КОММЕРЦИЯЛЫҚ ЕМЕС АКЦИОНЕРЛІК ҚОҒАМЫ

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС ИНСТИТУТЫ

 

 

ЭЛЕКТРМЕН ЖАБДЫҚТАУ 

050718 – Электроэнергетика мамандығының барлық оқу түрі студенттері үшін зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар

 

 

Алматы 2009

ҚҰРАСТЫРҒАНДАР: О.П. Живаева, Г.С.Жунусова. Электрмен жабдықтау. 050718 – Электроэнергетика мамандығының барлық оқу түрі студенттері үшін зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар. Алматы: АЭжБИ, 2009 - 41 б.

Сипаттамаға  «Электрмен  жабдықтау»  курсының негізгі бөлімдерінен төрт жұмыс енгізілген: электрлік жүктеме графигін зерттеу, трансформаторлы қосалқы станциялардың тиімді жұмыс режимін, реактивті қуатты компенсациялау, электрмен жабдықтау сұлбаларын оқып үйрену.


Мазмұны

 

 

 

 

Кіріспе.......................................................................................................

 

1

1 зертханалық жұмыс. «Өндірістік кәсіпорындардың электрлік жүктемесінің графигін зерттеу»..................................................

 4

2

№2 зертханалық жұмыс. «Екі трансформаторлы қосалқы стансасындағы жүктеме өзгергендегі траснформатордың экономикалық тұрғыдан лайықты жұмыс режимін автоматты реттеу»

  

11

3

№3 зертханалық жұмыс. «Асинхронды қозғалтқыштың жұмыс режимін зерттеу және қоректендіруші желідегі cos j көбеюі».............

 20

4

№4 зертханалық жұмыс. «Өндірістік кәсіпорындардың электрлік жабдықталу сұлбасын зерттеу»……………………………………….

 

9

 

Әдебиеттер тізімі ...................................................................................

40

 

Кіріспе 

«Электрмен жабдықтау» пәніне типтік бағдарламаға сәйкес студенттер дәрістерде курсында оқитын және зертханалық жұмыстармен бекітілетін бірқатар тараулар енген.

Негізгі тараулардың бірі қазіргі кездегі кездесетін жүктемелерді есептеу әдістері, есептеу шамалары, коэффициенттерді оқытатын «Электрлік жүктемелер және электрлік жүктемелер графигі» болып табылады.

Өндірістік кәсіпорындардың электрмен жабдықтау сұлбасының негізгі элементі цехтік ТҚС, олардың трансформаторларында электр энергиясының біршама бөлігі жоғалады, сондықтан да цехтік ТҚС трансформаторлардағы энергияның шығынын төмендетуге арналған кез келген іс-шаралар өзекті болып табылады.

Өндірістік кәсіпорындарда ең көп тараған күштік тұтынушы асинхронды қозғалтқыш болып табылады, ол жұмыс жасауы кезінде активті және реактивті қуат тұтынады. Реактивті қуатты жекелеп компенсациялау үшін конденсаторлық батареяларды орнату, оның қоректендіруші желіде төмендеуіне және қоректендіруші желідегі қуат коэффициентінің көбеюіне мүмкіндік береді.

Оқу барысында студенттер электрмен жабдықтау сұлбасында электрлік аппараттарды қарап танысып, дұрыс қолдануы қажет, кәсіпорынның бас қосалқы стансасының және электрмен жабдықтау жүйесінің басқа элементтерінің сұлбасын жасау керек.

«Электрмен жабдықтау» курсының аталған 4 тарауы зертханалық жұмыстар бейнесінде осы жинаққа енген.

  

№ 1 зертханалық жұмыс

Өндірістік кәсіпорындардың электрлік жүктемесінің графигін зерттеу

 

1.1  Жұмыстың мақсаты

 

Жүктеме графиктерінің бірнеше түрлерімен, активті және реактивті қуаттың тәуліктік графиктерін жасау әдістерімен танысу, ұзақтығына байланысты жылдық жүктемені салу әдісімен және алынған электр жүктемесінің графиктерін зерттеу.

  

1.2 Қондырғылар тізімі

 

Зертханалық стендтерде трансформаторлық қосалқы стансадан қоректенетін цехтің электр жүктемесінің графиктері алынып, зерттеледі.

Стендтің беттік панеліне бір фазалы екі санауыш аспабы орнатылған, оның бірі активті энергияның, ал екіншісі - реактивті энергияның шығынын өлшеуге арналған. Беттік панельде цех жүктемесіндегідей жасалған активті және реактивті кедергілерді қосатын ауыстырғыштар бар.  Мінездемелері қыстық және жаздық тәуліктердегі графиктер қол режимінде алынады; уақыт және қуат шамалары және ауыстырғыштарды қосу бағдарламасын оқытушы береді.

 

1.3 Тапсырма

 

Актив және реактив энергияны санауыштардың көрсеткіші арқылы мінездемелері қыстық және жаздық күндерге сәйкес тәуліктік графиктер салу керек. Қыстық графикте ең ауыр жүктелген ауысымды шығару керек және де осы ауысымдағы: электр энергиясының шығынын, бір ауысымдағы орташа жүктемені Рсм ; Ки  пайдалану коэффициентін, Рр есептік қуатты, Км  максимум коэффициентін, Кс сұраныс коэффициентін, Кн жүктеме коэффициентін, бір ауысымдағы максимум жүктемені пайдалану сағатының санын Тм см анықтау керек.

Қыстық және жаздық тәуліктердегі актив және реактив жүктеменің тәуліктік графиктеріне қарап, ұзақтығына қарап активті жүктеменің жылдық графигін салу қажет, активті энергияның жылдық қолданылуыWг , жылдық орташа жүктемені Рсг , бір жылдағы энергияны пайдаланудың ауысымдылық коэффициентін a, активті жүктеменің максимумын пайдаланудың жылдық сағатының саны Тм, және бір жылдағы максималды шығындарын анықтау керек t.

 

1.4 Әдістемелік нұсқаулар

 

1.4.1  Жалпы жайлар

Актив, реактив және тоқ жүктемесі қисығының уақытпен өзгеруі жүктеме графигі деп аталады, сәйкесінше активті қуаттың, реактивті қуаттың және тоқтың. Жүктеме графигі мынандай топтарға бөлінеді, жекелеген – электр энергиясының бөлек тұтынушылары және топтанған - электр энергиясының топталған тұтынушылары.

Ақиқатқа өте жақын сай келетіні үздіксіз график, (1.1.а сурет), ал алыстауы – сынықтық (1.1.б сурет). Соңғысы бұл графикке түскен санап шығарулар мен түсірулердің жекелеген нүктелері кездейсоқ, бір сәттік болып табылатындығымен түсіндіріледі.

Санауыш аспабының көрсеткішімен түсірілген, графиктің сәйкестік дәрежесі жүктеменің орташа мәнінің аралығына бағынышты. Бұл аралық азайған сайын график дәл болады.

Жүктеменің жекелеген графиктері, жүктеме сипаттамасы бірден айнымалы бөлек қуатты тұтынушылардың электр энергиясының жүктемесін анықтау үшін қажет (мысалы, станоктар, электр пештері және т.б.).

Өндірістік кәсіпорындарды электрмен жабдықтау жүйесін жобалағанда көбінесе топтанған графиктер жүктемесі қолданылады (бірнеше қабылдағыштан тұратын топталған графиктер жүктемесінен бастап, кәсіпорынның жалпы жүктеме графигіне дейін). Кәсіпорынның жалпы жүктеме графигі кәсіпорынның актив және реактив энергияны тұтынуын анықтауға, дұрысы тұтынудың қоректену көзін және электрмен жабдықтаудың орынды сұлбасын жасауға мүмкіндік береді. (1.2 суретті қараңыз).

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Р,квт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 1.1 Сурет Жүктеме графигін жазудың әртүрлі әдістері:

а) өзі жазатын аспаптар көмегімен;

б) тілдік аспаптардың көрсеткішін көзбен шолып санап шығарулар арқылы;

в) санауыш аспаптардың активті энергиясының көрсеткіштері арқылы

 

 

 

 


                           1.2 Сурет – Ауысымдағы цех (кәсіпорын) жүктемесінің графигі

 1.4.2 Жүктеме графигін зерттеу

Графикке қарап электр жүктемесін есептеуде және кәсіорынның энергияны тұтыну режимдерін бақылағанда қолданылатын, кейбір шамалар мен коэффициенттерді тез анықтауға болады. Ол үшін қыстық және жаздық күндердің біршама графигі және ұзақтығына байланысты жылдық графигі  болуы керек. Жүктеме графигінің негізгі шамалары орташа, орташа квадрат және максималды жүктеме болып табылады.

Барлық графиктегі Т уақыттағы орташа жүктеме графиктің өз конфигурациясына  және циклдің ұзақтығына немесе бақылау периодына бағынышты шама болып табылады. Актив және реактив қуаттардың графигіне сәйкес актив (W) және реактив (V) энергияның шығыны анықтайтын ауданды былай жазуға болады

                                                ,                                           (1.1)      

                                                .                                           (1.2)

Ең ауыр жүктелген ауысымдағы орташа активті Рсм  немесе рективті Qсм қуат топтанған қабылдағышта жүктемесін есептеуде негізгі шама болып табылады.     

Бірнеше уақыт аралығындағы орташа квадратты жүктеме былай анықталады

                                                 ,                                            (1.3)

                                        ,                                          (1.4)

                                                                                     (1.5)

мұнда Т – қаралып жатқан уақыт аралығы.

Орташа квадратты жүктеме өткізгіштің тоқпен қызу эффектісін сипаттайды.

Орташа квадратты  реактивті қуат Q жүйеде cos j жоғарылаған кезде шығынның төмендеу эффектісін бағалауда жоғары мәнге ие.

Активті, реактивті және толық қуат пен тоқтың максималды мәндері, кейбір уақыт аралығындағы орташа мәндердің ең жоғарысына сәйкес келеді.

Ұзақтығы бойынша максималды жүктеме екі түрге бөлінеді:

а) максималды ұзақ жүктеме, электрмен жабдықтау жүйелерінің элементтерін қызу бойынша таңдау және олардағы максималды қуат шығынын есептеу үшін анықталады.

