Коммерциялықемес акционерлық қоғамы

Коммерциялық емес акционерлік қоғам

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

Электр станциялары, тораптары және жүйелері кафедрасы

ЭЛЕКТР СТАНЦИЯЛАРДЫҢ ЖӘНЕ ҚОСАЛҚЫ СТАНЦИЯЛАРДЫҢ

НЕГІЗГІ ЖӘНЕ ҚОСЫМША ЖАБДЫҚТАРЫ

Есептеу-графикалық жұмыстарын орындауға арналған әдістемелік нұсқау

(5В071800 – Электр энергетикасы мандығының барлық оқу түрінің студенттері үшін )

Алматы 2012

Құрастырушылар: Хожин Г.Х, Кузембаева Р.М., Мукашева Р.Т. «Электр станциялардың және қосалқы станциялардың негізгі және қосымша жабдықтары» есептеу-графикалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар (5В071800 – Электр энергетикасы мамандығының студенттері үшін). Алматы: АЭжБУ, 2012 - 25 бет.

Бұл әдістемелік нұсқауларда жұмыстың мақсаты, керекті теориялық мәселелері, жұмысқа әзірлік, жұмысты орындау тәртібі және есеп берудің мазмұны көрсетілген. Сонымен қатар бақылау сұрақтары да берілген.

Осы әдістемелік құсқаулар 5В071800 Электр энергетикасы мамандығының студенттеріне арналған.

Без. 2, кесте 11 әдебиет көрсеткіші - 11 атау.

Пікір беруші: техн.ғыл.д-ры, профессор Бекмагамбетова К.Х

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

2012ж. жиынтық жоспары, реті 3

Кіріспе

«Электр станциялары және қосалқы станцияларының негізгі және қосалқы жабдықтары» пәні бойынша ЕГЖ-ны орындау барысында,студент трансформаторларды таңдау, электржабдықтарын таңдау және тексеру үшін қысқа тұыйқталу тоғын есептеуді, электраппараттары мен электрқондырғының ток өткізгіш бөліктерін және де электрстанциялардың технико-экономикалық есептеулерін, теориялық курстан алған білімдерін пайдалана отырып техникалық және анықтамалық әдебиетпен жұмыс істеуді меңгереді.

№2 ЕГЖ-ның негізгі мақсаты периодты құрастырушылардың электрқұрылғыларындағы қысқа тұйықталу мен ұрылу тоғының өте ауыр режимдерде анықтау болып табылады. Апериодикалық құрастырушылар есептеуін жуық мәнде алады және қарастырылып отырған фазада максималды мән деп қарастырады.

Есептеу-графикалық жұмысына арналған әдістемелік нұсқау, болашақта өзіндік жұмыстарды, мамандық пәндері және дипломдық жобалар үшін бағыт көрсетеді.

№2 ЕГЖ-да мына сұрақтарға назар аудару қажет:

- есептеу сұлбасына және алмастыру сұлбасына;

- сұлбадағы элементтердің кедергілерін анықтау және оларды базисты жағдайға келтіру;

- электрэнергия көздерінен алынған есептеу нәтижесі бойынша қысқа тұыйқталу тоғын анықтау;

- жоғарғы вольттағы ажыратқыштар мен сөндіргіштерді таңдау;

- ажыратқыштар мен сөндіргіштерге байланысты ЖЭО принципиалды сұлбасын жасау.

Осы есептеу-графикалық жұмыстарындағы басты назар электрстанцияларының құрылымдық сұлбасына, күштік трансформаторларға және технико-экономикалық есептеулерде өте тиімді құрылымдық сұлбаларды таңдау болып табылады.

1 №1 Есептеу-графикалық жұмысы

Жұмыстың басты мақсаты студентке берілген есепті өзбетінше шешу,техникалық әдебиеттермен жұмыс істеуге дағдылау, ЭВМ-нің техникалық және нормативтік жағдайларын меңгеру және де теориялық білімдерін бекіту.

ЕГЖ-ның есептері:

- трансформаторлардың түрін, санын, қуатын таңдау;

- трансформаторлардың жылдық энергия шығынын есептеу;

- станцияның құрылымдық сұлбасын таңдау;

- ЖЭО-ғы электр байланысқан құрылымдық сұлбаның сызбасын орындау .

1.1 №1 ЕГЖ-ның көлемі мен мазмұны

1.1.1 Бастапқы мәндер.

ЕГЖ-ны орындау үшін бастапқы мәндер «Электр энергетикасы» пәнінің ЕГЖ-да көрсетілген, онда былай берілген:

- станция және отын түрі;

- станциядағы генераторлардың саны және қуаты;

- электр жүктемелері, олардың кернеуі мен саны;

- станцияны энергожүйемен байланыстырушы электрберіліс желісінің кернеуі мен саны;

- ЖЭО-ғы генераторлармен өңдірілген қуаттың және 35 кВ кернеудегі жүктемелердің графигі;

- екі нұсқа үшін қуат балансы;

- ЕГЖ-ны орындау үшін нұсқалар.

1.2.1 Есептік-түсініктемелік хат.

Есептік-түсініктемелік хат 15 бет көлемінде стандартты А-4 (210х297) форматында түсінікті және қысқартылған түрде болу керек. Осы жұмыста бүкіл есептеулер қысқаша келтірілу керек және де осы жұмыста қабылданған негізгі және принципиалды жағдайлары көрсетілу керек.

