Алматы:2006.

14. Хожин Г.Х. Электр станциялары мен қосалқы станциялар (Оқулық)-  Алматы: «Ғылым» ғылыми баспа орталығы, 2002.312б.

15. Кузембаева Р.М., Соколов С.Е., Хожин Г.Х. Электроэнергетика (Электрические станции и подстанции). Конспект лекции для студентов специальности 050718- Электроэнергетика. Алматы:АИЭС, 2007-40с.

16. Г.Х.Хожин, С.Е.Соколов, Р.М.Кузембаева Электроэнергетика; Оқу құралы.-Алматы, ҚазККА, 2007.-140бет.