Рұқсат етілген қызу бойынша есептік жүктеме ретінде (Рр)  электрмен жабдықтау жүйесі элементіндегі  ұзақ уақыт өзгеріссіз жүктеме алынады (трансформатордың, желінің және т.б.), өте ауыр жылулық әсер бойынша өзгеретін жүктемеге эквивалент: өткізгіштің максималды қызу температурасы немесе оның оқшауламасының жылулық тозуы. Рұқсат етілген қызу бойынша есептік жүктеме қысқаша есептік жүктеме деп аталады. «Электрлік жүктемелерді анықтау бойынша нұсқауға» сәйкес есептік жүктеме шартты түрде 3 үш тұрақты қызу уақытына жақын 30 мин. уақыт интервалындағы ықтималды жүктеменің максималды мәніне тең деп алынады, себебі осы уақытта өткізгіштің қызуы қалыпты мәнінен 95%-ға  жетеді;

б) максималды қысқа уақытты жүктеме (пиктік) ұзақтығы 1-2с., тораптағы кернеу тербелістерін тексеру, электрқозғалтқыштардың өзіндік жіберу шарты бойынша торапты тексеру, балқыма сақтандырғыштың балқу элементін таңдауға, максималды тоқтық релелік қорғаныстың (Рпик, Sпик, Iпик) іске қосылу тоғын анықтау  үшін анықталады. Электрлік жүктемелерді есептеу және зерттеу кезінде атаулы физикалық мәні бар максималды, орташа және орташа квадраттық жүктемеден басқа жекелеген тұтынушылар және оның топтарының жұмыс режимін сипаттайтын салыстырмалы көрсеткіштерді (коэффициенттер) пайдалану өте қолайлы.

Осы көрсеткіштерді және олардың арасындағы байланысты қарастырамыз:

а) бір немесе топтасқан электр қабылдаушылар жұмыс режимінің негізгі көрсеткішін пайдалану коэффициенті, орташа жүктеменің номиналдыға қатынасын көрсететін болып табылады

 

                              КИ = Рср / Рн =                                       (1.6)

 

мұнда Рн- топтасқан электр қабылдаушылардың номиналды активті қуаты;

   n - топтағы электр қабылдаушылардың саны;

б) топтасқан жүктеме графигінің негізгі есептік көрсеткіші активті қуат бойынша максимум коэффициенті

 

КМ= Рр см.                                                                                                                 (1.7)

 

Зерттелетін уақыт периоды көбірек жүктелген кезектің ұзақтығына тең деп алынады.

Км максимум коэффициенті тұтынушылардың тиімділік санына nэ және бірқатар коэффициентерге байланысты, нақты тұтынушылар тобындағы электр энергия  тұтыну режимін сипаттайды және есептік шама болып табылады;

в) сұраныс коэффициенті максимум коэффициенті сияқты, әдетте топтасқан жүктеме графигіне қатысты. Есептік (жобалау жағдайында) немесе тұтынушы (пайдалану жағдайында) активті қуаттың номиналды (орныққан) топтасқан тұтынушылардың активті қуатына қатынасы, активті қуат бойынша  сұраныс коэффициенті КС деп аталады

 

КС = РР / Рн.                                                                    (1.8)

 

Келесідей тәуелділікті орнатуға болады

КС = РР / РН × Рср /  Рсри × КМ  < 1;                                (1.9)

 

г) топтасқан графиктің толтыру коэффициенті (жүктеме коэффициенті)

КН = Рср / Рр £ 1,                                                               (1.10)

 

            КН = 1 / КМ;                                                                   (1.11)

Жүктеме графигінің толтыру коэффициенті тәуліктік және жылдық жүктеме графигін бағалау үшін үлкен рөл атқарады. Бұл көрсеткіш өзінің бірге тең шекті мәніне уақыт бойынша өзгеріссіз жүктеме кезінде жетеді, іс жүзінде мүмкін емес; 

д) максималды жүктелген кезек графигі бойынша осы кезектегі ТМ СМ- максималды пайдаланған сағат санын анықтауға болады

     ТМ СМ = WСМ / Рр.                                                             (1.12)  

1.4.3 Жылдық жүктеме графигі

Электр қондырғылардың жылдық жұмыс режимдерінің ерекшеліктерін жылдық жүктеме графигі көмегімен көруге болады. Іс жүзінде ұзақтық бойынша жылдық графиктері қолданылады. Ұзақтық бойынша жылдық графикті жуықтап, екі ұқсас электр қондырғының тәуліктік жүктеме графигімен (қыстық және жаздық тәуліктер) тұрғызуға болады. Әртүрлі климатикалық аймақтар үшін қыстық және жаздық тәуліктер саны әртүрлі (1.3-суретті қараңыз). 

Графикті тұрғызғанда максимумынан бастап және қуаттың бірқалыпты төмендеу тәртібімен орындалады.  Бұл үшін екі тәуліктік график арқылы бірнеше горизонталды сызықтар жүргізеді, ара қашықтығын бізге қажетті дәлділікке байланысты аламыз.

Ұзақтық бойынша жылдық график ауданының масштабы электр энергияның жылдық кВт*с шығынын береді

WГ = å рi ti .                                                                   (1.13)

 

Қондырғының жылдық орташа жүктемесі

РСГ  = WГ / 8760 ,                                                            (1.14)

мұнда  8760 – бір жылдағы сағат саны.

Жылдық график бойынша анықтауға болады

а)  a = WГ / РСМ × ТГ = WГ  / РР × КН × ТГ < 1,                                             (1.15)

мұнда a - энергия пайдалану бойынша жылдық ауысым коэффициенті, бұл коэффициент ауысым бойынша жүктеменің біркелкі еместігін көрсетеді.

       б)  ТМ = WГ  / РР ,                                                          (1.16)

мұнда ТМ – активті қуатты максимум пайдаланудың жылдық сағат саны.

t, ч

 
             Р, кВт                   Рр   

 


                                                                                                  8760                           

1.3 –Сурет - Ұзақтық бойынша жылдық жүктеме графигі

 

Ұзақтық бойынша жылдық жүктеме графигі техника-экономикалық есептеулерде ең пайдалы қондырғы агрегаттарының қуатын және санын торапта және трансформатордағы электр энергия шығынын   анықтау кезінде пайдаланады.

  

1.5 Қауіпсіздік техникасы

 

Стендті қосу тек қана оқытушының қатысуымен жасалады.

 

1.6 Дайындық сұрақтары

 

1.6.1 Жүктеме графигіне анықтама беріңіз.

1.6.2 Қандай жүктеме графигі жекелеген деп аталады және олар қайда қолданылады?

1.6.3  Қандай жүктеме графигі топтасқан деп аталады және олар қайда қолданылады?

1.6.4  РСМ, РСК, РМ дегеніміз не және оларды графиктен көрсетеңіз?

1.6.5 Ұзақтық бойынша жылдық жүктеме графикті тұрғызу реті және оның қызметі.

1.6.6 Жүктемені максимум пайдалану сағат саны дегеніміз не, график бойынша Тм қалай анықтаймыз?

1.6.7 Жүктеме графигінің негізгі көрсеткіштерін атап беріңіз.

  

№ 2 зертханалық жұмыс

Екі трансформаторлы қосалқы стансасындағы жүктеме өзгергендегі траснформатордың экономикалық тұрғыдан лайықты жұмыс режимін автоматты реттеу

 

2.1  Жұмыстың мақсаты

 

Екі трансформаторлы қосалқы стансадағы цехтың жүктемесінің айнымалы өзгеруі кезінде жұмыс режимінің экономикалық тиімділігін автоматты түрде реттеу сұлбасын және есептеу әдістерін оқып үйрену.

 

2.2 Қондырғылар тізімі

 

Зертханалық стенд тік панель түрінде орындалған, беткі жағында желінің мнемоникалық сұлбасы, ажыратқышы бар трансформаторлы қосалқы станция, автоматика және өлшеуіш аппаратурасы  көрсетілген (2.3 және 2.4-суретті қараңыз).

Панельдің оң жағында орналасқан автомат, стендке 220 В айнымалы үшфазалы тоқ көзін береді. SA1 (басқаруды таңдаушы)  кілті сұлба жұмысын автоматты режимде және қолмен  жұмыс істеуге мүмкіндік береді, ал SA2 тумблері таңдау бойынша бірінші немесе екінші трансформаторды автоматикаға ауыстырады.

SA3 және SA4 трансформатор ажыратқыштарын басқару кілттері  QF1 және QF2 ажыратқыштарында, ал төменгі кернеудегі секциялық автоматтың және кіріс автоматттарының ажырату және қосу кнопкалары QF3, QF4, QF5 ажыратқыштарында орналасқан.

QF1— QF5 ажыратқыштары стендте магнитті жібергіштермен жабдықталған және панелдің артқы жағында орналасқан.

QF1 — QF5 ажыратқыштарының жағдайын бақылау үшін сигналды лампалар орнатылған. Егер қызыл лампа жанса, онда ажыратқыштың қосылғаны, ал жасыл жанса - ажыратылғаны. КА1, KA2, KT1, KT2, KL1, KL2 релелері жүктеме өзгерген кезде трансформаторларды ажырату және қосу автоматикасының комплекті сұлбасын  құрайды. Трансформаторлардың жүктемесі тумблерлер көмегімен өзгереді, олар әрбір 0,4 кВ  шина секциясында орналасқан.

Қуаты S нт = 500  ВА кернеуі 220/36 В екі трансформатор келесі параметрдегі күштік трансформаторлардың моделі болып табылады

(2.1-кестені қараңыз).

 

2.3 Тапсырма

 

Мұғалімнің берген күш трансформаторын оның паспортты 2.1-кестеде келтірілген параметрлері бойынша DР¢т активті қуат шығынын есептеңіз. Жүктеме S байланысты бір және екі трансформатордағы DP¢1 и DP¢1,2 шығындар графигін тұрғызыңыз. Қисық бойынша Sкр критикалық жүктемесін және  Iкр тоғын анықтаңыз, автоматика сұлбасындағы тоқ релелерінің қойылымдарын есептеңіз. Бір трансформатор  (DW1) үшін, (DW1,2) екі трансформатор тұрақты қосылғаны үшін,  (DWопт) жүктеме графигі бойынша берілген оптималды режим үшін, бір тәуліктегі трансформатордағы энергия шығынын есептеңіз  (2.2-суретті қараңыз).

Жүктеменің өзгеруі кезінде трансформатордың жұмыс режимінің экономикалық тиімділігін автоматты түрде реттеу сұлбасын оқып үйрену           (  2.3 және 2.4-сурет). 