Есептік-түсініктемелік хаттың мазмұны:

1) байланыстырушы трансформаторлардың (автотрансформатор) саны мен қуатын таңдау;

2) трансформатордағы энергияның жылдық шығыны;

3) құрылымдық сұлбаның технико-экономикалық нұсқаларын салыстыру және ең тиімдісін таңдау;

4) электрстанциядағы таратқыш құрылғының электр сұлбасын таңдау.

5) электр байланысқан принципиалды схема стандартқа сай графикалық белгіленулерімен А-3 немесе А-2 форматта орындалады. Принципиалды сұлбада барлық генераторлар, трансформаторлар (автотрансформаторлар), жұмыс істейтін және резервтік трансформаторлар, барлық кернеудегі құрама шиналар (РУ) және олардан тарайтын тізбектер, ажыратқыштар мен сөндіргіштер, күштік трансформаторлардың (автотрансформаторлар) орамдарының байланыс сұлбасы болу керек.

1.2 №1 ЕГЖ. Электрстанциялардағы трансформаторларды таңдау

Трансформаторларды таңдау кезінде оның түріне,санына,қалыпты және авариялық режим кезіндегі тоқтың шамадан тыс болуымен анықталатын номиналды қуатына,электрстанцияларында құрама шиналардан (РУ)тұтынатын,тұтынушылар категориясына байланысты таңдалады.

Трансформаторларды таңдау бойынша ұсыныстар, сәйкесінше [2-8] төменде көрсетілген.

1.2.1 Электрстанциядағы генератор кернеуіндегі шинадан тұтынатын 1-ші және 2-ші категориядағы тұтынушыларға кемінде 2 трансформатор (автотрансформатор) орнату керек (ЕГЖ-да барлық тұтынушыларды қабылдау керек, 1-ші және 2-ші категориялар).

1.2.2 Үш кернеу болған жағдайда үш орамды трансформаторды қолданған жөн, бірақ технико-экономикалық мүмкіндіктерге байланысты автотрансформаторларды қолданған жөн, тиімді болу үшін мүмкіндігінше үшорамды трансформатормен қоса автотрансформаторларды (110 кВ және одан жоғары) қолдану керек.

1.2.3 Трансформатордың қуатын таңдау, авариялық жүктеме кезінде 40%-ке есептеу жүргізу.

1.2.4 Блоктық байланыс кезінде трансформатор мен генератор үшін анықталады [4]:

(1)

мұндағы–блок генераторының орныққан қуты, МВА;

–генератодың максималды жүктеме кезіндегі өзіндік мұқтаждық жүктемесі, МВА.

Блок автотрансформаторының номиналды қуаты былай анықталады:

(2)

мұндағы –қуаттың типтік коэффициенті немесе пайдалығы, -жоғарғы және -орташа кернеудің орамасы бойынша анықталады:

(3)

1.2.5 Электрстанциялардағы генераторлық кернеулі құрама шиналардың (әдетте ол-ЖЭО) қалыпты режимдегі трансформаторлардың қуаттарының қосындысы деп алғанда, мына өрнекпен анықталады:

мұндағы –генераторлық кернеудің шинасынан тұтынатын, тұтынушылардыңминималды жүктемесі, МВА. (3.3) өрнегі генераторлардың, жүктемелердің және тұтынушылардың өзіндік мұқтаждықтарының cos φ бірдей болған жағдай үшін жазылған. ЕГЖ -дің мәнін тең деп алу керек.

Авариялық шамадан тыс жүктелуді есептеу,трансформатор қуатын анықтаудың келесі өрнегін береді [3]:

(4)

мұндағы –авариялық режим кезіндегі максималды жүктеме;

– авариялық шамадан тыс жүктеменің жіберілетін коэффициенті [3]; ЕГЖ-да = 1,4 деп қабылдау керек.

Генераторлық кернеулі құрама шиналы ЖЭО-ғы байланыстырушы трансформаторлардың саны үшеуден аспайды. Блоктық сұлба кезінде трансформаторлардың саны генератор санымен бірдей болады.

1.2.6 РУ 110 кВ және одан да жоғары кернеулі электр байланысы автотрансформатор (үш орамды трансформатор) арқылы жүзеге асады, оның қуаты өте ауыр режімдегі шамадан тыс тоқпен анықталады. Қуаты өте жоғары станцияларда энергожүйеге электрэнергиясын беру екі кей кезде үш жоғары кернеу арқылы беріледі

1.2.7 Трансформаторларды таңдау кезінде олардың саны, түрі және қуаты бірдей тең бағалы сұлбалардың нұсқаларын қарастыру керек.

1.3 Электрстанциялардағы құрылымдық сұлбалардың технико-экономикалық салыстырылуы

Әрбір салыстырылып отырған нұсқалардағы трансформаторларды таңдау кезінде барлық кернеудегі РУ электр байланысы үшін тиімді сұлба таңдалады.

Экономикалық тиімді сұлба минималды шығындармен анықталады:

(5)

мұндағы –электрқондырғыны қамтамасыз ету үшін жұмсалатын капитал, у.е;

– 0,12-экономикалық тиімділіктің нормативті коэффициенті;

– жылдық қолдану кезіндегі шығындар, ш.б/жыл;

– электрэнергиясының толық жіберілмеуінен болатын залал, ш.б/жыл.

