3 Тапсырманың қойылымы

3.1 Электр энергиясы сапасының мәселелері

Электрлік энергиясы адамның өміріне қажетті барлық саласында қолданылады, өзіне тән қасиеттердің жиынтығынан тұрады және басқа өнімдердің сапасын әсер ете отырып олардың басқа түрлерінің пайда болуына тікелей қатысады. Әр электр қабылдағышы (ЭҚ) электр энергиясының белгілі бір параметрлері кезінде жұмыс істеу үшін арналған, сондықтан оның қалыпты жұмыс істелуі үшін электр энергиясының қажетті сапасы (ЭЭС) қамтамасыз етілуі керек. Осылайша, ЭҚ қалыпты жұмыс істеп, ондағы функцияларды орындау кезіндегі электр энергиясының сипаттамаларының жиынтығымен ЭЭС анықталады. Өндіріс орнындағы ЭЭС оның сапасын тұтыну орнында кепіол бере алмайды. Электрлік торапқа ЭҚ-ның жалғану нүктесінде оның қосылуға дейінгі және кейінгі ЭЭС әр түрлі болуы мүмкін. ЭЭС жоғарылату мәселесінің маңыздығы өндіріске вентильді түрлендіргіштерді және доғалы болат балқыту пештері, дәнекер қондырғылары сияқты жоғары тиімділікті технологиялық әр түрлі қондырғылардың дамуы мен кеңінен ендірілуімен бірге өсіп келе жатыр.

Соңғы жылдары тұрмыста кең қолданысқа екіншілік қорек көзі арқылы тұрақты токта жұмыс істейтін және қоректеуші тораптың ЭЭС нашарлататын теледидарлар, компьютерлер мен басқа да қодырғылары ие болды. Нәтижесінде өзінше бір парадокс пайда болды: адамның өмірін жақсартатын, элеткрлік тораптағы ЭЭС-на теріс әсер ететін үнемді және технологиялық тиімді болатын жаңа технологияларды қолдану.

ЭЭС-ның нашарлануының салдарынан болған тұтынушылар мен энергожүйенің зақымды электромагнитті және технологиялы деп бөлу қабылданған.

Электромагнитті зақымның негізгі түрлері:

- торап элементтеріндегі шығынның жоғарылуы арқасында электрэнергияны жіберу мен тұтыну, генерациялау үрдістерінің тиімділігінің төмендеуі;

- релелік қорғаныс, автоматика мен байланыс жабдықтарының қалыпты жұмыс режиімінің бұзылуы мен оқшауламаның ескіруі салдарынан қызмет мерзімінің қысқартылуы мен олардың істен шығуы;

- қалыпты жұмыс режимінің бұзылуы мен релелік қорғаныс, автоматика мен байланыс қондырғыларының істен шығуы. Осының барлығы нәтижесінде тұтас элеткрмен жабдықтау жүйесінің сенімділігін төмендетуге әкеледі [1].

Технологиялық зардапқа өндірістіктің қысқаруын және өнімнің сапасының нашарлауына әкеліп соғатын технологиялық қондырғының бұзылуын жатқызады. 1999 жылдың 1 қаңтарынан бастап біздің елде электр энеергиясы сапасының 11 көрсеткішін анықтайтын Халықаралық стандарттың МемСТ 13109-97 «Жалпы белгіленудегі элеткрмен жабдықтау жүйесіндегі электрэнергиясының сапасының нормасы» атты екінші басылымы жүзеге асырылған. Осы көрсеткіштердің әр қайсысы электр энергиясының кез-келген ерекшеліктерін сипаттайды. Пайда болу себептерін, мүмкін болатын салдары мен қарымталау шараларын көрсетумен әр ерекшелікке жеке тоқталайық.

3.2 Кернеудің ауытқууы

1.1-суретте көрсеьілгендей кернеудің ауытқууы орныққан кернеу ауытқуумен сипатталады. Ол үшін электрэнергиясының қабылдағыштарының шығысындағы қалыпты рұқсат етілген және шекті рұқсат етілген, сәйкесінше электрлік тораптың номиналды кернеуінен +5 пен +10% ға ауытқуудың мәндері анықталуы керек. Бұл көрсеткіш айтарлықтай мағыналы, өйкені оның мәнінен қоректеу блогының жұмысқа қабілеттілігі тәуелді [2-3].

