Электрмен жабдықтау

Электрэнергия сапасы

1 токтың жиілігі;

2 кернеу;

3 кернеу симметриясыздығының дәрежесі;

4 кернеудің синусоидалы еместігі.

1 Жиіліктің номиналдыдан бірнеше процент өзгергені негізінде асинхронды қозғалтқыштардың жұмысына әсері тиеді.

f ↓ → n↓ ал f ↑ - керісінше. f ↓ → I↑

f ↓→ M_max↑

f ↓→ t^o↑

Электрэнергия сапасының нормаларын белгілейтін ГОСТ – 13109- 97. Осы ГОСТ-қа сәйкес ток жиілігінің ауытқулары қалыпты режимде, яғни тәуліктің 95%, ± 0,1 Гц – тен аспау керек (± 0,2 Гц – ке жиілік уақытша ауытқуына болады).

Жиіліктің ауытқуы деп, оның шын мәні мен номиналдық мәнінің арасындағы айырмашылықты айтады. Аталған нормалардың жеке жұмыс жасап тұрған 1000 кВт – қа дейінгі электрстанция қабылдағыштарына қатысы жоқ. Оларға ± 0,5 Гц, ал 250 кВт – қа дейін ± 2 Гц жиіліктің ауытқуы рұқсат етіледі. Жиілікті белгілі шекте ұстау ауылды электрмен жабдықтаудың негізгі міндеттеріне жатпайды, оның бірінші мақсаты электрэнергияны өндіру емес, тарату.

2 Электрмен жабдықтаудың маңызды мақсаты тұтынушылардың керекті кернеу деңгейін ұстау. Кернеудің рұқсат етілген деңгейінен асқаны тұтынушыларға үлкен әсерін тигізеді. Мысалы, жарықтандырушы аспаптар. Кернеудің номиналдыдан асқанында қыздыру шамдарының қызмет мерзімі төмендейді, ал кернеу төмендегенде олардың жарық ағыны азаяды. Люминесценттік шамдар үшін қызмет мерзімі екі жағдайда да қысқарады. Кернеу өзгеруінің асинхронды қозғалтқыштың жұмысына әсері қатты. Кернеу төмендегенде асинхронды қозғалтқыштың иінкүші азаяды, өйткені М_айн ≡ U². Ток пен температура өседі, оқшаулама тез тозып, қызмет мерзімі азаяды. Кернеу көп түскенде М_айн төмендеуіне байланысты жүктемесі бар асинхронды қозғалтқыштар толық тоқтауы мүмкін (опрокидывание). Егер асинхронды қозғалтқышты тораптан ағытпаса, ол зақымдалады.

Кернеу төмендегенде электрқыздырғыш аспаптардың қуатын азайтып, қыздыруын, тұрмыстық жабдықтың жұмысын нашарлатады. Кернеу көтерілгенде тұрмыстық аспаптың қызмет мерзімін азайтады. ГОСТ - қа сәйкес кернеудің ауытқу нормалары тәуліктің 95 % уақытында ± 5 % құрайды.

Кернеудің ауытқуы деп, кернеудің тораптағы қарастырылатын нүктесіндегі айғақты мәнімен оның номиналдық мәнінің айырмасын айтады. Кернеудің талап қойылатын деңгейлерін ауылды электрмен жабдықтау жүйесінде ұстау үшін арнаулы кернеу реттейтін әртүрлі типті тораптық реттеуіштер, конденсатор және ауыл электрстанцияларының өндіргіштері кернеуін реттеушілер пайдаланылады.

3 Тұтынушылардың жұмысына симметриясыздығы және оның қисығы формасының синусоидалы еместігі әсер етеді. Кернеудің симметриялы еместігі біріншіден кернеуі 0,38/0,22 кВ бірфазалық жүктемесі бар электр тораптарында байқалады. Мұнда қалыпты режимдердің өзі симметриялы емес. Осыдан бірфазалық қабылдағыштарда кернеудің ауытқулары әртүрлі болады, ал кейбіреулерінде шектен шығып кетеді.

Үшфазалық жүйеде симметриясыздықтың себебінен нөл және кері реттіліктер пайда болады. Мұнда үшфазалық асинхронды қозғалтқыштарда кері реттілік токтары кері реттілік кернеуінің аз мәнінде де үлкен шамаларға жетеді (асинхронды қозғалтқыштың кері реттілік кедергісінің аз болғандығынан). Бұл қозғалтқыштың қосымша қызуына әкеліп соғады да олардың қызмет мерзімін қысқартады.