ЕГЖ- да ш.б. ретінде [3.4] бөлімдеріндегі бірліктер қолданылады.

Есептік жобалауда нұсқаларды салыстыру кезінде залалдарды есептеусіз орындау, яғни құрастырушы тұтынудың сенімділігін анықтайды, авариялық өшудің ұзақтығы мен болу мүмкіндігі, және т.б. сұрақтарды арнайы әдебиеттен қарастыру.

Сұлбаларды салыстыру кезінде капитал жұмсауды тек ерекше элементтер үшін ғана қарастыру керек.

Трансформаторлардың бағасы мына өрнек бойынша анықталады [3]:

(6)

мұндағы – трансформатордың зауыттық бағасы [3 кестеден 3.3 –3.11]; – найзағайдан қорғау аппаратарының, жергетұйықтағыштың, басқару щитына дейінгі контрольді кабельдің, құрылыстық және монтаждық жұмыстың, және материал бағасын, сондай-ақ тағы басқа материалдардың ошиновка бағасын есептейтін коэффициент:

Жылдық қолдану кезіндегі шығындар мына теңдеумен анықталады:

(7)

мұндағы - қызмет көрсетуге және амортизацияға кеткен шығындар;

және – % бойынша тиісті бөліп шығарулар [3 из таблицы 10.2];

– электрэнергияны жоғалтуға байланысты шығындар:

(8)

мұндағы – 1 кВт·сағ электрэнергия шығынының бағасы, ш.б./кВт·ч;

–схема элементтеріндегі электрэнергия шығыны, кВт·ч.

ЕГЖ-ны орындау кезінде [4] сәйкес деп қабылдауға болады. Трансформаторлардың жылдық электрэнергиясының шығынын анықтау әдістемесі [4] көрсетілген.

Технико-экономикалық есептеулерді кесте түрінде орындау керек.

Капиталдық қаражат бөлуді анықтау үшін 1.3.1. кестесі ұсынылады.

1 кесте - Капиталдық қаражат бөлуді анықтау

Элементтің аталуы	Бірліктің есеп айыру бағасы	1 нұсқа		2 нұсқа
Элементтің аталуы	Бірліктің есеп айыру бағасы	бірлік саны	сомасы у.е.	бірлік саны	сомасы у.е.
1 Трансформатор (автотрансформатор) 2 РУ ұяшығы сөндіргішімен
Барлығы

Соңғы нұсқаның құрылымдық сұлбасын 2 - кестеден таңдау

2 кесте – Құрылымдық сұлбаны таңдаудың соңғы нұсқасы

Шығындар

1 нұсқа

2 нұсқа

1 Есеп айыру капиталдық қаражат бөлу, К у.е.

2 Амортизацияны бөлектеу,

3 Энегияны жоғалту бағасы

4 Келтірілген min шығындар

1.4 «Электр энергетикасы» пәні бойынша графикалық есептеу жұмысы

250 МВт орнатылған қуаттылық жылу жарығы орталығының құрылымдық сұлбасын таңдау бойынша технико-экономикалық есеп үлгісі. Екі нұсқаға есеп мәліметі негізінде трансформаторға таңдау жүргіземіз.

1.4.1 1-нұсқаға арналған трансформаторды таңдау.

1. Т-1 және Т-2 трансформаторлары 1 кестедегі қалыпты режим жағдайы бойынша («Электр энергетикасы» пәні бойынша есептік графикалық жұмысы):

-барлық нұсқаға сәйкес 40% жүктеменің есебінен шамадан тыс көп қуаттың берілуі режимінде

3 - кестеде [3] екіорамды трансформатордың максималды қуаттылығы жоғары кернеулі 35 КВ 16 МВА тең. ТРДН түрдегі трансформатор алынып, салыстырмалы түрде 1 - суретте көрсетілген ТР трансформатордың сұлбасы алынады.

1 сурет – 1 нұсқамен салыстырмалы түрде қабылданады

Берілген сұлбада қалыпты режимдегі қуаттылық тепе-теңдігі сақталады. (өйткені Т1,Т2 екі трансформатордың орнына бір ТР трансформаторы қолданылуда).

Мүмкін болатын апаттық режимді қарастырайық:

а) ТР сөндіргенде қысқы Г-1 және Г-2 максимум генераторы 70 МВт 10 кВ жүктемені толықтырады. Әр Т-3 және Т-4тегі 35кВ электр орамы 48:2=24 МВт қуатымен жүктеледі;

б) қысқы максимумда Г-1 сөндіру ТР арқылы тұтынушыларды жабдықтауда 10 кВ қуаттылыққа жіберіледі:

35 кВ электр орамы Т-3 және Т-4 қуаттылықпен жүктеледі, ол мынаған тең:

Жазғы мезгілдегі минимумдық жүктемеде (мұндай режим энергожүйедегі диспетчер міндеті бойынша тууы мүмкін) Т-1 және Т-2 жүктемесі құрылады;

Сонымен, барлық қалыпты және апаттық режимдегі максималды қуаттылық 64,4 МВт тең.