 

2.4 Әдістемелік нұсқаулар 

2.4.1 Трансформатордағы келтірілген активті қуат шығынын есептеу

Цехтың жүктемесі айнымалы кезінде немесе толық емес жұмыс режимінде екінші және үшінші ауысымда цехтық трансформаторлар тәуліктің көптеген уақытында 20-30% ғана жүктеліп тұрады.

Трансформатордың мұндай жүктемедегі жұмысы экономикалық тиімсіз, сондықтан электр энергияны экономдау мақсатында  цехтың немесе учаскенің толық қуатына есептелген бір трансформатордың орнына екі трансформатор орнатылады, олардың бірі экономикалық тиімсіз жүктеменің аз кезінде  ажыратылады.

 

  2.1- К е с т е - Күштік трансформаторлардың паспорттық мағлұматтары

Трансформа-тор типі

Қуаты Sнт, кВА

Номиналды кернеуі, кВ

Шығындар, кВт

Б.Ж тоғы Iхх,%

Қ.Т кернеуі Uкз ,%

U вн

U нн

Рхх

Ркз

1

2

3

4

5

6

7

8

Жаңа сериядағы күштік трансформаторлар (ГОСТ 11677-85)

ТМ-100/6-10     

100

6-10

0,4

0,36

2,27

2,6

4,5

ТМ-160/6-10     

160

6-10

0,4

0,54

3,1

2,4

4,5

ТМ-250/6-10     

250

6-10

0,4

0,78

4,2

2,3

4,5

ТМ-400-6-10

400

6-10

0,4

1,08

5,9

2,1

4,5

ТМ-630/6-10     

630

6-10

0,4

1,68

8,0

2,0

5,5

ТМ-1000/6-10 

1000

6-10

0,4

2,45

11,6

1,4

5,5

ТМ-1600/6-10 

1600

6-10

0,4

3,3

16,5

1,3

5,5

ТМ-2500/6-10  

2500

10

0,69

4,6

25,0

1,0

5,5

Ескі сериядағы күштік трансформаторлар, өндірістен алынып тасталған

ТМ-100/6-10

100

6-10

0,4

0,73

2,4

6,0

5,5

ТМ-180/6-10

180

6-10

0,4

1,2

4,1

6,0

5,5

ТМ-320/6-10      

320

6-10

0,4

1,9

5,2

5,5

5,5

ТМ-560/6-10      

560

6-10

0,4

2,5

9,4

5,5

5,5

ТМ-750/6-10      

750

6-10

0,4

4,1

11,9

5,0

5,5

ТМ-1000/6-10  

1000

6-10

0,4

4,2

12,5

5,0

5,5

 

Трансформатордың экономикалық тиімді режимі берілген жүктеме графигі бойынша жұмыс істеу кезінде осы трансформаторлардың қуат шығыны минимум болуын қамтамасыз ету шартымен анықталады.

Күш трансформаторларындағы нақты активті және реактивті қуаттар шығыны

 

DPт DPхх + DPкз × Кз2 ,                                                 (2.1) 

         DQт = DQxx + DQкз × Кз2 ,                                           (2.2) 

мұнда  DPхх – бос жүрістің активті шығыны (болаттағы шығын), оның мәні бұл трансформатор үшін номиналды кернеуде жұмыс істегенде тұрақты және жүктемеге тәуелсіз, кВт;

DPкз – қысқа тұйықталудың активті шығыны (мыстағы шығын), трансформатордың жүктемесіне байланысты, кВт;

 - бос жүрістің реактивті шығыны (болаттағы шығын), оның мәні бұл трансформатор үшін номиналды кернеуде жұмыс істегенде  тұрақты және жүктемеге тәуелсіз, квар;

- қысқа тұйықталудың реактивті шығыны (мыстағы шығын),  трансформатордың жүктемесіне байланысты, квар;

Ixx   - трансформатордың бос жүрісінің тоғы, %;

Uкз   - трансформатордың қысқа тұйықталу кернеуі, %;                              -  трансформатордың жүктеу коэффициенті;

Sнагр. – трансформатордың нақты жүктемесі, кВ·А;

   Sнттрансформатордың номиналды қуаты, кВ·А.

 DPхх, DPкз, Iхх, Uкз мәндері трансформатордаң паспортты құжатында көрсетілген (2.1-кестені қараңыз).

Экономикалық есептеулер үшін трансформатордағы келтірілген шығындар ұғымы енгізілген.

Трансформатордағы келтірілген шығын мынадай теңдеу бойынша анықталады

 

DP¢т1 = DP¢хх + DP¢к.з. × Кз2,                                                  (2.3)

 

мұнда DP¢хх және DP¢к.з. қысқа тұйықталу және бос жүрістің келтірілген шығыны, реактивті қуатты жеткізу кезіндегі пайда болатын, қоректендіруші тораптағы активті шығын, кВт;

                   DP¢хх = DPхх + КпDQхх ;    DP¢к.з.= DPкзп DQкз;

Кп -    тұтынушылардың қорек көзіне алыстығына байланысты активті шығынды арттыру коэффициенті Кп=0,02-0,12 кВт/квар.

Қосалқы станциядағы параллелді жұмыс істеуші біртипті екі трансформаторлардың,  қосынды шығыны мынаған тең 

     

DP¢т1,2= 2DP¢хх + 2DP¢к.з. × (Кз/2)2.                                (2.4)

  

2.4.2 Трансформатордағы S жүктемеден келтірілген шығындар тәуелділігінің қисығын тұрғызу.

Орнатылған трансформаторлардың параметрлерін біле отырып олардың экономикалық жұмыс режимін анықтауға және жүктемеден активті қуаттың шығынының тәуелділік қисығын тұрғызуға болады (2.1-суретті қараңыз). 

 

                        DР¢т,кВт                                                                DР¢т1

 

 

                                                                                           

                                                                                          DР¢т1,2

                                                                                           

2.1 Сурет - Трансформатордағы жүктеме қуатына байланысты шығындар тәуелділігі

 

2.1-суреттен көріп отырғанымыздай, жүктеменің мәні (Sкр) критикалықтан азайған кезде электр энергиясының шығынын төмендету үшін жұмыс істеп тұрған трансформаторлардың бірін өшіріп қою тиімді болуы мүмкін. Үлкен жүктеме кезінде ( Sнагр  > Sкр ), DРкз’  шамасы үлкен және бос жүрістің шығыны жалпы шығынға әсері аз болған кезде, екінші трансформаторды қосу тиімді және сол арқылы қысқа тұйықталу шығынын азайтамыз.

2.4.3 Критикалық Sкр жүктемесін және Iкр тоғын есептеу, тоқ релелерінің қойылымдарын анықтау

 

Критикалық жүктеменің ( Sнагр = Sкр ) қай мәні кезінде жұмыс істеуші екі трансформаторды ажырату немесе қосудың тиімділігі келесідей анықталады, егер (2.3) және (2.4) өрнектерін теңестірсек, яғни

DP¢т1 = DP¢т1,2

және егер Sнагр орнына Sкр қойсақ және Кз= Sкр/ Sнт., онда түрлендіруге сәйкес мынаны аламыз

Sкр = Sнт                                              (2.5)  

 

Әдетте біртипті трансформаторлар үшін критикалық жүктеменің мәні  олардың номиналды қуатының 60-80%-ын құрайды.

Айнымалы жүктеме кезінде трансформаторды қолмен өшіріп және қосу мүмкін емес, бұл операцияны аса күрделі емес автоматиканы қолдану жолымен автоматтандыруға және сол арқылы электр энергия шығынын трансформатордағы бос жүріс уақытын шектеу есебінен азайтуға және сонымен бірге тұтынушылардың кернеу режимін жақсартуға болады.

Критикалық жүктеме мәні бойынша критикалық тоқты анықтауға болады

Iкр ,                                                           (2.6)

мұнда Uвн – 6-10 кВ жүктемені қоректендіруші кернеу.

Автоматты реттеу сұлбасындағы датчик болып табылатын, тоқ релелерінің тоқ қойылымдары келесі өрнекпен анықталады

I1 = 1,1 × Iкр / nтт  ;  I2 = 0,9 × Iкр / nтт ,                                                (2.7)

мұнда nтт 2.2 кестеде келтірілген, тоқ трансформаторларының трансформация коэффициенті.

 

2.2 – К е с т е -  Тоқ трансформаторының трансформация коэффициенті.

 

Трансформатордың типі және қуаты, кВА

Мынадай кернеу кезіндегі тоқ трансформаторының трансформация коэффициенті

 

Uвн = 10 кВ

Uвн = 6 кВ

ТМ – 100

ТМ - 160 (180)

ТМ - 250 (320)

ТМ - 400 (560

ТМ - 630 (750)

ТМ – 1000

ТМ – 1600

ТМ – 2500

 10 / 5

10 / 5

20 / 5

30 / 5

50 / 5

75 / 5

100 / 5

150 / 5

15 / 5

20 / 5

30 / 5

50 / 5

75 / 5

100 / 5

150 / 5

300 / 5

 

2.4.4 Трансформатордағы электр энергия шығынын есептеу

Берілген тәуліктік жүктеме графигі үшін (2.2-суретті қараңыз) жүктемеге байланысты тұрғызылған трансформатордағы келтірілген шығындар тәуелділігі қисығы көмегімен тәуліктегі электр энергия шығынын үш түрлі режим кезінде есептеуіміз қажет: а) бір трансформатордың  (DW1) тұрақты жұмысында, б) екі трансформатордың  (DW1,2) тұрақты жұмысында және в) оптималды режим (DWопт) кезінде өрнек бойынша минимум келтірілген шығынға сәйкес:

DW1 = DP¢11 × t1 DP¢12 × t2 + ¼ DP¢1n × tn,        (2.8)

DW1,2 DP¢1,2 1 × t1 DP¢1,22 × t2 + ¼ + DP¢1,2n × tn,    (2.9)

мұнда DP¢11, DP¢12, ... DP¢1n  и DP¢1,2 1 DP¢1,22, ¼ DP¢1,2n  - жүктеме графигінің сатысына сәйкес бір және екі трансформатордағы келтірілген активті шығындар.

 

 

 

 

 

 

 

   

2.2 Сурет - Тәуліктік жүктеме графигі  

2.4.5 Трансформаторлар режимін автоматты реттеу сұлбасының жұмысына түсініктеме

Жалпы автоматика сұлбасының екі типі қолданылады: 1) бағдарламалық басқару,  берілген бағдарламаға сәйкес аптаның нақты күндері және тәуліктің нақты уақыттарында трансформаторды ажыратады және қосады; 2) трансформатор бойынша өтетін, жүктеме тоғының мәніне әрекет етеді.

