Өткізгізштер мен аппараттарды таңдаудағы есептік шарттар Есептік жұмыс тоқтары

Есептік шарттар өткізгіштері мен аппараттарын таңдау үшін жеке жалғаулардағы қысқа тұйықталу есептік тақтарын, берілген схема бойынша жұмыс созылмалы тоқтарын анықтау қажет. Есептік шамаларда каталогтармен анықтамалардан таңдап алынатын өткізгіштермен аппараттардың сәйкес номинальды параметрлерімен салыстырады.

Күрделі режимдердегі ауыр тоқтармен қатар номинальды режимдегі жұмыс тоқтары да бар. Қондырғының немесе оның бөліктерінің қалыпты режимі деп бұл жердегі барлық байланыстар жұмыс істеп тұратын немесе жұмысқа дайындық жағдайындағы режимді атайды. Күрделі режим деп жөндеу немесе авариядан кейінгі жұмыстар кезеңіндегі қалыпты режимдегі тоқтап асып түскен байланыстардың жұмыс тоғы режимін айтады. Мұндай жағдайлар келесі кезде болуы мүмкін: параллельді желілерді мәжбүрлі өшірген кезде, трансформатор шамадан тыс жұмыс істеген кезде, генераторлардың кернеуі төмендеген жағдайда (5%-ке дейін) және т.б.

45 – сурет. Блоктың агрегаты бар станция схемасы (байланыстардағы қысқа тұйықталудың есептік тоқтары анықтамасына)

Көрсетілген жағдайларда жұмыс тоғын көбейту мүмкіндігі өткізгіштерілген аппараттарды таңдауда есепке алынуы тиіс. Жекеленген байланыстардағы есептік шарттардың номиналды және күрделі режимдер тобы бірдей емес. Мәселен, блоктың агрегаттар (сурет 45) байланысындағы I раб. норм созылмалы номиналды режим тоғы блоктың номиналды тоғына тең, ал I раб. норм 1,05 шамасынан аспайды, яғни ол генераторлардың рұқсат етілетін шамасын анықтайды. Ауамен берілетін желілердегі байланыстардағы қалыпты режимдегі есептік тоқ қосулы кездегі параллельді желідегі ең үлкен жұмыс тоғына тең. Күрделі режимдегі тоқ желі схемасына байланысты болады.

Мысалы екі параллельді желіде күрделі режим тогы қалыпты режимдегі тоқтан екі есе асып түседі (45 – суреттегі W1, W2 желілері). Күрделі схемаларда бұл тоқтар шаталап қана анықталуы мүмкін. Алайда, есептік шарттар 35 кв және одан жоғарыда әр желі үшін күрделі режимдегі жұмыс тоғын анықтау туындамайды, өйткені барлық байланыстарда бірегейлік мақсатта сөндіргіштермен басқа аппараттарды бірдей етіп алу қалыптасқан. Сондықтан аса жүктелген байланыс үшін күрделі режимдегі жұмыс тоғын анықтау жеткілікті болады.

Подстанциялар мен станциялардың құрама шиналарының жұмыс тоғы байланыстардың жұмыс тоғынан, олардың есептік шарттарда өзара орналасуынан, құрама шиналар түрінен (қосарларнған және жеке), орнату режимінен тәуелді болады. Олар шамалап қана анықалуы мүмкін.

Қысқа тұйықталудың есептік тоқтары

Қысқа тұйықталудың есептік тоқтарын анықтау, аппарататтар мен өткізгіштерді электродинамикалық термиялық тексеру мен сөндіргіштерді коммутациялық қабілетін таңдау үшін қажет.

Қысқа тұйықталудың есептік түрі.Жерге қосылмаған және компенсацияланған желілерді қысқа тұйықталудың бастапқы тоғы үшфазалық тұйықталуда ең үлкен шамаға ие болады. Екі фазалы қысқа тұйықталудың бастапқы тоғы үшфазалы қысқа тұйықталудың тоғының бөлігін құрайды (генератордан тыс тұйықталу кезінде). Сондықтан сөндіргіштерді коммутациялық қабілеті бойынша таңдауда, аппараттарды электродинамикалық тексеру кезінде тұйықталудың есептік түрінде үшфазалы тұйықталуды алады.