ТРДНС – 63000/35 типті трансформаторға қондырғы орнатамыз. 3.5 [3] кестеде кейінгі есептеулерге төлқұжат мағлұматтары берілген.

2. Т-3, Т-4 трансформаторлар қуаты қалыпты және күшейтілген режимдегі жағдайда анықталады:

а)

б)

ТДНТ – 8000/110 типті трансформаторды орнатуға берілді.

1.4.2 2 - нұсқаға арналған трансформатор таңдалды.

1. Қалыпты режим жағдайындағы Т-1 және Т-2 трансформаторлар қуаттылығы анықталады:

Т-1 апаттық сөндірулер күйде;

Қуаттылықтың шектен тыс берілу күйінде:

ТДНТ – 63000/110 [3] типті трансформаторға орнатамыз.

2 Т-3 және Т-4 трансформатор қуаты 1 нұсқадағыдай анықталады.

ТДН – 80000/110 типті трансформаторды орнатуға қабылдаймыз.

1.5 Трансформатордағы жарық жоғалтудың жылдық есебі

Станциялар орналасу бойынша географиялық ауданы – Орталық Қазақстан: қыста – 200 тәулік, жазда – 165 тәулік, жылдық эквиваленттік температура - +10^оС. Жарықты жоғалтудың салыстырмалы бағасы 0,0115 у.е./кВ·с [4] сәйкес белгіленді.

1.5.1. 1 нұсқа («Электр энергетикасы» пәні бойынша ГЕЖ)

ТР-ТРДНС – 63000/35 трансформаторы.

Құрыштағы жылдық жарықты жоғалту[4]:

НН ажыратылған орамды трансформатордың мыстағы жарықты жылдық жоғалтуы НН орамды бірдей жүктеме жағдайында екі орамды трансформаторға арналған формула бойынша анықталады[4]:

Тәулік бойындағы жүктеменің мәнділігі кестеден алынған. («Электр энергетикасы» пәні бойынша ГЕЖ).

Т-3 және Т-4 – ТДТН – 80000/110 транформаторлары.

Бір трансформатордағы болаттың жарықты жылдық жоғалтуы:

Үш орамды трансформатордағы мыстың жарықты жылдық жоғалтуы НН,СН,ВН орамның әрқайсысы кесте бойынша олардың жүктемесіне сәйкес анықталады. («Электр энергетикасы» пәні бойынша ГЕЖ)

Анықтамадағы мағлұмат бойынша келесідегідей [3] Р_{кз.вн.нн}=365 кВТ

1.5.2. 2 нұсқа («Электр энергетикасы» пәні бойынша ЕГЖ).

ТДТН-63000/110 типті Т-1 және Т-2 трансформаторларының жарықты жылдық жоғалтуы. [3] бұл трансформаторларға -

ТДН-80000/110 типті Т-3 және Т-4 трансформаторларының жарықты жылдық жоғалтуы. [3] бұл трансформаторларға

1.6 Меншікті мұқтаждыққа транформаторларды таңдау(технико-экономикалық салыстыру үшін)

Берілген сұлбаға үшін жұмыс трансформаторлардың саны 4 генераторлар санына тең. Резервтегі саны – 1. Аталғандардан 1 - нұсқадағы Г-1 және Г-2 генераторлары салыстыру үшін жұмыс трансформаторлары сөндіргіш арқылы 10 кВ құрамды шиналарға қосылады, ал жұмыс трансформаторлары Г-3 және Г-4 блоктың ажырауын біріктіреді. Сөндіргіштің болуы генератор сөніп қалғанда РУ-35 кВ байланысына үш орамды қолдануға мүмкіндік береді.

ТР трансформаторы НН жарықты орам түрлі 10 кВ шиналы секцияларына екі сөндіргіш арқылы, секциялар арасында - секциялы сөндіргіштермен қосылған. Сонымен, 1 - нұсқада генератор қуатында ұяшықтар саны – 7, өз меншігіндегі сөндіргіштерді санамағанда екі сұлба да олардың саны бірдей.

2 - нұсқада генераторды өшіргенде блоктың сөнуінен сөндіргіштің көмегінсіз блоктың бірігуін орындауға болады.

Генератор қуатындағы ұяшықтар саны – 5. Меншікті мұқтаждыққа арналған трансформаторларға технико-экономикалық салыстырулар жасамаймыз, өйткені олардың саны мен қуаттылығы салыстырмалы нұсқаларда болады.

1.7 Нұсқалардың технико-экономикалық салыстырмалылығы

Есепті жеңілдету үшін нұсқаудағы қайталанған элементтер ескерілмейді. Теңеулерді кесте түрінде жасаймыз (3 кестені қара).

3 кесте - Нұсқалардың технико-экономикалық салыстырмалылығы

Элементтердің атаулары	ш.б. есептің бірлік бағасы	1 нұсқа		2 нұсқа
Элементтердің атаулары	ш.б. есептің бірлік бағасы	бірлік саны., данасы	ш.б..соммасы	бірлік саны., данасы	ш.б..соммасы
1 ТРДНС -63000/3 трансформаторы	107	1	171,2	-	-
2 ТДТН – 80000/110 трансформаторы	137	2	411	-	-
3 10 кВ ОРУ ұяшығы	10	1	10	-	-
4 10 кВ ЗРУ ұяшығы	20	2	40	-	-
5 ТДТН -63000/110 трансформаторы	126			2	378
6 ТДТН – 80000/110 трансформаторы	137			2	411
7 ОРУ 110 кВ ұяшығы	30			2	60
Барлығы			632,2		849

[3, 10, 3. кесте] 35кВ≥16МВа трансматорлары үшін, α=1,6 110 кВ қуатты трансформатор≥32МВа, α=1,5.