Егер автоматтандырылған қосалқы станцияның жүктеме графигі қатаң анықталған болса және аптаның әр күнінде аз өзгерген жағдайда бағдарламалық басқару сұлбасын пайдалану тиімді. Бағдарланған уақыт релелі сұлбаның артықшылығы - оның қарапайымдылығы, ал кемшілігі-жүктеме графигінің ауытқуы кезінде қателіктердің болу мүмкіндіктері. Ең тиімді сұлба тоқ релелерімен, қос трансформатордың тоқтарының қосындысына қосылған, жүктеменің SКР критикалық мәніне әрекет етуші (2.3-суретті қараңыз).

 Екі трансформаторлы қосалқы стансаның принципиалды сұлбасы.

                                                                                                             

       QF1

 

 

 

 

   

QF1, Qf2  - майлы ажыратқыштар 6-10 кВ;

ТА1, ТА2 - тоқ трансформаторлары;

Т1, Т2 - күш трансформаторлары;

QF3, QF4, QF5 – автоматты ажыратқыштар 0,4 кВ;

РА - амперметр;

КА1, КА2 - тоқтық  релелер.

Екі трансформаторлы қосалқы стансаларда қуаты 630-1600 кВА цехтық трансформаторларда қысқа тұйықталу тоғын шектеу үшін 0,4 кВ тораптар жеке-жеке әрқайсысы өз шина секциясына жұмыс істейтінін есепке алуымыз қажет, осы кезде жүктеме екеу ара тең таралады.

Автоматика сұлбасын қарастырайық (2.4-суретті қараңыз).

 

 

 

2.4 Сурет – Автоматика сұлбасы

 

 
SF1-кіріс автоматы;                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    

SA1 – басқаруды таңдаушы;

SA2- трансформаторларды автоматты режимге ауыстырып қосқыш;

SA3, SA4 – QF1 және QF2 ажыратқыштарын басқару кілті;

SB1 - SB6 - QF3, QF4, QF5 автоматтарын қолмен ажыратып және қосу кнопкалары;

QF1 - QF5 – ажыратқыш жетектерінің орамы және түйіспелері;         

КL1 - KL3 – аралық релелер;

KT1, KT2 – уақыт релелері;

KA1, KA2 – тоқ релелерінің түйіспелері ;

Екі трансформаторлы қосалқы стансада автоматты режимде жүктеменің критикалық (Sкр) аз кезінде тек қана бір трансформатор қосылған (мысалы Т2- QF2, QF4, QF5 қосылып тұр). Басқаруды таңдаушы SA1 “автоматика” жағдайына қойылған (түйіспелер SA1 1-2, 3-4, 5-6, 7-8 тұйықталған). SA2 ауыстырып  қосқышы Т1 жағдайына қойылған. KL3 релесі кернеу көзінде және сұлба қоректі фаза-нөл  (а1, 0) 1 секциядан алады. КА1 максималды тоқ релесінің тұйықтаушы түйіспесі ашық, ал КА2 минималды тоқ релесінің  айырғыш түйіспесі тұйықталған. 

Жүктеме Sкр асқан кезде КА1 релесі іске қосылып және өзінің КТ1 уақыт релесі тізбегі бойындағы түйіспесін тұйықтайды, ол өз кезегінде уақыт ұстанымымен KL1 қосады. KL1 релесі қосылып және сонымен қатар Т1 трансформаторын қосады (QF1, QF3 ), осы кезде секциялық QF5 автоматы ажыратылып және трансформаторлар жеке-жеке жұмыс істей бастайды.

Жүктеме Sкр азайған кезде КА2 минималды тоқ релесі және уақыт ұстанымымен КТ2 іске қосылып ары қарай KL1, QF1 ажыратады. Осы кезде трансформатор Т1 қайталап өшеді; QF3 автоматы ажыратылады, ал секциялық автомат QF5 қосылып және 1 секция Т2 трансформаторы арқылы қорек алады.

Тумблер SA2 ауыстыру арқылы Т2 трансформаторын автоматты режимге ауыстыруға болады.

Цех трансформаторларының қуаты 400 кВА дейін автоматтар орнына оңайлатылған контакторлы автоматика сұлбасы қолданылады.

Уақыт ұстанымының қойылымы, қозғалтқышты жіберу және өзіндік жіберу кезінде немесе трансформатордағы қысқа тұйықталу кезінде екінші трансформатордың қосылмауын қамтамасыз ету және аз уақытты жүктеме тастау кезінде өшіріп тастамау шартымен алады. Осы үшін КТ1 және КТ2 релелерінің уақыт ұстанымын трансформатордың негізгі қорғанысына салыстырғанды бірнеше сатыға жоғары алынады (шамамен 5-10с.).

  

2.5 Қауіпсіздік техникасы

 

Тоқ релелерінің қойылымдарын қою және стендті қосу тек қана мұғалім көмегімен жүзеге асады.

 

2.6 Дайындық сұрақтары

 

2.6.1Айнымалы сипаттағы жүктеме кезінде қосылған трансформаторлардың санын автоматты түрде реттеудің тиімділігінің мәні неде?

2.6.2 Трансформаторларда қандай шығындар болады, олар қалай анықталады және неге байланысты?

2.6.3 Неге ескі үлгідегі трансформаторлардағы шығын жаңа үлгідегіге қарағанда көбірек?

2.6.4 Трансформаторлардың экономикалық тиімді жұмыс істеу режимі тұтынушылардың кернеу режиміне және реактивті энергияны тұтыну мәніне қалай әсер етеді?

2.6.5 Трансформаторларды қалыпты және апатты режимде асқын жүктеуге бола ма?

2.6.6 Шығынды көтеру коэффициенті КП  дегеніміз не және ол неге байланысты?

2.6.7 Трансформатордың автоматика сұлбасының жұмысын түсіндіріңіз. 

 

№ 3 зертханалық жұмыс

Асинхронды қозғалтқыштың жұмыс режимін зерттеу және қоректендіруші желідегі cos j көбеюі

 

          3.1 Жұмыстың мақсаты

 

Асинхрондық қозғалтқыштардың статикалық, механикалық және жұмыс сипаттамасын зерттеу, АҚ-тың қуат коэффициентін жоғарылату және де  күштік батарея конденсаторы көмегімен қорек көзіндегі куат коэффициентін жоғарылатудың мүмкіндігін оқып үйрену.

 

3.2 Қондырғылар тізімі

 

Зертханалық стендтің бетінде зертханалық қондырғының мнемосұлбасы көрсетілген. Зерттелетін АҚ келесі параметрлерге ие: Uн=380 В; Рн=1,7 кВт; cos jн=0.79; hн=0,78; n=930 айн/мин; статорлық орамның жалғану сұлбасы Y/Δ-380/220 В. АҚ-та жүктеме жасау үшін онымен біріккен тұрақты тоқ генераторы қолданылады (Uн=220 В; Рн=1 кВт; n=1000 айн/мин).

АҚ берілетін кернеу, үшфазалы бұрылмалы автотрансформатормен (потенциал-реттегіш) реттеледі. Панельдің артына кондырылған конденсаторлық батарея үшбұрышты жалғанған және үш әртүрлі қуат тобына ие. 

 

3.3 Тапсырма

 

Зертханалық стендтің сұлбасын оқып үйрену, АҚ-тың жұмыс және статикалық сипаттамасын жазып алу, АҚ-тың тораптан қоректенудегі реактивті қуатын жеке компенсациялаудағы берілгендерін жазып алу, АҚ-тың орамдарының үшбұрыштан жұлдызшаға ауыстырып қосу тәжірибесін өткізу.

Тәжірибенің нәтижесін кестеге енгізіңдер және графикалық түрде көрсетіндер. Зертханалық жұмыстың нәтижесіне қарап түсініктеме беріңдер.

Зертханалық қондырғының сұлбасы 3.1 суретте келтірілген.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


                          ----

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1 Сурет - Зертханалық қондырғының сұлбасы

 

 

 

АД – асинхронды қозғалтқыш;

QF – кірістік автоматтық ажыратқыш;

PV, PA, PW, Pvar – вольтметр, амперметр, ваттметр, варметр;

АТ – автотрансформатор (потенциял – реттегіш);

КМ – магнитті жібергіш;

SA1, SA2, SA3 – батарея конденсатор үшін бұралмалы кілт;

CB1, CB2, CB3 – батарея конденсаторлар;

SA5 – ауыстырып қосушы (басқару кілті);

Г – тұрақты тоқ генераторы (қозғалтқыштың жүктемесі);

RR – генератордың қоздыру орамындағы реттелетін реостат;

SA6 – генераторды басқару кілті.

 

3.4 Әдістемелік нұсқаулар

 

3.4.1 Жалпы жағдай

Төменде зертханалық жұмыс орындалу үрдісінде студенттердің тәжірибе нәтижесінен алынған АҚ-тың негізгі сипаттамаларын тұрғызу керек екені келтірілген.

Статикалық сипаттамалар. Тұтынушыларда қалыпты кернеу режимін және тұтынушылардың қалыпты жұмыс режимін  қамтамасыз ету шарты өндірілген және пайдаланылған реактивті қуаттың теңдігі болып табылады. Осы тепе-теңдік бұзылған жағдайда кернеу тек қана өсіп немесе төмендеп кететін қалыпсыз режим тудырады.

Тұтынатын реактивті қуат тұтынушылардағы кернеудің денгейімен анықталып және реактивті куаттың кернеу өзгеруінің тәуелділігімен өрнектеліп, жүктеменің статикалық сипаттама аталуымен сипатталады.

Кернеу мен жиілік тәуелділігінен реактивті және активті қуатты тұтыну шамасы өзгереді. Мысалы алғанда, желідегі кернеудің номиналдыдан 80-85% төмендеуі реактивті жүктемені 20-25%-ға төмендетеді. Алайда, кернеудің төмендеуінің әрі қарай жалғасуы трансформаторлардың, тарату желісінің және асинхрондық қозғалтқыштардың индуктивтік кедергілеріндегі реактивті қуат шығыны өсіп кетеді және де конденсаторлар мен желілердің зарядты компенсациялаушы қуаты төмендейді. Сондықтан да торапта реактивті қуат шамасы көшкін тәрізді өсіп кетуінен, кернеудің әрі қарай төмендеуі мүмкін, ол кезде жүктеме түйінінде асинхронды қозғалтқыштың аударылуынан және ондағы сырғанауының артып кетуі арқылы тоқтың өсу себебінен қоректену желісін өшіреді.