Тиімді жерге қосылған желілерде бір фазалы қысқа тұйықталу тоғы үшфазалы қысқа тұйықталу тоғынан асып түсуі мүмкін. Сондықтан сөндіргіштерді коммутациялық қабілеті бойынша таңдау кезінде бір фазалы қысқа тұйықталу кезіндегі есептік тоқтарды салыстырып үлкен шамаға қарай бейімделген дұрыс болады.

Қысқа тұйықталудың есептік тоғы. Қысқа тұйықталудың есептік тоғы деп қарастырып жатқан есептік шарттардағы өткізгіштер мен аппараттар сыналатын ең үлкен қысқа тұйықталу тоғын айтамыз. Жекелеген байланыстарда шартты есептеулердегі аппараттар мен өткізгіштер бірдей емес тоқтардың әсеріне тап болады. Аса ауыр жағдайларда тұйық байланыстардағы аппараттар болады, яғни энергия көзі жоқ байланыстар немесе аз қуат күші бар байланыстарда. Мысалы, өз қажетілігіне арналған трансформаторлар байланыстарында (45 – сурет точка к1), шина қосатын өшіргіштер байланыстарында. Басқа барлық байланыстарда қысқа тұйықталу аз. Мәселен, блоктық агрегаттар байланыстарында (45-сурет точка к2) аппараттар мен өткізгіштер I₁-I_бл тоғының әсерінен болады, мұнда I_бл – блоктың агрегаттан келетін тоқ. Желілер байланысында (45-сурет точка к3) аппараттар мен өткізгіштер I₁ - I_л тоғының әсерінде болады, мұнда I_л – желідегі тоқ.

Бірегейлік мақсатында есептік шарттар 35 кВ және одан жоғары өткізгіштер мен аппараттарда ең ауыр шарттар бойынша таңдап алады, яғни тұйық байланыстардағы есептеуді жеңілдететін қысқа тұйықталу тоғы бойынша алады. Есептік шарттар 6 -10 кВ теплофикациялық станциялар әрбір байланыс үшін қысқа тұйықталудың ең үлкен тоқтарын есептейді.

Негізгі әдебиет: 1 [227-232]

Қосымша әдебиет: 1 [350-365]

Бақылау сұрақтары:

1. Реакторлар құрылысы, қосарланған реакторларға тән сипаттама.

2. Реакторлардың электрдинамикалық және термиялық беріктілігі.

3. Есептік жұмыс тоғы, өткізгіштер мен аппараттарды таңдау үшін есептік шарттар.

4. Оқшауланбаған өткізгіштерді таңдау.

5. 6-10 кВ кабельдерін таңдау.

№ 8 дәріс конспектісі.

Дәріс тақырыбы: Күштік трансформаторлар – трансформаторлардың негізгі түрлері, құрылыс элементтері. Автотрасформаторлар. Номинал қуат және трансформаторлардың жүктелу қабілеті.

Энергожүйе және тұтынушылармен байланысының, сонымен қатар станцияның өзіндік тұтынушыларын қоректендіру үшін электр станцияларда және қосалқы станцияларда жоғарлатушы және төмендетуші трансформаторлардыорнатады. Энергожүйе тарапында трансформацияның бірнеше сатысы болғандықтан, трансформатор саны және лоардың қуаты генераторлардың орнатылған қуатын мен санынан бірнеше есе көп болады. Генераторлы қуаттың әрбір орнатылған киловаттына 7 – 8 кВА трансформаторлы қуат, ал қайта енгізілетінге 12 – 15 кВА дейін келетінін ескерген жөн.

Ірі электр станцияларда екі жоғарғы кернеулердің байлансы үшін әдете автотрансформаторлар қолданып, олар қарапайым трансформаторлармен салыстырғанда айтарлықтай технико-экономикалық артықшлықтарға ие. Автотрансформаторлардың бағасы пайдалану кезінде энергия шығыны, қуаты осындай автотрансформаторларға қарағанда айтарлықтай төмен.

Ресейдің энергия жүйесінің 35-750 кВ қосалқы станцияларында жалпы қуаты шамамен 570-мың МВА болатын 250-ге жуық күштік трансформаторлармен автотрансформаторлар жұмыс істейді.

Қуаты 120 МВА және одан да жоғары трансформаторлармен автотрансформаторлар кернеулер тогы бойынша тарату және олардың жалпы қуаттағы үлесі 4.1-кестеде берілген.