4 кесте – Нұсқадағы технико-экономикалық теңеудің соңғы нәтижесі

Шығындар

1 нұсқа

2 нұсқа

1 Есептік капиталды қаражат бөлу, К ш.б.

632,2

849,0

2*Амортизацияға бөлектеу U_a+U_o, ш.б.

3** Жарықты жоғалту бағасы, U_nom.,ш.б.

4 Жиналған минималды шығындар,

3min, ш.б.

0,084·632,2=53,1

0,0115·6192,52·10³=71,21

0,12·632,2+53,1+71,21=

200,174

0,084·849=71,31

0,0115·57771,72·10³=66,37

0,12·849,0+71,31+66,37

=239,56

*[3, 10.3. кесте]:

**Жарықты жоғалтудың бағасы:

1 нұсқаға арналған

2 нұсқаға арналған

1 және 2 нұсқа арасындағы шығын айырмашылықты құрайды, барынша үнемдірек 1 нұсқа деп қабылдауға болады.

2 №2 есептеу графикалық жұмысы

№2 есептеу графикалық жұмысының мақсаты - теориялық білім мен студенттердің нақты міндеттерді шешуде өз бетінділігі, электр қондырғылардағы тоқтың айқас тұйықталу есебі бойынша практикалық дағдыларды иемдену болып табылады.

№2 есептеу графикалық жұмысының міндеті:

- №1 есептеу графикалық жұмысы бойынша таңдалған құрылымдық сұлбаға есептеу және алмастыру сұлбасын құру;

- №2 есептеу графикалық жұмыс жетекшісінен электрстанциялардағы ММҚО (меншікті мұқтаждық құрылғыларды орнату), ТКҚО (төменгі кернеу құрылғыларын орнату), ЖКҚО (жоғарғы кернеу құрылғыларын орнату) айқас тұйықталу нүктесін қабылдау;

- сұлбаның қарсылық элементін анықтап, оларды базистік жағдайға келтіру;

алмастыру сұлбасын қайта жасап, нәтижелік тойтарысты анықтау;

- тоқтың айқас тұйықталуын мерзімді құрайтын бастапқы мәнін, сосын тоқтың айқас тұйықталу құрамды мерзімін, яғни берілген уақытқа арналған соққы тогы мен тоқтың айқас тұйықталуын анықтау қажет;

- коммутациялық аппараттарды таңдау (жоғарғы вольтті сөндіргіштер мен ажыратқыштар);

- ЖЭО электрлік қосындысының оңайлатылған негізді сұлбасын құру.

2.1 №2 есептеу графикалық жұмысының көлемі мен мазмұны

№2 есептеу графикалық жұмысы есеп-түсіндерме жазбалары мен электр станцияларындағы электрлік қосындысының оңайлатылған негізді сұлбасын құралады.

2.1.1 Бастапқы деректер.

№2 есептеу графикалық жұмысын орындаудың бастапқы деректерінде «Электр энергетикасы» және «Электрлік станциялар мен қосалқы станциялар» пәндері бойынша №1 есептеу графикалық жұмысы көрсетілген.

2.1.2 Есептік-анықтамалық хаттама.

Есептік-анықтамалық хаттама 20-25 беттік көлемнен тұрып, нақты және түсінікті болып стандартты А4-тік форматта АЭжБУ стандарттарына сәйкес орындалуы керек. Хаттамада барлық есептеулер мен негізгі ержелер келтірілуі керек.

Есептік-анықтамалық хаттаманың мазмұны:

1) Есептік сұлбаны құру.

2) Орын басу сұлбасын құру.

3) № 2-і ЕГЖ-ның жүргізушісінен қысқа тұйықталу тогының нүктесін алу.

4) Элементтердің кедергілерін анықтау және базистік шартқа келуін көру.

5) Орын басу сұлбасын түрлендіре отырып, сұлбаның кедергілерін анықтау.

6) Қысқа тұйықталу тогының апериодикалық және периодикалық құрауыштарын анықтау. Қысқа тұйықталу тоғының соқпалы және уақыт моментінің қысқа тұйықталу тоғын анықтау.

7) Коммутациялық аппараттарды таңдау (жоғары кернеулі өшіргіштерді және ажыратқыштарды).

8) Электрстанцияларының электрлік байланыстарының жеңілдетілген принциптік сұлбасын құру.

2.2 ЕГЖ № 2. Қысқа тұйықталу тогын есептеу және құрылғыны таңдау

2.2.1 Негізгі ережелер. Есептік аймақтарды анықтау.

Есептік сызба жұмыста электрқондырғыны таңдап және тексеру үшін үфазалық қысқа тұйықталудың тогын анықтау жеткілікті, оның есептелуі келесі түрде орындалады:

а) басты электрлік байланыс сұлбасынан есептік сұлба құрылады.

