7 Дәріс конспектісі.

Дәріс тақырыбы: Энергожүйенің режимдерін басқару. Электрлік жүйе және электрлік тораптарды автоматты басқару жүйесі (АЖДВ) электр энергетикалық жүйелерде және тораптардағы апаттың сипаттамасы және себебі. Электр энергиясын жеткізудегі экологиялық проблемалары, қоршаған ортаға әсері.

ЭЭЖ режимдерін басқару оперативті персонал, автоматты реттегіштер және апатқа қарсы автоматика көмегімен іске асырылады. Қазіргі уақытта автоматиканың барлығы дерлік микропройессорлық жүйе негізінде құрылған. Басқарудың автоматтық жүйесін баптау ЭЭЖ жұмысының тиімділігін және тұтынушыға жіберілетін энергияның сапалық талаптарына сай алдын–ала таңдалған сипаттамалар бойынша жүргізіледі.

Қолданылатын автоматтық құрылғылар түрлерін таңдау, олардың тиімділі мен ЭЭЖ жұмысының сенімділігіне әсері арнайы оптимизациялық есептеулер негізінде жүргізіледі. ЭЭЖ режимдерін басқару оптималды, яғни қарсы факторлар әсері кезінде ең жақсы технико–экономикалық әсер беруі керек. Мысалы, ЛЭП бойынша берілетін қуатты арттыру бұл линияның апаттық өшуіне алып келуі мүмкін.

Басқару объектісі ретінде ЭЭЖ үшін көп мөлшердегі күрделі тік және оның элементтері арасындағы кері байланыстардың, жұмыс істеу процесінің мақсаттық бағыттары тән.

Ең маңызды автоматты құрылғыларды және олардың мақсаттарын атап өтейік.

Қоздыруды автоматты реттегіштер. Синхронды машиналардың ҚАР–р шиналардағы кернеуді қажетті мөлшерде ұстап тұрады, қажет болған жағдайда ЭЭЖ жұмысының тұрақтылығын арттыру үшін қоздыруды жылдамдатады.

Айналу жиілігін автоматты реттегіштер. Турбиналар генераторлары АЖАР–р генератор роторларының айналу жиілігін, яғни ЭЭЖ–тегі жиілікті сақтап отырады.

Жиілікті және активті қуатты автоматты реттеу. ЖжАҚАР өткізгіштік қабілеті бойынша жүйе аралық электр тоғын тарату мүмкіндігін есепке ала отырып белсенді қуат және жиілік балансын өзгертпей ұстап отырады.

Релелік қорғаныс. ЭЭЖ элементтерінің релелік қорғаныстары сигналға, бүлінген энергожүйенің элементтерінің сөнуіне немесе оның дұрыс жұмыс істемеуінде әсер етеді. Қорғалатын объекті туралы ақпарат үздіксіз қорғаныш құралына түсіп отырады. Қорғаныш құралы оны өңдейді және қалыпты режим жағдайы бүлінгенде ақаудың орны мен түрін анықтайды.

Резервті автоматты қосу. РАҚ апаттық жағдайда негізгі құрылғы сөнген жағдайда резервті құрылғыны қосады.

Автоматты қайта қосу. АҚҚ релелік қорғаныспен автоматты сөндірілген соң ЛЭП–тың қайта қосылуы есебінен тұтынушыларды электр тоғымен жабдықтау сенімділігін жоғарылатады.

Автоматты жиілікті жүксіздендіру. ЭЭЖ АЖЖ–у энергожүйедегі жиілік айтарлықтай төмендейтін апаттық жағдайда (қажетті деңгейден төмен) қуат балансын сақтауды қамтамасыз етеді. Бұл жағдайда АЖЖ ЭЭЖ–дегі жиілік пен кернеудің төмендеуін болдырмау үшін алдын ала таңдалып қойған кей тұтынушыларға энергия беруді тоқтатады, яғни ЭЭЖ жұмысының тұрақтылығын сақтайды.

Автоматты жиіліктік іске қосылу. ГЭС агрегаттарының автоматты жиіліктік іске қосылуы ЭЭЖ–дегі жиілік қажетті жағдайдан төмен түскенде жүргізіледі. Оның себебі ГЭС агрегаттарының қуат жинау уақыты бір минутқа жуық.

Технологиялық процестің біртұтастығына және жекелеген элементтерінің үздіксіз байланыстарына негізделген энергетикалық жүйенің негізгі ерекшелігі барлық жүйе жұмысын біртұтас басқаруды талап етеді. Осыған байланысты энергетикалық жүйелердің дамуымен бірге оларды бір орталықтан басқару техникасы да дамып келеді.

Энергожүйелерді басқаруды орталықтандыру қажеттілігі олар алғаш пайда болғаннан бастап туындады. Осыған байланысты ХХ ғ. алғашқы он жылдығында «жүктеме таратушы» (диспетчер) қызметі пайда болды.

Диспетчерлік басқару – бұл оперативті бағыну түрі. ЭЭЖ – нің бір немесе басқа құрылғысымен операция тек диспетчердің (үлкен кезекші персонал) бұйрығымен жүргізіледі.