Трансформаторлар және автотрансформаторлардың кернецлер тогы бойынша тарату және олардың қуаттағы үлесі
Кернеу классы, кВ	Жалпы қуат үлесі , %
110	7
220	36
330	12,5
500	37
750	6
1150	1,5

Отандық трансформаторлардың 1150 кВ кернеці әлемдегі ең жоғарғы болып табылады. 4.1- сурет диаграммада трансформаторлар және автотрансформаторлардың қуаттарын тарату берілген.

4.2 – трансформаторлардың құрылғысы және жұмыс істеу қағидасы.

Трансформаторларда электр энергиясын біріншілік орамнан екіншілік орамаға беру барлық электрлік машиналарындағыдай Ф магнит ағымының көмегімен жүзеге асырылады, ал айнымалы, яғни уақыт бойынша өзгереді.

Трансформаторлардың жұмыс негізінде электромагнитті индукция құбылысы жатыр, оған сәйкес ЭҚК-ның мәні Ф магнит ағынының өзгеру жылдамдығына пропорционал. Егер контурда бірнеше тізбектей жалғанған орамдар W болса, онда катушкаға келген ЭҚК W есе көп болады.

Трансформатордың жұмыс қағидасын қарапайым бірфазалы екіорнамды трансформаторлар мысалында қарастырамыз, оның электромагнитті жүйесі 4.2 суретте берілген.

Трансформаторлар тұйқталған магнит жетектен 3 және орам сандары W1 және W2 екі орамдардан тұрады. Трансформатордың орамдары магнит өрісін жасау үшін қызмет етеді, оның көмегімен электр энергиясын беру және пайдалану шарттары бойынша талап етілетін ЭҚК-ті кернеу қамтамасыз етеді.

4.2 –сурет. Бірфазалы екіорамды трансформатордың электромагнитті жүйесі: 1-бірінші ретті орам; 2- екінші ретті орам ; 3,4,5 – магнит жетек; 4-магнит жетектің стержіні; 3,5-магнит жетек ярмасы.

4.3 – сурет. Трансформатор шпилькасын сүйектеп қысу.

Орамдарды дөңгелек немесе тікбұрышты қималы мыс немесе алюминимен оқшауланған спиральдардан оорындайды.

Трансформатордың W , аралас бірінші реті деп, ол W2 орамын екінші ретті деп аталады.

Трансформатордың магниттегі орамдар арасына магнитті байланысты күшейту үшін арналған және орамдарды және трансформатордың басқа бөлшектерін орнату және бекіту үшін конструкцияны негіздеуге болады.

Магнит жетекті кремниидің салыстырмалы мөлшері 5 пайызға дейін арнай электро-техникалық болатың оқшауланған беттеріне жинайды.

Орам орналасқан магнит жетектің байланыстыратын стержен деп, ол магнит жетектің стерженді тұйықтаушы бөлігін ярмо деп атайды. Егер трансформатордың бірінші ретті орамын екішісі ажыратылған кезде кернеуі айнымалы ток желісіне қосса, онда ол бойынша БЖ тогы деп аталады. і₁=і₀ тогы өтеді. і₀ тогымен шартталған магнит қозғаушы күш трансформатордың магнит жетегінде айнымалы магнит ағымын тудырады, ол кейбір ыдырауды ескермегенде толығымен бірінші және екінші ретті орамның барлық біліктерімен бекітілген. Магнит ағыны Ф электромагнитті индукция заңына сәйкес бірінші ретті орамда ЭҚК-ті келтіреді. Оның мәні орамдар санына пропорционал, ал екінші ретті орамда W2 орамдар санына пропорционал ЭҚК-ге.

Бірінші және екінші ретті орамдардың, осы орамдардағы білек санының қатынасына тең. ЭҚК-ң қатынасын трансформация көздері деп атайды k=i₁/i₂= W1/W2.

Осылайша орамдардағы білектер санын ала отырып берілген U1 кернеу кезінде трансформатордың қажет шығыстың кернеуін алу U2=I2.