Әдетте қазіргі өндіріс жүктемесінде асинхронды қозғалтқыш басым, сондықтан кешенді жүктемеге немесе түйін жүктемесіне сәл жақындатып кейбір “эквиваленттік” статикалық сипаттамасы берілген нақты жүктеменің түйініне сәйкес келетін қозғалтқышпен алмастыруға болады.

3.2 Суретте активті және реактивті қуаттың вольтметр және ваттметр көрсеткіштерінен құралған АҚ статикалық сипаттамасы берілген.

Электр қозғалтқыштың қысқыштарына 1,1 Uн  дан 0,5-0,6 Uн  дейінгі аралығындағы әртүрлі мәндерді беріп активті және реактивті қуаттардың негізгі шамасын анықтайды.

          Р* = ¦ (UН)            және           Q* =¦ (U),

мұнда     Р* = Р/ РН,  Q* = Q/ QН –салыстырмалы активті және реактивті куаттар;

РН, QН –торапта номиналды кернеу болған кездегі активті және реактивті қуат;

Q, Р –берілген кернеу кезіндегі активті және реактивті қуат.

 

Реактивті куаттың минимум сипаттамасы асинхронды қозғалтқыштың аударылуы болатын кернеудің критикалық мәнін береді.

“Қозғалтқыш-механизм” агрегатының қалыпты орныққан жұмыс режимінде қозғалтқыштың айналу моменті және механизмнің кедергі моменті тең болады, яғни М дв. = М с.мех , аграгет валының тұрақты жылдамдығы қамтамасыз етіледі. (3.3 –суретті қараңыз)

Жүктеме немесе кернеудің өзгеруі нәтижесінде осы тепе-теңдік бұзылғанда агрегаттың айналу жылдамдығы өзгереді.

Асинхронды қозғалтқыштың айналу моменті кернеудің квадратына пропорционалды екені белгілі, яғни. М дв. º U*2.

 Егер, мысалы, тораптағы кернеу 20 %-ға төмендесе, онда қозғалтқыштың айналу моменті тең болады Мдв = 0,64 Мн дв және кернеудің әрі қарай төмендеуі айналу моменті механизмнің кедергісінің моментінен төмендеп кетеді (3-кесте, 3.3-суретті қараңыз) және қозғалтқыш аударылады. Поршенді компрессорлар, металл кескіш станоктар конвейерлерінің механизмдерінің кедергі моменттері тұрақты және механизмнің айналу жылдамдығынан тәуелді емес (1- түзу, 3.3-суретті қараңыз), ал вентиляторлар, центробежді комрессорлардың механизмдері үшін кедергі моменті айналымнан тәуелді (2 қисық, 3.3-суретті қараңыз). Тұрақты момент механизмдерін қосылуы ауыр және тез синхронизмнен шығып кетеді және аударылады.

Қазіргі кезде энергожүйедегі кернеудің төмендеп кетуі қысқа тұйықталғандағы апаттан кейінгі режимдерде, электрстанцияда өз алдына бір генераторды өшіргенде пайда болуы мүмкін.

Жүктеменің статикалық сипаттамасын есепке алуы электр жүйенің тұрақтылығын, түйіндегі реактивті қуатты компенсациялаудың жолдарын таңдағанда, ауытқуды анықтағанда және тораптағы кернеудің тербелісін есептегенде керек.

 

 

 

 

 

 

 


    1.0

 

                                   РАҚ

 

 

    0.7                          QАҚ

 

 

 

 

                                                                                U*

 

                     0.4        0.6           0.8         1.0       1.1

 

                    3.2  Сурет - АҚ-тың статикалық сипаттамасы

 

 


    2.0

 

 

                                                                   Uн

 

                      1                                             0.8 Uн

   1.0

 

 

 

                        2                                            0.6 Uн

     0

        1.0              0.6             0.2            0

 

           3.3 Сурет - АҚ-тың механикалық сипаттамасы

 

Асинхронды қозғалтқыштың жұмыстық сипаттамасы

Өндіріс мекемелерінде асинхронды қозғалтқыш реактивті қуаттың негізгі тұтынушысы болғандықтан, бірінші кезекте оның режимін реттеу керек.

Асинхронды қозғалтқыштың реактивті қуатты тұтыну шамасы жүктеме коэффициентіне және қозғалтқыштың номиналды қуат коэффициентіне тәуелді.

Қозқалтқыштың номиналды жүктеме кезінде реактивті қуаты тең болады.

, квар,

          мұнда hн –қозғалтқыштың номиналды ПӘК-і;

tg jн –номиналды қуат коэффициентіне (cos jн) келетін, фаза ығысу тангенс бұрышы.

          Қозғалтқыштың осы берілген жүктемесінің реактивті қуаты тең болады

          Q = QО + DQН × КЗ2 ,

          мұнда  QО – эл. қозғалтқыштың бос жүрісіндегі реактивті қуат, квар;

          DQН = (QН - QО)- қозғалтқыштың номиналды жүктемесіндегі реактивті қуатты тұтынудың өсіп кетуі , квар;

          КЗ = Р/ РН – қозғалтқыштың жүктелу коэффициенті;

          Р –қозғалтқыштың валындағы жүктеме қуаты, кВт;

          Рн – қозғалтқыштың номиналды қуаты, кВт.

          Бос жүрістің реактивті қуаты асинхронды қозғалтқыштың реактивті қуатының балансына негізгі роль атқарады, ол магнитті тізбектің көлеміне тәуелді, яғни қозғалтқыштың конструкциясына байланысты.

Қозғалтқыштың номиналды қуат коэффициенті көп болған сайын, оның салыстырмалы түрде бос жүріс реактивті қуаты аз болады.

Асинхронды қозғалтқыштың номиналды қуат коэффициенті cos jн = 0,91 – 0,93 бос жүрісіндегі реактивті қуаты қозғалтқыштың номиналды жүктелуіндегі реактивті қуатының 60%-ын шамасын құрайды. cos jн = 0,77 – 0,79 қозғалтқыштар үшін ол 70% -ға жетеді.

Қуат коэффициентін көтеру үшін, асинхронды қозғалтқыштың оптималды жүктелген КЗ =0,6-0,8 қуатын таңдап, тораптан реактивті қуатты тұтынуды төмендететін іс-шараларды өткізіп, бос жүріс жұмысын максималды шектеу қажет. Асинхронды қозғалтқыштардың жүктелу коэффициенті cos j шамасын, активті және реактивті қуаттар тәуелділігінің графигін жұмыстық сипаттама деп атайды (3.4 -         суретті қараңыз).

                         Р*,Q *

                 1.0

                                                                            0.8

                              Q                                             

 

                                                                          

                 0.5                                                     

                                            Р                              0.5

 

                                                                            0.4

                                                                                    Кз

                   0          0.2     0.4    0.6    0.8     1.0

 

                    3.4 Сурет - АҚ жұмыстық сипаттамасы

         

          Асинхронды қозғалтқыштың реактивті қуатты тұтынуын төмендету.

Электрмен жабдықтау жүйесінде экономды жұмыс істеуді жетілдіру үшін өндірістің энергожүйеден реактивті қуатты тұтынуды төмендету бойынша іс-шараларын орындау керек. Осы іс-шаралар барлық жағдайда тиімді және арнайы компенсациялайтын құрылғыны талап етпейтін және реактивті қуатты өндіру үшін арнайы компенсациялаушы құрылғыны талап ететін іс-шараларға бөлінеді.

АҚ реактивті қуаттың негізгі тұтынушысы болғандықтан, асинхронды қозғалтқыштардың реактивті қуатты тұтынуды төмендету іс-шараларын қарастырамыз:

а) егер де конструктивті шарт орындалса, онда орташа жүктелу коэффициенті 45% кем жүйелік жүктелмеген асинхрондық қозғалтқыштарды аз қуатты қозғалтқыштарға алмастыру керек;

б) асинхронды қозғалтқыштың бос жүрісін шектеуші орнату;

в) 45 % -дан жоғары емес жүктелген асинхронды қозғалтқыштардың қорек кернеуін орамның сұлбасын үшбұрыштан жұлдызшаға ауыстыру арқылы азайту. Бұл кезде электр қозғалтқыштың айналу моменті және активті қуаты 3 есеге азаяды (М дв. º U*2), қозғалтқышты жүктеу және оның қуат коэффициенті артады, ал реактивті қуатты пайдалану азаяды;

    г) қозғалтқышты жөндеуден өткізгенде номиналды берілгендерін дәл сақтай отырып, жөндеу сапасын арттыру керек.

 

Қоректену торабында реактивті қуатты компенсациялау

Компенциялаушы құрылғыны қолдануына байланысты қоректену торабындағы режимді жақсарту іс-шараларына статикалық конденсатор батареясын орнату жатады.

Бұл жағдайда шиналарға топтық немесе жеке реактивті қуатты компенсациялаушы орнатуы мүмкін.

 БК-ларды орнату қоректендіруші тораптың реактивті қуатты өндіру және жеткізу жүктемесін азайтуға мүмкіндік береді, сонымен бірге электр станция генераторларында,  бұл үлкен экономикалық тиімділікке алып келеді.

 

          3.4.2 Стендті жұмысқа дайындау

          QF автоматты қосамыз және АТ потенциал-регуляторға кернеу береміз.

SA4 кілтімен торапта кернеуді U=380-400 В-қа келтіреміз, SA5 кілтімен АҚ статор орамын жұлдызшаға қосамыз. Генератордан қоздырғышты алып тастап (қоздыру орам тізбегіндегі статор RR кілтін солға бұрап тірейміз) және SA6 кілтімен жүктеме тізбегінен айырамыз, атап айтқанда қозғалтқышты бос жүріске қосуды дайындаймыз.

 

          3.4.3 АҚ жұмыстық сипаттамасын алу

          КМ магниттік жібергіштің “жіберу” батырмасы арқылы асинхронды қозғалтқышты іске қосып (конденсаторларды қоспай) және 1,1-1,2 РН-ға дейін бос жүрістен жүктейміз. Аспаптардың көрсеткіштерін және нәтижелерін жазып алып 3.1-кестеге енгіземіз. Асинхронды қозғалқыштың активті және реактивті қуаттардан және қуат коэффициентінің (cos j ) жүктелуінен тәуелді график тұрғызамыз.