Диспетчердің оперативті басқаруында бағынышты оперативті персоналмен немесе релелік қорғаныш пен автоматикадағы өзгерістермен бірігіп жұмыс істеуді талап ететін құрылғы бар.

ЕЭС–ті диспетчерлік басқару құрылымның негізіне келесілер кіреді:

• диспетчерлік және жалпы шаруашылық функцияларды шектеу, яғни диспетчерлік басқару жүйесінің энергокомпания басшылығының әкімшілік–шаруашылық қызметінен тәуелсіздігін қамтамасыз ету;

• әр сатыдағы кезекші оперативті персоналдың жоғары сатыдағы персоналға тікелей бағынатындай жүйенің иерархиялық құрылымы;

• жоғары сатыдағы оперативті жетекшінің араласуын талап етпейтін операциялық функцияларды орындауға әр сатыдағы персоналға мүмкіндік беру;

• қалыпты жағдайларды жүргізетін және апаттық жағдайлардың алдын алатын барлық сатыдағы оперативті персоналдың міндеттері мен функцияларын анықтау;

• қатаң диспетчерлік тәртіп.

Диспетчердің міндеті алғашқыда тек қуатты тарату ғана болды. Уақыт өте оның қызметі кеңейе түсті. Энергожүйенің диспетчеріне режимді басқару немесе энергожүйенің барлық элементтерінің режимдерін бақылау және апаттарды жою міндеттері жүктелді. Қазіргі уақытта энергетикалық жүйе диспетчерінің қызмет ету аясы өте кең, ол энергеожүйенің жекелеген элементтері ғана емес жүйе үшін маңызды деген барлық процестерді реттеуге араласады. Жүйе диспетчері басқару жүргізеді:

• энергожүйенің жекелеген станциялары арасында белсенді және реактивті қуатты бөлуге;

• барлық энергожүйедегі жиіліктер мен негізгі нектелердегі кернеуді реттеуге;

• энергетикалық желінің жекелеген участоктары бойынша қуат ағымын реттеуге;

• жүйенің негігі желілері мен электр станцияларындағы барлық коммутациялық ауысымдарды өндіруге;

• жөндеу үшін немесе резервке электр станциясының жекелеген агрегаттарын іске қосып–шығаруға;

• электр станцияларындағы және энергожүйенің негігі желілеріндегі апатты жоюға;

• ГЭС режимі мен су ағарын реттеуге;

• Релелік қорғаныш баптауларын өгертуге және т. б.

Энергетикалық жүйе диспетчеріне электр станциясы мен электр желілерінің жоғары оперативтік персоналы толығымен бағынады.

Өз қызметін дұрыс атқара алуы үшін энергожүйе диспетчерінің келесі мүмкіндіктері болуы керек:

• диспетчер өзіне бағынышты персоналмен тікелей байланыста болуы үшін сенімді және жақсы резервтелген тиісті байланысы;

• тиісті телеөлшеуіш қондырғылар құрылымы мен диспетчерге энергожүйенің негізгі параметрлері туралы мәліметтер алып отыруға мүмкіндік беретін телесигнализация қондырғылары болуы;

• диспетчерге негізгі желідегі қажетті және шұғыл операцияларды орындауға мүмкіндік беретін тиісті телебасқару қондырғысының құрылғылары болуы;

• диспетчерге энергожүйедегі жылдам өзгеретін процестер кезінде алын–ала ойластырылған қажетті амалдарды орындауға мүмкіндік беретін және жүйе режиміне қатысты сұрақтарды шешуге көмектесетін нұсқаулық–анықтамалық материалдардың болуы;

• диспетчер назарын толығымен жоспарланған режимнен ауытқу жағдайларына бөлуіне мүмкіндік беретін энергожүйенің жоспарланған режимі бойынша материалдары. Бұл диспетчер жұмысын айтарлықтай жеңілдетеді.

Соңғы жылдары электрэнергия сапасын жоғарылатуға көп көңіл бөлінуде, себебі электрэнергияның сапасы электрэнергияның шығынына, электрмен жабдықтау жүйесінің сенімділігіне, өндірістің технологиялық процесіне елеулі әсер ете алады.

Қазіргі заманғы өндірістік кәсіпорындарда еңбек өнімділігін арттыруға ұмтылу, сонымен қатар технологиялық процестердің күрделеніп кетуі реттелетін вентилдік электржетектерінің, қуаты үлкен доға пештерінің, дәнекерлеу қондырғыларының қолданылуы негіз болды. Бұл тұтынушылардың жұмысының сипаттамалық ерекшелігі қоректендіруші тораптың электрэнергия сапасына әсері болып табылады. Өз кезегінде электр жабдығының қалыпты жұмысы қоректендіруші жүйенің электрэнергиясының сапасына байланысты. Электр жабдығының және қоректендіруші жүйенің бір-біріне өзара әсерін электрмагниттік совместимость деп аталады.