б) түрлендірулер арқылы орын басу сұлбасы оңай түрге келтіріліп, бір эқк-мен біріккен қорек көзі немесе қорек көзінің тобы қысқа тұйықталу нүктесінде қорытқы кедергімен байланыстырылады;

в) қорытқы эқк мен кедергінің көлемдеріне байланысты қысқа тұйықталу тогының бастапқы периодикалық мәні, қысқа тұйықталу тогының апериодикалық құраушысының мәні, ұрмалы ток және әрбір тармақтың периодикалық құраушысының мәні анықталады,керек болған жағдайда берілген t момент уақыты кезіндегі қысқа тұйықталу тогының құрауыштары анықталады.

Есептік жұмыстың көлемін қысқарту үшін бірнеше электрқондырғыларадың тізбектерін біріктіреді, олар өз кезегінде қысқа тұйықталу режимінде бірдей шартта болады. Бұл жағдай барлық электрқондырғылардың сұлбасын есептік шарттар бар аймақтарға бөлуге мүмкіндік береді.

2.2.2 Cұлбаның элементтерінің кедергілері және олардың базистік шартқа келтірілуі.

Қысқа тұйықталу тогын есептеген кезде түрлендірулер оңай болу үшін барлық элементтер базистік шартқа келтіріледі. Базистік элементтер ретінде базистік қуат пен базистік кернеуді алуға болады, осы арқылы базистік ток пен базистік кедергі анықталады.

Базистік қуатты әр түрлі мәнде беруге болады, ең дұрысы ондықтан = 100 МВА немесе 1000 МВА. Базистік кернеу ретінде бастапқы кернеудегі қысқа тұйықталу бар бөлігін алады (0,4; 3,15; 6,3; 10,5; 13,8; 15,75; 20; 37; 115; 154; 230; 340; 515 кВ).

Базистік ток мына формуладан анықталатындықтан

оңай түрлендірулер арқылы қысқа тұйықталған тізбектегі барлық элементтердің кедергілері үшін базистік шарт кезінде белгілі бір мән алуға болады.

Ауа және кабельдік желі үшін кедергілер алдын ала белгілі бір бірлікпен анықталады. Себебі ол геометриялық мәні мен номиналды кернеумен беріледі. Желінің кедергілерін сәйкес анықтамалықтардан білуге болады:

- Кернеуі 6-330 кВ ауа желісі үшін- 0,4 Ом/км.

- Кернеуі 500-730 кВ ауа желісі үшін- 0,3 Ом/км.

- Кернеуі 6 кВ-ке дейінгі кабельдік желісі үшін- 0,08 Ом/км.

- Кернеуі 10 кВ-ке дейінгі кабельдік желісі үшін- 0,1 Ом/км.

- Кернеуі 35 кВ-ке дейінгі кабельдік желісі үшін- 0,12 Ом/км.

Электр жүйесімен параллель жұмыс істейтін электр станциялардағы қысқа тұйықталу тогын есептеген кезде жүйені сипаттайтын берілгендерді білу керек. Егер жүйенің сұлбасы белгілі және ондағы элементтердің- генератордың, трансформатордың, ЭБЖ және т.б. параметрлері белгілі болса, онда желідегі қысқа тұйықталу тогы станциядағы қысқа тұйықталу тогы сияқыты есептеледі. Бірақ есептеулер оңай болу үшін келесі әдістер қолданылады:

а) толық қуат белгілі болған жағдайда барлық элементтердің жүйедегі белгілі бір нүктесіне дейінгі барлық элементтердің толық кедергісі беріліп, есептеулер қарапайым түрде жүргізіледі;

б) жүйенің номиналды қуаты және қысқа тұйықталу кезінде жүйедегі белгілі бір нүктедегі жоғары өтпелі кернеуі беріледі. Бұл жағдайда берілген нүктеге дейінгі кедері келесі түрде анықталады:

(9)

(10)

в) жүйенің қуаты өте үлкен болған жағдайда есептеулер шектеусіз қуатты жүйеден жүреді, бұл жағдайда жүйенің кедергісі келесі түрде анықталады:

(11)

Ескерту -Өшірменің номиналды өшіру тогы, кА, - трансформатордың қатыстық ккедергісі, ол арқылы анықталады.

5 кесте - кедергінің келтірілген мәні кезіндегі есептеу жүргізетін формулалар

Электрқондырғының элементі	Бастапқы параметр	Аталмыш бірліктер, Ом	Қатысты бірліктер
Генератор

Жүйе		;	;


Трансформатор		;	;
Реактор
Электр берілісінің желісі

Соқпалы тоқ пен апериодикалық құраушыны есептеу үшін керекті коэфициенттер 6 және 7-і кестелерде көрсетілген

Қысқа тұйықталу тогының есептелуінің қорытындысын кесте түрінде көрсету керек

6 кесте - және орташа мәндері

Қысқа тұйықталу орны

турбогенераторлардың шығарымдары (генератор тізбегі)

2,5 — 12 МВт

30 — 100 МВт

150—500 МВт

нақполюсті генераторлардың және демпферлі орамалы қозғалтқыштың шығарымдары (машина тізбегі).

трансформатордың өзіндік мұқтаждығының секциялары 40 MBА және 3,6 кВ-тен төмен.