 

3.1-К е с т е   - АҚ –тың жұмыстық сипаттамасы

 

U, B

I, A

P, кВт

Q, квар

КЗ=Р/РН

cos j

Ескерту

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

 

                3.4.4 Қоректену көзіндегі реактивті қуатты компенсациялаудың тиімділігін талдау өткізу

          Осы зертханалық жұмыста АҚ – тың реактивті қуатын жеке компенсациялау режимі зерттеледі (3.1-сурет). Қозғалтқышқа РН-ға жақын тұрақты жүктеме орнатып, АҚ қоректенетін тораптағы қуат коэффициентін анықтаймыз. Конденсаторлы батареяны қосып қуат коэффициентін үш режимде санап, өлшеуіш аспаптардың көрсеткіштерімен нәтижелерін 3.2- кестесіне енгіземіз.

 

 3.2-К е с т е   - АҚ -тың қоректену көзіндегі реактивті қуатты компенсациялау

 

Р, кВт

Q, квар

S, кВА

cos j

I, А

АД

 

 

 

 

 

АД + СВ1

 

 

 

 

 

АД + СВ1 + СВ2

 

 

 

 

 

АД + СВ1 + СВ2 + СВ3

 

 

 

 

 

 

          Өлшемдердің нәтижесін талдап және АҚ –тың қоректенетін тораптағы реактивті қуатты компенсациялаудың тиімділігіне қорытынды жасаймыз.

 

          3.4.5 АҚ- тың орамын үшбұрыштан жұлдызшаға ауыстырып қосу тәжірибесін өткізу

          Қозғалтқышты сөндіріп, қорек көзіне кернеуін UЛ=220-230 В қылып қойып, (оқытушының тапсырмасымен) қозғалтқыштың жүктемесін 0,25-0,4 РН    аралығында орнатып, қозғалтқыштың орамын үшбұрышты жалғап, кернеуді қосамыз. Қозғалтқышты сөндіріп, статор орамын үшбұрыштан жұлдызшаға ауыстырып қосып және сол активті жүктемеге UЛ =230 В торапқа қозғалтқышты қосамыз. Аспап көрсеткіштерін және нәтижелерін 3.3- кестесіне түсіріп, қуат коэффициенттерін cos j теңестіреміз, нәтижелерін түсіндіріңдер.

 

 

 

3.3 –К е с т е - АҚ-тың орамын үшбұрыштан жұлдызшаға ауыстырып қосу

U, В

I, A

P, кВт

Q, квар

S, кВА        соs j

D

 

 

 

 

 

Y

 

 

 

 

 

 

          3.4.6 АҚ- тың статикалық сипаттамасын түсіру.

          Статикалық сипаттама – бұл АҚ-тың активті және реактивті қуаттарының қорек көзінің кернеуінен тәуелділігі.

          Осы пункттегі жұмысты орындау үшін қозғалтқыш орамын жұлдызшаға қосып, торап кернеуі UЛ = 380-400 В қозғалтқышқа жүктемесі 0,5-0,7 РН  аралығында орнатып, сосын қозғалтқыштағы жүктемені өзгеріссіз кезінде кернеуді 5-6 сатыға дейін 0,5-0,7 UН  төмендетіп, аспаптардың көрсеткіштерін алып және 3.4-кестеге енгіземіз.

 

          Ескертулер. Егер қозғалтқыштың статор орамы үшбұрышқа қосылса, онда торапта кернеу UЛ=250-120 В аралығында өзгереді. Егер кернеу төмендегенде қозғалтқыш төңкерілсе, яғни қозғалтқыштың айналу моменті механизмнің кедергі моментінен кем болса МДВ< МС МЕХ , оны жылдам сөндіру керек (2.3-сурет, 3-кестені қараңыз)

 

3.4 - К е с т е АҚ-тың статикалық сипаттамасы 

 

U, В

I, А

P, кВт

Q, квар

U*=U/Uн

I* =I/Iн

P* = Р/Рн

Q* = Q/Qн

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          Асинхронды қозғалтқыштың графикалық статикалық сипаттамасын құрып оған түсіндірмелер беріңдер.

 

3.5 Қауіпсіздік техникасы

 

           Торап кернеуі UЛ = 380 В болғанда АҚ-тың орамын үшбұрышқа қосуға қатаң тиым салынады, өйткені торапта кернеу қозғалтқыштың паспорттық берілгенінен 1,73 есе көп болады, бұл статор орамының қызып кетуіне алып келеді.

 

3.6 Дайындық сұрақтары

 

3.6.1 Асинхронды қозғалтқышта активті және реактивті қуат қайда шығындалады?

3.6.2 Асинхронды қозғалтқыштың жүктемесі өскенде қуат коэффициенті (cos j) қалай өзгереді және неге?

3.6.3 Аз жүктелген асинхронды қозғалтқышты төмен қуатты асинхронды қозғалтқышқа алмастырғанда және станоктың бос жүрісін шектеуші қойғанда қандай экономикалық тиімділік береді?

 3.6.4 45 % -дан жоғары емес жүктелген асинхронды қозғалтқыштардың қорек кернеуін орамның сұлбасын үшбұрыштан жұлдызшаға ауыстыру арқылы азайтқан кезде жүктелетін реактивті қуат және қуат коэффициенті (cos j) қалай өзгереді?

3.6.5 Асинхронды қозғалтқыштың параметрлері – айналу моменті, қуат коэффициенті (cos j), айналу саны кернеу төмендегенде немесе өскенде қалай өзгереді?

3.6.6 Реактивті қуаттың негізгі жүктемелері және  олардың сипаттамалары.

3.6.7 Реактивті қуаттың қорек көзі және олардың сипаттамалары.

3.6.8 Өндірістік мекемелердегі электрлі тарату торабындағы реактивті қуатты компенсациялаудың сұрағының  мәні неде?

3.6.9 Электр қабылдауышындағы реактивті қуатты  қоректенуді өзіндік азайту шараларын атап өтіңдер.

3.6.10 Электр қозғалтқыштың қалыпты жұмыс шаралары және қашан оның төнкерілуінің болу мүмкіндігі?

3.6.11 Конденсаторлық батареяларды қосқанда және ажыратқанда қоректену түйінінде кернеу өзгере ме?

          3.6.12 Қоректендіруші тораптың кернеуіне байланысты активті және реактивті қуатты пайдалану қалай өзгереді?

3.6.13 Электр қабылдағыштардың статикалық сипаттамасын не үшін білуіміз қажет?

 

 

№ 4 зертханалық жұмыс

Өндірістік кәсіпорындардың электрлік жабдықталу сұлбасын зерттеу

 

4.1 Жұмыстың мақсаты

 

а) жоғары кернеуі 110 кВ ажыратқышсыз негізгі төмендетуші қосалқы станцияның (НТҚС) типтік сұлбасын зерттеу;

          б) НТҚС сұлба конструкциясының элементтері және оның қызметтерімен танысу.

 

4.2 Қондырғылар тізімі

 

Зертханалық қондырғы өндірістік кәсіпорынның электрмен жабдықтау жүйесінің істеп тұрған моделінен тұрады.

Модель электрмен жабдықтаудың мнемоникалық сұлбасы вертикалды панель түрінде орындалған.

Стендте майлы ажыратқыш, бөлгіш, қысқа тұйықтағыш және төменгі вольтті автоматтар ретінде магнитті жібергіштер және аралық релелер пайдаланылған. НТҚС трансформаторы қуаты 2,5 кВА, кернеуі 380/220 В және орамдарының қосылу сұлбасы_U/D -11 модельді трансформаторымен алмастырылған.   КСО ячейкасындағы айырғыштар бірполюсті рубильник түрінде стендтің беткі жағында орналасқан.

Айырғыштарды ажыратып және қосу бойынша операция қолмен іске асырылады, бөлгіштер және автоматтар  “ПУСК” және “СТОП” кнопкаларымен.

Қызыл дабыл шамы ажыратқыштың қосылғанын, ал жасыл-өшіп тұрғанын көрсетеді.

Модельдің қосалқы станциясының күштік торабы 380 В айнымалы үш фазалы тоқпен қоректенеді. Қорғаныстың тізбегін, дабыл қаққышты және АВР қоректендіруші үшін 220 В айнымалы оперативті тоқ көзінен алады. Екір еттік АПВ сұлбасы 110 В тұрақты тоқ көзімен қоректенеді.

 

4.3  Тапсырма

 

Жұмыстың мақсаты бойынша жалпы теоретикалық мағлұматтармен танысқан соң зертханалық жұмысты келесі ретпен орындауға кіріседі:

а) НТҚС сұлбасын және нақты зауыттың электрмен жабдықтау моделіндегі өндіріс кәсіпорындарын электрмен жабдықтауды толық оқып үйрену;

б) сұлбадағы әрбір элементтің қызметімен танысу;

в) зертханалық қондырғының сұлбасын қосып (НТҚС трансформаторлары жеке-жеке істейді) және оның барлық элементтерінің қалыпты жұмыс істеп тұрғанына көз жеткізген соң, мұғалімнің нұсқауы бойынша оперативті ауыстырып қосуды ретімен жүргізу; 

г) сұлбаны толық қосу және қызыл кнопкаларды басумен НТҚС трансформаторларында қысқа тұйықталу тудырамыз ( тұрақты-ұзақ, тұрақсыз-қысқа уақытты). Қорғаныстың істеу ретіне және өшіру аппараттарының өшіру ретіне талдау жасау;

д) кернеуі 110 кВ бөлгіші және қысқа тұйықтаушысы бар НТҚС электрлік сұлбасын сызу және қалыпты пайдалану режиміндегі және НТҚС трансформаторының ішіндегі қысқа тұйықталу кезіндегі сұлбаның жұмысын түсіндіру;

е) КСО ячейкасының электрлік толтыру сұлбасын сызыңыз және сұлбадағы әрбір элементтің қызметін түсіндіріңіз.

 

 


4.4 Әдістемелік нұсқаулар

 

Қуаты ондаған мегаваттқа жететін орташа және үлкен қуаттағы өндірістік кәсіпорында, қорек көзінен электр энергиясын қабылдаудың негізгі орталығы негізгі төмендетуші қосалқы станциялар (НТҚС) болып табылады. Электр энергиясы сыртқы энерго жүйеден  35-110-220 кВ кернеумен келтіріледі, НТҚС 6-10 кВ дейін төмендетіліп және осы кернеуде кәсіпорын ішінде таратылады. 