Симметриясыздық электрқозғалтқышты дірілдетіп, оның қызмет мерзімін қысқартады. Сондықтан ГОСТ – қа сәйкес кернеулердің симметриясыздық коэффициентінің қалыпты мәні үшфазалық электрқабылдағыштардың қысқыштарында 2...4 % ұзақ рұқсат етіледі. Кернеудің симметриясыздық коэффициенті деп негізгі жиіліктің кері реттілік кернеуінің номиналды желілік кернеуіне қатынасын айтады. Симметриясыздықтың басқа көрсеткішінің мәні нөл реттілігінің коэффициенті де үшфазалық тораптар үшін сол шамада. Мұнда нөл реттілігі коэффициенті деп негізгі жиіліктің нөл реттілігі кернеуінің номиналды фазалық кернеуіне қатынасын айтады.

Жүктемелер симметриясыздығының кернеудің сапасына әсерін азайту үшін бірфазалық қабылдағыштарды фазаларға симметриялы бөліп, олардың қуаттыларын желілік кернеуге қосу керек. Бұған сымдардың, бірінші кезекте нөл сымының қимасын көбейткен кедергіні және нөл реттілігінің тогын азайтуды қамтамасыз етеді. Осы мақсатпен Y – Y-o сұлбасы бар 10/0,4 кВ трансформаторының орнына «Y- ирек (зигзаг) – нөл» сұлбасы бар трансформаторды қондыру қажет.

4 Кернеу қисығы формасының синусоидалы еместігі (қисықта жоғары гармоникалардың пайда болуы) асинхронды қозғалтқыштың қызуының, қуат және энергия шығындарының тораптың барлық элементтерінде өсуіне келтіреді. ГОСТ – қа сәйкес электрқабылдағыштардың қысқыштарында кернеудің синусоидалы еместігі коэффициентінің мәні ұзақ уақытта 5 %, 10 % (максим.) шектеледі. Кернеудің синусоидалы еместігінің зиян әсері симметриялы емес режимдерде пайда болғасын жоғарыдағы осы режимге қарсы арналған шаралар кернеудің синусоидалы еместігіне қарсы қолдануға жарайды.

4. Гармоникалар коэффициенті: . Бұл коэффициент барлық пайдасыз гармоникалардың бірінші гармоникаға қатынасын көрсетеді.

Дәлірек мәнін анықтауға болады:

то есть .

Несинусоидальность напряжения характеризуется следующими показателями : — коэффициентом искажения синусоидальности кривой напряжения; — коэффициентом n-ой гармонической составляющей напряжения.Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения K_U определяется по выражению, %

(3.7)

где U_(n)  — действующее значение n-ой гармонической составляющей напряжения, В; n  — порядок гармонической составляющей напряжения, N  — порядок последней из учитываемых гармонических составляющих напряжения, стандартом устанавливается N =40; U₍₁₎  — действующее значение напряжения основной частоты, В.

Допускается определять K_U по выражению, %

(3.8)

где U_ном  — номинальное напряжение сети, В.

Электрмен жабдықтаудың сенімділігі және оның деңгейін көтеретін құралдар

Электрқондырғыларының құрылым ережелеріне (ПУЭ) сәйкес барлық электр қабылдағыштары электрмен жабдықтау сенімділігін қамтамасыз ету жағдайында үш категорияға бөлінеді:

І категорияға электр жабдықтауындағы үзіліс төмендегідей жағдайларға алып келетін тұтынушылар жатады: адамдар өміріне қауіп төну, шаруашылыққа келтірілетін мәнді зиян, қымбат негізгі жабдықты бүлдіру (ауыл шаруашылығында ауыруы мен қырылуы), өнімнің жаппай бұзылуы (ауыл шаруашылық өнімдерінің бұзылуы), күрделі технологиялық үрдістердің бұзылуы.

І категориялы электрқабылдағыштар электрэнергиямен екі тәуелсіз бірін- бірі резервтейтін қорек көздерінен қамтамасыз етілуі керек. Бұл электрқабылдағыштардың электрмен жабдықтауындағы үзілісі қорек көздерінің біреуінен екіншісіне қоректі автоматты орнын ауыстыру уақытына ғана рұқсат етіледі.