Сурет 1.1 Кернеудің ауытқууы

Қалыптан тыс көрсеткіштердің себептері: токты жүктеменің тәуліктік, маусымдық және технологиялық өзгерулері; генераторлар мен қарымталаушы қондырғылардың қуатының өзгеруі; электрлік тораптың параметрлері мен сұлбаларын өзгерту.

Әр түрлі ЭҚ-дың жұмысына әсері.

Кернеудің ауытқууы электрқозғалтқыштардың жұмысына айтарлықтай әсерін тигізеді. Қозғалтқыштың қысқыштарындағы кернеудің төмендеуі жағдайында магниттелудің реактивті қуаты азаяды, сол тұтынылатын қуат кезінде қозғалтқыштың тогы ұлғаяды, ол оқшауламаның қызуына әкеледі. Оқшауламаның қатты тозуы қозғалтқыштың қызмет мерзімін қысқартады. Асинхронды қозғалтқыштың қысқыштарындағы кернеудің айтарлықтай қысқаруы кезінде ротордың айналдыру моментінің және айналу жиілігінің азаюы үшін оның «лақтырылуы» болуы мүмкін. Кернеудің төмендеуі қозғалтқыштың жіберілуін де нашарлатады, өйткені бұл кезде оның жіберу моменті азаяды. Қозғалтқыштың шығысындағы кернеуді жоғарылату, қандай да бір тәсілмен қарымталау қажет болатын, онымен тұтынылатын реактивті қуаттың ұлғаюына әкеледі.

Вентильді түрлендіргіштерде әдетте фазалық басқару жолымен тұрақты токты автоматты түрде реттеу жүйесі болады. реттелу бұрышы автоматты түрде қоректеуші тораптың кернеуінің өзгеруіне тура пропорционалды өзгереді. Кернеудің 1 %-ға жоғарылауы түрендіргішпен реактивті қуатты тұтынылуын (1,0 ... 1,5) % жақсаруына әкеледі, ол қуат коэффициентінің нашарлауына әкеледі.

Электртермикалық жабдықтар, электролизді және дәнекерлі қондырғылар сол сияқты кернеу ауытқуларына сезімтал. Кернеудің кері ауытқууы өндірістік үрдістің уақыт ішінде ұлғаюына, ал кейде өнімнің ақауына әкеледі.

Сонымен қатар бір қарапайым, бірақ өте маңызды кез-келген ЭҚ үшін ортақ ережені айта кету қажет: кернеудің мәні номиналдыдан жоғары болуы кезінде электрқондырғының номиналды жұмыс режимінде электр энергиясының тұтынылу деңгейімен салыстыру бойынша оның қайта шығындалуы жүреді.

Жауапкершілік пен қарымталау шаралары.

МемСТ сәйкес кернеу ауытқуларын қалыпты шекте ұстап тұру үшін жауапкершілік энергоүнемдеу ұйымдарында жатыр. Электрлік тораптағы кернеудің ауытқууы бойынша талаптарды қамтамасыз етудің негізгі екі түрі бар.

Бірінші тәсіл

Қоректендіру орталығындағы (ҚО) және тұтынушылардағы кернеудің деңгейін реттеуге негізделген. Техникалық жағынан ол трансформатордың орамдарының қоздырылуынсыз ауыстыру (ҚА) мен жүктеме астында реттеу (ЖАР) жүйесінің көмегімен трансформация коэффициентін өзгерту жолымен жүзеге асырылады. 1.2 – суретте сапалы түрде ҚО-нан тұтынушыға дейінгі тораптың телімінің бойымен кернеудің ауытқу деңгейі қалай өзгеретіндігі көрсетілген.

Осыдан, қашықтықтағы ЭҚ үшін кернеу ауытқууы бойынша талаптар орындалмаса да болатындығы көрсетіліп тұр. Трансформатордағы ЖАР автоматты жүйесі жағдайды айтарлықтай түзете алады. Екінші тәсіл қоректеуші желілердегі кернеудің шығынын қысартуға негізделген, ол активті және реактивті кедергілердің төмендеуі арқасында жүзеге асырылады. Активті кедергінің төмендеуі сымдардың қимасын үлкейтумен, ал реактивті кедергінің төмендеуі қондырғыларды (БҚҚ) қолданумен іске асады. Желінің параметрлерін бойлық сыйымдылықты қарымталануы желінің бөлінуіндегі конденсаторларды тізбектей қосуға негізделген, соның арқасында оның реактивті кедергісі төмендейді.