Егер U1>U2 яғни k>1 болса трансформатор төмендеткіш деп аталады, U1<U2 кезінде жоғарылатушы деп аталады. Екінші ретті орамды жүктеме Zu кедергісіне қосқан кезде ол бойынша айнымалы ток i₂ өтеді. Осы кезде бірінші ретті орамда i₁ тогы туындайды, ал магнит ағыны тұрақты етіп ұстап тұрады. Соның нәтижесінде бірінші ретті орамға келтірілген ЭҚК-ге және желідегі U1 кернеуінің арасындағы теңдік қамтамасыз етеді. Осылайша, трансформатордың жүктемесі кезінде магнит ағыны бірінші және екінші ретті орамдардың магнит қорғаушы күштердің бірлескен әрекетімен тудырылады. Электротехникалық болаттың пластинкалардан жиналған тұйықталған магнит жетек кезінде бірінші ретті орамның МҚК –сі i₀ ,W1 номинал жүктеме кезінде орамдардың МҚК-ң 0,2-3.0 пайызын, сондықтан i₁W1= i₂W2 деп қабылдауға болады. Яғни, бірінші және екінші ретті орамдарда өтетін токтар олардың біліктерінің қатынасына пропорционал i₁/i₂ = W1/W2 болады.

Күштік трансформаторлар үшін басы мен аяғы стандартты белгілеулер орнатылған.

Бір фазалы трансформаторларда жоғарғы кернеудің орамының басы мен соңы А және Х әріптерімен ал төменгі кернеу орамдары а және х латын әріптерімен белгіленеді. Аралық кернеуі бар үшінші орам болған жағдайда орамның басы мен соңы Ат және Хт деп белгіленеді. Үш фазалы трансформаторға ЖК орамдарының басы мен соңы А,Қ,С және х,у,z және тағы басқа белгіленеді.

Үш фазалы трансформаторға орамдар “жұлдызша”,“үшбұрыш” схемалары бойынша жалғануы мүмкін. Бейтарап шығу кезінде “жұлдызша” сұлбасында оның шығуын 0 деп белгілейді, үш фазалы трансформатордың жалғау сұлбасы бөлшек түрінде белгіленеді, оның алымында ҚН орамдарын жалғау сұлбасын қояды, ал бөлімінде ТК болады. Трансформаторға қызмет көрсету кезінде жалғау сұлбасынан басқа ҚН және ТК орамдарында ЭҚК өзара бағытын білу қажет. Егер бір немесе екі орамдары бір және сол стерженде орналасса және бір және сол магнит ағыны мен Ф тұтылатын болса, онда ораудың бағыты және шығыстарын белгілеу бірдей болса, келтірілген ЭҚК – тер бірдей бағытталған және фазалары бойынша сәйкес келеді.

4.4 – сурет. Бір фазалы трансформаторды жалғау сұлбасы.

ҚН және КТ орамдарының сызықты ЭҚК орамының ығысуын сипаттау үшін, трансформатордың орамдарын жалғау тобының түсінігі енгізілген.

Автотрансформаторлар.

Кернеу мен токтың азғантай өзгеруімен және энергия беру үшін автотрансформаторлар қолданылады, оларда қарапайым трансформаторларға қарағанда орамдарында тек магнит қана емес, сонымен қатар электрлік байланыстар болады.

Автотрансформаторлар трансформаторлар сияқты төмендетуші және жоғарылатушы болып бөлінеді.

Сурет - 4.9. Бірфазалы төмендетуші және жоғарылатушы автотрансформаторлар

Автотрансформаторлар элетромагнитті қуаты екі орамды трансформатордың есептік қуатына қарағанда аз. Себебі қуаттың бір бөлігін орамдардағы электрлік байланыс есебінде екінші ретті орамға беріледі. Магнит жетектің металл орамдары мен болаттың массасының өзгеруінің есебінде автотрансформаторлардың ПӘК-і осындай шама наминал қуатты трансформаторлармен салыстырғанда жоғары.

Автотрансформаторлардың келешектеріне олардың релелік қорғанысын қиындату және кернеуін реттеу сонымен қатар орамдар электрлік байланысқандықтан атмосфералық аспектілердің қауіпінің жоғарылауы жатадды. Автотрансформаторларға сонымен қатар ҚТ жоғарылатылған токтары бар. Автотрансформаторлар жоғары кернеуін электрлік желілерді жалғау үшін үлкен қуатты айнымалы ток қозғалтқыштарын жіберу үшін және т.б. қолданылады.