Қазіргі кезде НТҚС электр энергияны қабылдаудың екі түрлі сұлбасы пайдаланылады:  1) біріншілік кернеуде ажыратқышы бар сұлба; 2) біріншілік кернеуде ажыратқышсыз  сұлба.

Осы зертханалық жұмыста кәсіпорынды қоректендірудің екінші тәсілі қарастырылған.

Бөлгіші және қысқа тұйықтаушысы бар қосалқы станция сұлбасы

Өндірісте автотрансформаторлар және трансформаторлардың жоғары кернеу жағынан ажыратқышсыз НТҚС қосалқы станциялар кеңінен пайдаланылады (4.1-4.4 – суреттерді қараңыз). Кернеуі 35-110-220 кВ электрқондырғыларда пайдаланылатын мұндай сұлбалар қосалқы станцияның және пайдалану құнын азайтуға мүмкіндік береді. Сонымен бірге трансформатордың жоғарғы кернеу жағында ажыратқыш болмағандықтан, трансформатор зақымдалған кезде қоректендіруші желіден өшіруді қамтамасыз ететін қосымша шаралар қарастыруымыз қажет.

          Жоғары кернеуі жағында ажыратқышсыз трансформатордағы зақымдалуды өшіру үшін келесі тәсілдер қолданылады:

а) қоректендіруші желінің соңында орналасқан желідегі және НТҚС трансформаторларындағы зақымдалуды өшіру үшін  QF1 немесе  QF2 бас ажыратқыштарға әрекет ететін, максималды тоқ қорғаныстары және тоқ үзінділері қолданылады. Бұл қорғаныс қарапайым және экономикалық жағынан тиімді, бірақ тек қана жүктеме тоғы аз қысқа қашықтықтағы желілерде пайдаланылады.  Бұл қорғау  тәсілінің кемшілігі трансформатордың екіншілік орамында зақымдалу кезінде желі-трансформатор блогының максималды тоқ қорғанысының ажыратуының баяулауы;

          б) Егер желінің соңында орналасқан қорғаныс, трансформатордағы қысқа тұйықталу кезінде қажетті сезімталдықпен қамтамасыз етпесе, өшіру импульсін жеткізу пайдаланылады (4.3 суретті қараңыз). Бұл жағдайда трансформаторға ПУЭ-ге сәйкес қорғаныс қойылады. Трансформаторлар зақымдалған кезде оның қорғанысы іске қосылады және қоректендіруші желінің соңындағы арнайы байланыстырушы өткізгіш бойынша қосылған бас ажыратқыш QF1 ажыратуға импульс жеткізеді, байланыстырушы өткізгіш ретінде телефон немесе  бақылау кабелінің талсымы пайдаланылады. Бұл қорғау тәсілінің кемшілігі  байланыстырушы өткізгіштің немесе жоғары жиілікті арнаның бұзылуы кезінде QF1 ажыратқышты ажыратпау мүмкіндігі;

         

 

 


                                                      35-220 кВ                   

 

 

           

 

                                                                   Т

                                                                   НТҚС

                                                                

 

                                                                      6-10 кВ

 

 

                            4.1 Сурет - Тармақталған желілер

 

 

 

                                                                                                       6-10 кВ

 

 

                                                                    Т

                                                                   НТҚС

 

                                      4.2 Сурет - Желі-трансформатор блогы

 

                                               

 

 

 

  

                                                                

 

 

 

 

 

 

 

 

4.3 Сурет - Өшіру импульсін жеткізу көмегімен НТҚС қорғанысы

 

в) қысқа тұйықтағышты орналастыру. Қорғаныс қоректендіруші желінің соңында орналасқанда трансформатордан тыс зақымдалу кезінде қажетті сезімталдықты  қамтамасыз етпегенде, ал өшіруге импульс жіберу сенімсіздігіне, күрделілігіне және қымбаттылығына байланысты қолданылмайды, зақымдалуды ажырату арнайы аппарат – қысқа тұйықтағыш көмегімен іске асады (4.4-суретті қараңыз).   

          Қысқа тұйықтағыш QK сыртқы қондырғы үшін бір-екі полюсті айырғыш түрінде болады. Қалыпты жағдайда  қысқа тұйықтағыш өшірілген, оның қосушы серіппесі тартылған.

          Зақымдалған трансформатордың қорғанысы іске қосылған кезде қысқа тұйықтағыштың қосылуына импульс беріледі, оны басқару арнайы жетектің  көмегімен іске асады (типы ПРК-1У1).  Қысқа тұйықтағыш қосылады және трансформатордың жоғарғы кернеуі шығысында жасанды қысқа тұйықталу тудырады (зақымдалу импульсін күшейтеді). Осының әсерінен қоректендіруші желінің бастарында орналасқан қорғаныстар іске қосылып және бас ажыратқыштар QF1  және  QF2 ажыратады (4.4-суретті қараңыз).

          Кернеуі 110 кВ және одан жоғары нейтралы жерлестірілген тораптарда, бір полюсті қысқа тұйықтағыштар қолданылады, бір фазаны жерге тұйықтайды. Кернеуі 35 кВ нейтралы жерлестірілмеген тораптарда,  екі полюсті қысқа тұйықтағыштар қолданылады, олардың көмегімен фаза аралық қысқа тұйықталу тудырады. Қысқа тұйықтағыштың қосылу уақыты 0,3-0,5 с.

          Істеу принципі бойынша қысқа тұйықтағышты сұлбалар екі негізгі топқа бөлінеді. Бірінші топқа (4.4а-суретті қараңыз) желі-трансформатор радиалды сұлбасы (тупикті қосалқы станция) бойынша қоректенетін, бір және екітрансформаторлы қосалқы станция жатады. Бұл сұлбалар қарапайым және бөлгішті қажет етпейді. Трансформатордағы зақымдалу басқа да қосалқы станцияларға әсер етпейді.

Екінші топқа (4.4б-суретті қараңыз) магистралды желілерден тармақталып қосылған қосалқы станциялар жатады. Олар күрделірек, қысқа тұйықтағыштардан басқа да бөлгіштер болуы қажет және кемшілігі кез келген трансформаторда зақымдалу болған кезде сол магистралды желіге қосылған барлық трансформаторлар қысқа уақытқа ажыратылады (бір магистралды желіге ҚТ және БГ бар 3-4 трансфоматор қосуға рұқсат етілген).

          Бөлгіш QR сыртқы қондырғы үшін автоматты түрде өшіретін жетектен және қолмен қосатын үш полюсті айырғыштан тұрады. Бөлгіштің әрбір полюсі өзіндік ажыратушы серіппеден тұрады. Қалыпты жағдайда бөлгіш қосылып тұрады, оның өшіруші серіппелері тартылған және мұндай жағдайда (типы ПРО-1У1) жетек ұстап тұрады.        

          Бірінші топ сұлбасының әрекеті келесідей (4.4а-суретті қараңыз).  Трансформаторда зақымдалу пайда болған кезде трансформатордың ішкі зақымдалудан қорғайтын релелік қорғанысы (газдық, дифференциалды) әсерінен қысқа тұйықтағыш қосылады, оларды желінің бас ажыратқышы  сезбейтін болғандықтан, желінің жасанды қысқа тұйықталуын тудырады, осының әсерінен желінің бас ажыратқышы QF1  ажыратылады.

          Бұл жағдайда желінің бас ажыратқышы QF1 тек қана желіні қорғағанымен бірге трансформаторды да қорғайды, ал ондағы орнатылған АҚҚ желіде және де трансформатордағы зақымдалуға әрекет етеді. Бұл жағдайда сәтсіз АҚҚ-дан соң желінің басындағы ажыратқыш тағы да ажыратылады,  сұлбаның әрекеті осымен аяқталады және желі ұзақ уақыт трансформатордағы зақымдалуды жойғанша ажыратылып тұрады.

          Екінші топ сұлбасының әрекеті (4.4 б – суретті қараңыз), бір желіге бірнеше трансформатор қосылған немесе трансформатор транзитті желіден қоректенгенде, сұлба келесі ретпен істейді: зақымдалған трансформатордың қысқа тұйықтағышы тұйықталады және АҚҚ-мен жабдықталған желінің бас ажыратқыштары (QF1 және  QF2 ) ажыратылады. Желіні   QF1 және QF2 ажыратқан соң зақымдалған трансформатордың бөлгіші ажыратылады (тоқсыз үзіліс кезінде), оны желіден бөліп тастайды. Осыдан соң АҚҚ қондырғысымен желі қайтадан қосылады, осының нәтижесінде осы желіге қосылған зақымдалмаған трансформаторлар және басқа да қосалқы станциялардың қорегі қалпына келеді. Бөлгіштің ажырату уақыты 0,5-0,8 с құрайды.

          Зақымдалған трансформаторды селективті ажыратуын қамтамасыз етуші  қысқа тұйықтағыш және бөлгіштің өзара әрекеті төменде көрсетілген арнайы автоматика сұлбасының көмегімен іске асады.

          Бөлгіштің қарапайым түрдегі ажыратуы бөлгіш жетегіне орнатылған, арнайы блоктаушы реле БРО көмегімен іске асады. Нейтралы жерлестірілген тораптардағы қосалқы станциялардағы БРО релесінің қосылу сұлбасы 4.5 а суретте көрсетілген.

          Қысқа тұйықтағыш қосылған соң, ТА тоқ трансформаторына орамы қосылған, БРО релесі іске қосылады. Сонан соң, қоректендіруші желі ажыратылғаннан кейін қысқа тұйықтағыш тізбегінен тоқ ағуын қояды, тізбек ажыратылады.

          Сондықтан, БРО релесі көмегімен бөлгіштің ажыратылуы тек қана тоқсыз үзіліс кезінде қысқа тұйықталу тоғы ағуын тоқтатқан соң ажыратылады. Мұндай блокиратордың қажеттілігі бөлгіштің қысқа тұйықталу тоғын айырғыш сияқты (және де жүктеме тоғын) ажырата алмайтындығында.

          БРО релесі бар автоматика сұлбасының қарапайымдылығымен ерекшеленетін, артықшылықтарымен бірге бұл релелерді кейбір жағдайларда қолдануды қиындататын кемшіліктері бар.