Электрмагниттік совместимость мәселесінің шешілуі минималды шығындармен техникалық талаптар орындалатын электрэнергия сапасының тиімді көрсеткіштерін анықтаумен және ұстап тұрумен байланысты.

Электрэнергия сапасын жоғарылату мәселелерін шешу кезінде келесі сұрақтарды атайды: экономикалық, математикалық және техникалық.

Экономикалық сұрақтарға өнеркәсіптік электрмен жабдықтау жүйелерінде электрэнергияның сапалы еместігінен болатын шығындарды есептеу әдістері жатады. Математикалық аспектілер электрэнергия сапасының көрсеткіштерін есептеу әдістерін негіздейді. Техникалық аспектілерге техникалық құралдарды жасап шығару және электрэнергия сапасын жақсартатын шаралар, сонымен қатар сапаны бақылау және басқару жүйесін ұйымдастыру жатады.

МЕСТ13109-67 сәйкес электрэнергия қабылдағыштарында сапаның көрсеткіштері келесідей болады:

1. бірфазалы токтың электр торабынан қоректенгенде: жиіліктің ауытқуы; кернеудің ауытқуы; жиіліктің тербелу құлашы; кернеу өзгерісінің құлашы; кернеудің синусойдалды еместігінің коэффициенті;

2. үшфазалы токтың электрлік тораптарынан қоректенгенде: жиіліктің ауытқуы; кернеудің ауытқуы; жиіліктің тербелісінің құлашы; кернеу өзгерісінің құлашы; кернеудің синусойдалды еместігінің коэффициенті; кернеудің симметриялы еместігінің коэффициенті; кернеудің орнықты еместігінің коэффициенті;

3. тұрақты токтың электр тораптарынан қоректенгенде: кернеудің ауытқуы; кернеу өзгерісінің құлашы; кернеу пульсациясының коэффициенті.

Электрэнергия сапасының көрсеткіштерінің мәндері белгіленген уақыт периодында рұқсат етілген шектерде интегралдық ықтималдылығы 0,95 болуы керек.

Өндірістік кәсіпорындардың электрмен жабдықтау жүйелерінде электрэнергиясының сапасын сараптау үшін олардың бақылануы келесі өлшеулер ретімен өткізілуі керек:

1) кернеудің ауытқуын бақылау кезінде:

а) бес күндік жұмыс аптасымен істейтін кәсіпорындар үшін және бір жұмысшы немесе бір жұмысшы тәуліктен аз болмайтын энергожүйелердің түйіндері үшін;

б) үздіксіз өндірісті кәсіпорындар үшін – бір тәуліктен аз болмау керек;

в) барлық басқа жағдайларда – екі жұмысшы және бір жұмысшы емес тәуліктен аз болмау керек;

2) синусойдалды еместіктің коэффициентін, кернеудің өзгерісінің құлашын, жиіліктің тербелу құлашын бақылау кезінде:

а) электрдоғалы болатбалқыту пештерінің электр тораптарында – ең көп жүктеме уақытын аралығында 30мин бойы (балқыту периодында);

б) электрдоғалы және контактілі дәнекерлеу қондырғыларының электрлік тораптарында – 30мин бойы;

в) тұрғын және қоғамдық ғимараттардың электрлік тораптарында – ең үлкен кернеу тербелісінің пайда болу периоды кезінде 1 сағат бойы;

г) барлық басқа жағдайларда – бір тәулік бойы;

3) кернеудің симметриялы еместігінің коэффициентін бақылау кезінде:

а) «тыныш» режимде істейтін бірфазалы электрпештерінің тораптарында (кедергі пештері және т.б.) – ең үлкен жүктемелер периодында 1 сағат бойы;

б) күрт айнымалы режимде істейтін бірфазалы жүктемелердің тораптарында (электрдоғалық болатбалқыту пештері, тарту жүктемелері, электрдоғалы және контактілі электрдәнекерлеу және т.б.) – ең үлкен жүктемелер периодында 1 сағат бойы;

в) барлық басқа жағдайларда – бір тәулік бойы;

4. кернеудің орнықты еместігінің коэффициентін бақылау кезінде – бір тәулік бойы;

5. түзетілген кернеудің пульсациясы коэффициентін басқару кезінде –30 мин бойы;

4. жиіліктің ауытқуын бақылау әр уақытта жүргізілу керек.

Негізгі әдебиеттер 5 [373-432]

Қосымша әдебиеттер 2 [232-292]

Бақылау сұрақтары:

1. Кернеудің түсуі шығыннан айырмашылығы неде?

2. Кернеу түсуінің бойлық құраушысын шығынға қалай теңестіруге болады?

3. Жиілік және жүктемелік қуаттарымен есептеудің айырмашылығы?

4. Қай кезде есептеуді кедергілермен емес ұзындығы бойынша жүргізуге болады?

5. Желідегі қуат және энергия шығындарың есептеу әдістері?

6. Желінің басындағы кернеулерді анықтау жолдары?

7. Желі соңындағы қуат пен кернеулерді анықтау жолдары?