Станция шиналары 6 — 10 кВ,30 — 60 МВт-тық генератормен .

станцияның жоғары кернеулі шинасы 32 МВА және одан жоғары трансформатормен.

станцияның жоғары кернеулі шинасы 100 МВА және одан жоғары трансформатормен.

генераторлық кернеудің реакторлық желісінен кейін.

азайтқыш подстанцияның төменгі кернеулі құрамалы шиналары, 100 МВА және одан жоғары трансформаторлармен.

25 МВА және одан жоғары трансформаторлармен.

20 МВА және одан кіші трансформаторлармен.

0,04 - 0,17

0,21- 0,54

0,3 - 0,55

0,05 - 0,45

0,045 - 0,07

0,185

0,115

0,14

0,125

0,095

0,065

0,045 және төмен

1,75 - 1.94

1,95 - 1,985

1,96 - 1,985

1,82 - 1,98

1,8 - 1,85

1,95

1,92

1,935

1,93

1,9

1,8 және төмен

7 кесте – мәнінің есептелуі

, с кезіндегі

0,04

0,045

0,05

0,1

0,2

0,3

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,773

0,636

0,472

0,368

0,286

0,233

0,174

0,135

0,105

0,8

0,61

0,512 0,411 0,329' 0,264 0,212 0,168 0,135

0,81

0,67

0,548

0,44

0,368

0,301

0,247

0,202

0,142

0,9

0,81

0,74

0,67

0,606

0,548

0,496

0,449

0,406

0.95

0,9

0,86

0,818

0,778

0,74

0,7

0,67

0,637

0,97

0,94

0,9

0,87

0,85 0,818

0,79

0,77

0,74

2.3 Ажыратқыш таңдау үшін қысқа тұйықталу тогын есептеу

Ажыратқыш таңдау үшін қысқа тұйықталу тогының келесі мәндерін білу керек: және ажыратқыштың доға өшірмелік түйіспелерінің ажырау уақыты кезіндегі периодикалық және апериодикалық өшпелі токтарын.

уақыты келесі түрде анықталады:

бұл жердегі, р.қ.-тың әсер етуінің минималды уақыты

- ажыратқыштың өзіндік өшу уақыты

Ажыратқыштың тез іс-әрекеттілігіне байланысты уақытын келесі түрде қабылдауға болады: ажыратқыштың толық өшу уақыты 0,16 кезінде 0,08 с-ке тең, 0,10 с -0,06 с; 0,06-0,04 с және 0,04 с өшу уақыты кезінде 0,02 с-ке тең.

-ны кез келген момент уақыты үшін анықталуы [4,9]-да көрсетілген. Тек соқпалы ток кезіндегідей қысқа тұйықталу тогының үш жағдайын ажырата білу керек. Қысқа тұйықталу жоқ кезінде периодикалық токты өшпейді деп қабылдайды және оны қысқа тұйықталу нүктесіндегі толық жоғары өтпелі токтың қосындысына тең деп қабылдайды .

Өшу уақыты кезіндегі апериодикалық ток:

(12)

Уақыт тұрақтысын анықтау қысқа тұйықталу кезінде анықталды.

-ны есептеген кезде 3-і кестені қолдануға болады.

Қысқа тұйықталу кезінде синхронды машинаның моментіне жақын кезде генератор тогы айтарлықтай сөне бастайды, ал жүйеден токты өшпейді деп қабылдауға болады

(13)

бұл жердегі, - генераторлардың толық периодикалық тогы,

- жүйенің тогы.

Ұзақ қызу уақытына байланысты аппараттар және өткізгіштер форсировтық режимді қанағаттандыру керек, ол келесі жағдайларда орындалады:

а) тізбектің параллель желілерінің біреуі сөнген жағдайда;

ә) трансформатор тізбегінің артық жүктелген кезінде;

б) кабельдің артық жүктелу қасиетін қолданған кезінде;

в) генератордың кернеуі номиналды кернеудің 5%-на төмендеген кездегі номиналды қуатымен жұмыс істеген кезінде

Электродинамикалық тұрақтылық аппараттардың шекті тогымен анықталады, ол үшфазалық қысқа тұйықталудың есептік соққы тогына тең, не одан үлкен болу керек

Аппараттардың және ток өткізгіш бөліктерінің термиялық тұрақтылығы олардың қысқа тұйықталу токтардың әсерінен қызуын анықтау арқылы тексеріледі, ол үшін қысқа тұйықталудың ұзақтығын немесе қысқа тұйықталу тогының әсер ету уақытының есептік мәнінбілу керек. Бұл өлшемдерге релелік қорғаныстың әрекеттік уақыты кіреді , ол ажыратқышқа қысқа тұйықталуды өшіру үшін импульс береді және осы ажыратқыштың толық өшу уақытын береді .

-ның мәндері ажыратқыштың мінездемелерінде келтіріледі.

Термиялық беріктілікке тексеру үшін В_к–ның қысқа тұйықталу кезіндегі мәндерін білу керек, ол жылудың көлемін сипаттайды, ол уақыты кезінде аппаратта және өткізгіште жүреді

бұл жердегі - моменті кезіндегі қысқа тұйықталу тогының мәні;

- периодикалық токтың жылулық импульсі;

- апреиодикалық токтың жылулық импульсі.