 

 

 


                                 35-220 кВ

  

         

 

  

 

  а) желі-трансформатор блогы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


                                           НТҚС

б) тармақ-      

талған                                                                 

желі

 

 

 

 

                      

                         4.4 Сурет - Жоғарғы кернеу жағында ажыратқышсыз қысқа тұйықтағыш және бөлгіш көмегімен қорғалынатын қосалқы станса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


        а) БРО бар реле

 

4.5 Сурет - Бөлгіш және қысқа тұйықтағыш сұлбасының жұмысы

 

Біз жоғарыда трансформаторда қысқа тұйықталу болған кезде, қосалқы станцияның қоректендіруші тармағындағы автоматика және қорғаныстың іс әрекетін қарастырдық, желінің қорғанысы қоректендіруші қосалқы станцияда қысқа тұйықтағыш іске қосылған соң ажыратқышты ажыратуға әрекет етті. Енді желінің тез істеуші қорғанысының аумағындағы трансформатордың жоғарғы кернеу жағында зақымдалу болған жағдайда қалай ажырататынын қарастырамыз. Бұл жағдайда біруақытта трансформатор қорғанысы және желінің тез істеуші қорғанысы әрекет етеді. Желінің ажыратқышы ажыратылады  және қысқа тұйықтағыш қосылғаннан бұрын тоқ ағуы тоқталады. Сол себептен тоқсыз үзілісте қоректендірушіні қосалқы стансадағы бөлгіш ажыратпайды. АҚҚ сәтсіз болады, ажыратқыш қайтадан ажыратады.

БРО релесі бар автоматика сұлбасының бұл кемшілігін желіге екі ретті АҚҚ қолдану арқылы жоюға болады. Шындығында, қысқа тұйықтағыш арқылы өтетін тоқ әсерінен желідегі АҚҚ қондырғысы бірінші рет іске қосылғанда блоктаушы реле іске қосылып және БРО серіппесін тартады, оны ажыратуға дайындайды. Онан соң желінің қорғанысы қайталап өшіреді. Енді екінші тоқсыз үзіліс кезінде бөлгіш ажыратылады және АҚҚ екінші іске қосылған соң желі жұмысында қалады. Сол себептен, БРО релесі бар бөлгішті ажыратқыш автоматика екі ретті АҚҚ жабдықталған желілерде қолданылады, бірінші немесе екінші тоқсыз үзіліс кезінде трансформатордағы зақымдалудың орнына және желіде тез істеуші қорғаныста бар болуына байланысты  бөлгішті ажыратуды қамтамасыз етеді.

          Бір ретті АҚҚ желілерде бөлгішті ажырату үшін 4.5 б суретінде көрсетілген сұлба қолданылуы мүмкін, онда бөлгіштің жетегіне орнатылған, тәуелсіз қоректі электр магнитті  UАТ ажыратушы қолданылады. Оперативті тоқ көзі ретінде алдын ала зарядталған конденсаторлар пайдаланылады. Конденсаторлар сұлбасын тәуелсіз оперативті тоқ көзі ретінде пайдалануының себебі бөлгішпен ажыратқан жағдайда қосалқы станса толығымен қорексізденуімен шартталған.

          Бөлгіш қоректендіруші қосалқы стансадағы ажыратқыш ажыратқанша тоқ бар кезде ажыратпау үшін, қысқа тұйықтағыш тізбегіне тоқ трансформаторлары арқылы қосылған КА тоқ релесі сұлбаға енгізілген. Бөлгішті ажырату импульсі (UАТ катушкасына) КТ уақыт релесі контактісімен беріледі. КТ релесі қысқа тұйықтағыштың блок-контактісі QK:1 және КА тоқ релесінің контактісі тұйықталған кезде іске қосылады. QK:1 контактісі қысқа тұйықтағыш тұйықтаған кезде қосылады, КА  контактісі – КА релесінде тоқ болмаған кезде (бас ажыратқыштың ажыратылуы). Сол себептен, тек қана қысқа тұйықтағыш қосылғанда және желі ажыратылғанда бөлгіш ажыратылады.

          Бірақ, егер QK:1 блок-контактісі қысқа тұйықтағыш іске қосылғаннан бұрын тұйықталса, онда КА контактісі тұйық болады, сондықтан желі ажыратылғанша бөлгішті ажырату импульсін беруі мүмкін. Мұндай қауіптің алдын алу үшін КТ уақыт релесі қызмет етеді. Оның уақыт ұстанымы қысқа тұйықтағыш блок- контактілері және пышақтың тұйықтау арасындағы уақыт айырмашылығынан артық, 0,2-0,3 с болуы қажет.

          Зақымдалған трансформаторды қысқа тұйықтағыш және бөлгіш көмегімен ажырату тәсілінің артықшылығы - оның әмбебаптығы, кез келген ұзындықтағы желілерде пайдалану мүмкіндігі және арнайы байланыс арнасының қажет еместігі. 

          Қысқа тұйықтағышты қолданғандағы кемшілік - зақымдалған трансформаторды ажыратудың баяулауы, қысқа тұйықтағыштың қосылу уақытына (0,3-0,5 с) және кей жағдайларда қоректендіруші қосалқы станцияларда кернеудің түсуі.

          НТҚС трансформаторларының қосылу сұлбаларының әртүрлі ықшамдалған нұсқаларыбар, олар туралы /1/ әдебиетінде кеңінен қарастырылған.

          Типтік екі трансформаторлы НТҚС қосалқы станциялары негізгі  үш конструктивті түйіннен тұрады: жоғары кернеудегі тарату құрылғылары, күштік трансформаторлар және төменгі кернеудегі 6-10 кВ тарату құрылғыларынан.

          Жоғары кернеудегі 35-220 кВ тарату құрылғыларының аппараттары және күштік трансформаторлар ашық орнатылады (АТҚ). Тарату құрылғыларының 6-10 кВ,  өзіндік қажеттілік трансформаторлары және басқару щиттері, егер КРУН типіндегі ячейкада ашық немесе КРУ немесе КСО типті пайдаланса, жабық панажайда орналасуы мүмкін. ТҚ-10 кВ зертханалық қондырғысының макеті КСО типті ячейкамен моделденген.

         

 

4.5 Зертханалық қондырғының сипаттамасы

 

          Негізгі төмендету қосалқы станцияның (НТҚС) қорегі (4.7- суретті қараңыз) екі магистралды 110 кВ ЭЖЖ алынады. Желілерде екі ретті АҚҚ қарастырылған. Кәсіпорынның негізгі төмендету қосалқы станциясы (НТҚС) жоғарғы жағында ажыратқышсыз және 110 кВ тарату құрылғыларынан                   (айырғыш, бөлгіш, қысқа тұйықтағыш және разрядник), екі күш трансформаторлары (қуаттары 6,3-25,0 МВ.А) және 10 кВ тарату құрылғысынан тұратын ықшамдалған сұлбамен орындалған. ТҚ-10 кВ құрама шинасынан цехтік қосалқы станциялардың трансформаторлары  10/0,4-23 кВ қорек алады (моделде бір екі трансформаторлы қосалқы станция ТП-2 және екі бір трансформаторлы ТП-1,ТП-3 көрсетілген) және батарей конденсаторлар (қуаттары  400-2000 квар, 10 кВ).

Өзіндік қажеттілік трансформаторлары Т7 және Т8 (қуатары 20-63 кВ.А) НТҚС қуатына байланысты құрама шиналарға дейін қосылады және ажыратқыштар жетегін, қосалқы станцияны  жарықтандыру, қыс мерзімінде есептеу құралдарын қыздыру және желдеткіштерді қоректендіреді және т.б.

          Үшфазалы бес стерженді кернеу трансформаторының НТМИ-10 (ТV3 және TV4) қуаты жетпеген жағдайда, бірфазалы кернеу трансформаторлары ТV3 және  TV4 жүктеме кезінде НТҚС трансформаторларының кернеуін автоматты реттеу блогын БАУРПН  қоректендіру үшін қосымша қойылады.

          НОМ-10 (ашық үшбұрыш)  типіндегі екі ТV5 және TV6 кернеу трансформаторлары конденсаторларда ажыратылған соң, олардың разрядын алу үшін қойылады.

         

4.6 Бақылау сұрақтары

 

а) жоғары кернеуі 35-110 кВ жағында бөлгіші және қысқа тұйықтағышы бар НТҚС-тың электрлік сұлбасының жұмысын түсіндіріңіз:

1. Пайдалану кезінде НТҚС трансформаторының біреуін ажыратқан кезде;

2. НТҚС трансформатрының ішінде зақымдалу болған кезде;

б) жоғары кернеуі 35-110 кВ жағында бөлгіші және қысқа тұйықтағышы бар НТҚС-тың электрлік сұлбасының артықшылықтары және кемшіліктері?

в) бөлгіш, қысқа тұйықтағыштың конструкциясын және қызметін түсіндіріңіз;

г) майлы ажыратқыш, жүктеме ажыратқышы, айырғыш және бөлгішпен қандай операцияларды орындауға болады?

д) өзіндік қажеттілік трансформатрларының, НТМИ-10, НОМ-10 кернеу трансформаторының  және тоқ тарнсформаторларының міндетін түсіндіріңіз.

е) жоғары кернеу жағында ажыратқышсыз  НТҚС  трансформатор қорғанысының ерекшелігі неде?

 ж) қысқа тұйықтағышты қорғаныс сұлбасының әрекетін түсіндіріңіз а) БРО релесі; б) уақыт релесінен және қысқа тұйықтағыш блок контактыдан.

и) электр энергия шығынын коммерциялық және техникалық есептеудің айырмашылығы?

к) 1000 В-қа дейін және одан жоғары тораптарда кернеу мен тоқ қалай өлшенеді?  


 

 

Әдебиеттер тізімі

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

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

3. Сибикин Ю.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учебник для проф. Учебных заведений. – М.: Высшая школа, 2001.

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

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

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

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

8. Правила устройства электроустановок. – СПб.: Издательство ДЕАН, 2001.

9. ПТЭ и ТБ при эксплуатации электроустановок потребителей. – М.: Энергоатомиздат, 1986.

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

11. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: Электроснабжение / Под ред. А.А. Федорова - М.: Энергоатомиздат, 1986.

12. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: Электрооборудование / Под ред. А.А. Федорова - М.: Энергоатомиздат, 1987.

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

 14. Федоров А.А., Каменева В.В.  Основы электроснабжения промышленных предприятий. – М.: Энергия, 1984.

15. Ермилов А.А.  Основные электроснабжения промышленных предприятий. – М.: Энергоатомиздат,  1983.