8 кесте – Аппараттардың және өткізгіштерді таңдау және тексеру шарттары

Электрлік аппарат немесе өткізгіш

Таңдау және тексеру шарттары

Ажыратқыш

(ажыратқыштардың асқын жүктемесінің жіберімділері)

қондырғысы үшін шарты орынды.

Одан кейін тексеріледі.

Айырғыш

Жылулық импульсті анықтау әдісі [4,5,7]-де көрсетілген, бұл жердегі қысқа тұйықталудың толық мәні келесі түрде анықталады:

(14)

Жеке аппараттар мен өткізгіштерді таңдауда өзінің ерекшеліктері болады, олар 5[4]-і кестеде келтірілген.

Мысалы. ТВФ-63-2 генератор тізбегінен Q1 өшірме мен QS1 ажыратқышын таңдау керек, олар 10,5 кВ-тық шинада жұмыс істейді, Q2 өшірмені және QS2 ажыратқышын ТФВ-120-2 генераторлы блог кезінде таңдау керек. Есептік токтар 2.4.2-кестеде келтірілген.

9 кесте – Ажыратқыш және айырғыш таңдау үшін қысқа тұйықталу тогының есептік мәндері

Қысқа тұйықталудың

нүктесі

Қорек көзі

I_n_.0,

кА

I_n_._r,

кА

I_y

кА

i_y,r,

кА

К1

G1 и G2

G3 Жүйе

2,2

2,21

9,67

2,01

9,67

6,04

6,12

22,08

1,94

2,38

0,69

Толық мәні

14,08

13,68

34,24

5,01

К2

Жүйе + G1, G2

28,3

20,4

27,8

78,4

85,2

27,93

15,3

Толық мәні

60,3

48,2

163,6

43,23

2.3.1 сурет – 2-мысал үшін оңайлатылған сұлба

Шешуі. Q1 және QS1-ді таңдау. Ұзақтық режимінің есептік токтарын табамыз :

(15)

(16)

Қысқа тұйықталу тогының есептік мәндерін 9-ы кестеден аламыз

(17)

(18)

02.01.05-84 анықтамалығы бойынша аз майлы МГГ-10-5000-45У3 ажыратқышын (майлы генераторлы, 10кВ, өшу номиналды тогы 45 кА, қоңыржай климатқа арналған, жабық орналастырылады) таңдаймыз.

02.11.01-80 анықтамалығы бойынша РВК-10-5000 ажыратқышын таңдаймыз, . Есептік берілгендер 2.4.3-і кестеде келтірілген.

Q2, QS2-ні таңдау. Генератор – трансформатор блоктау тізбегіндегі есептік ток ТВФ-120-2 (125МВ×А) генераторының үлкен электорлық қуаты арқылы анықталады:

(19)

Қысқа тұйықталудың есептік токтарын 10-кесте бойынша қабылдаймыз, бұл жағдайда ВН жағындағы барлық тізбектер шинадағы қысқа тұйықталу токтарының қосындысы арқылы тексеріледі.

02.00.06-81 анықтамалығы бойынша У-110-2000-40У1 («Урал» сериясы, 110кВ, 2000А, өшу тогы 40кА, қоңыржай климатқа арналған, ашық орналастырылады) майлы бакты ажыратқыш таңдалынады. Ажыратқышқа арналған жетегі ШПЭ-44У1. 02.10.05-81 анықтамалығы бойынша РНДЗ-110/1000У1 (сыртта орналастыруға арналған, екі колонкалы, жерге тұйықтайтын пышағы бар, 110кВ-қа арналған, 1000А) типті айырғышыш таңдаймыз. Жетегі – ПР-У1. Барлық есептік және анықтамалық берілгендер 10 - кестеде келтірілген.

10 кесте – Есептік және анықтамалық берілгендер

Есептік берілгендер

Есептік анықтамалар

Ажыратқыш

МГГ-10-5000-45У3

Айырғыш

РВК-10-5000

–

11 кесте – Есептік және анықтамалық берілгендер

Есептік берілгендер

Анықтамалық берілгенднер

Ажыратқыш

У-110-2000-40У1

Айырғыш

РНДЭ-110/1000У1

–

Әдебиеттер тізімі

1. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. – М.:Энергия, 1977. – 288с.

2. Васильева А.А. - Электрическая часть станций и подстанций. – М.: Энергия, 1980, - 608с.

3. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 640 с.

4. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. – М.: Энергия, 1987. – 600 с.

5. .Васильева А.А - Электрическая часть станций и подстанций: Учебник для вузов – М.: Энергия, 1990.

6. Рожкова Л.Д., Карнеева Л.К., Чиркова Т.В. Электрооборудование электрических станций иподстанций. Учебник для вузов. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 448 с.

7. Орлова И.Н. и др - Электротехнический справочник.. 7-изд. т3, кн 1. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 429 с.

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

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

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

11. Обслуживание и ремонт электрооборудования электростанций и сетей Название: Обслуживание и ремонт электрооборудования электростанций и сетей Автор: Макаров Е.Ф. Издательство: Академия, 2003.

Мазмұны

Кіріспе	3
№1 Есептеу-графикалық жұмысы.	3
№2 Есептеу графикалық жұмысы	14
Әдебиеттер тізімі	25