ІІ категорияға электрмен жабдықтаудағы үзіліс өнімнің жаппай шықпай қалуына, жұмысшылар мен механизмдердің жаппай тұрып қалуына, қала және ауыл тұрғындарының қалыпты тіршілігін бұзуға әкелетін қабылдағыштар жатады.

ІІ категориялы электрқабылдағыштарды электрэнергиямен екі қорек көзінен қамтамасыз ету ұсынылады. Бір қорек көзінен электрмен жабдықтаудың бұзылғанында, оның үзілісі кезекші қызметкерлердің резервтегі қоректі қосқанға дейін рұқсат етіледі. ІІ категориялы электрқабылдағыштарды бір желі мен трансформатордан қоректендіруге болады, егер желіні апаттан кейін жөндеу мүмкін болса немесе бұзылған трансформаторды бір тәулік ішінде аумастырса.

ІІІ категорияға барлық қалған электрқабылдағыштар жатады. Оларды жабдықтау бір қорек көзінен жасалынады, егер электрмен жабдықтаудағы үзіліс бір тәуліктен аспаса. Электрмен жабдықтаудың сенімділігін арттыру үшін әртүрлі құралдар пайдаланылуы мүмкін. Бұл экономикалық нәтиже алумен байланысты, біріншіден электрмен жабдықтаудағы үзілістен келетін зиянды азайту арқасында, басқа жағынан осы құралдарға жұмсалатын қосымша қаржыларға байланысты. Сондықтан электрмен жабдықтаудың сенімділігін арттыру екі құраушыны ескере отырып мксималдық экономикалық нәтиже алатын бір белгілі, оңтайлы деңгейге дейін тиімді. Электрмен жабдықтаудың сенімділігін көтеретін әртүрлі құралдар мен шараларды екі топқа бөлуге болады – Ұйымдастыру- техникалық және техникалық.

Ұйымдастыру – техникалық шараларға келесі жатады:

І Эксплуатациядағы қызметкерлерге талапты күшейту, оның ішінде еңбек және өндіріс тәртібіне талапты күшейту, және қызметкерлердің санатын (квалификация) көтеру.

ІІ Ағымдағы және күрделі жөндеулерді және профилактикалық сынақтарды тиімді ұйымдастыру, оның ішінде жөндеу және профилактикалық жұмыстарды жоспарлауды жетілдіру, жөндеу жұмыстарын механикаландыру, желілерді кернеуді ағытпай жөндеу. Ауылдық 10 кВ тораптарында соңғы шара онша тиімді емес, бұл онша нәтиже бермейді және қызметкерлердің санаты да жеткіліксіз.

ІІІ Зақымдарды табу және оларды жоюды тиімді ұйымдастыру, оның ішінде зақымды іздеуді жетілдіру, мысалы, арнаулы аппаратураны пайдаланып; арнаулы автокөлік пайдалану; диспетчерлік қызметті енгізу; телемеханикаландыру; радио байланысы және басқа; желіні қалпына келтіру жұмыстарын механикаландыру.

ІV Материалдар мен жабдықтың апаттық қорын қамтамасыз ету. Бұл қордың оңтайлы көлеміне ұмтылу керек, өйткені артық қор күрделі қаржының іске аспай қалуына соқтырады, ал оның жетіспеуі қалпына келтіру жұмыстарының созылуына алып келеді.

Электрмен жабдықтаудың сенімділігін арттыратын техникалық құралдар мен шараларға келесі жатады.

І Тораптың бөлек элементтерінің сенімділігін көтеру, оның ішінде тіректердің , сымдардың, оқшауламаның, әртүрлі желі және қосалқы станция жабдықтарының.

ІІ Электр тораптарының ұзындығын (радиус действия) қысқарту. Ауа желілері ең зақымдалатын элементтер. Бұзылу АЖ ұзындығына пропорционалды өседі. Елімізде 10 кВ желілердің ұзындығы 15 км-ден болашақта 7 км дейін түседі (шет елдерде солай).

ІІІ Жер астындағы кабель тораптарын қолдану. Олар АЖ – нен қысқа, олардың негізгі құндылығы – сенімділік- ауа- райы құбылыстары әсер етпейді. Апаттық ағытулар 8...10 есе азаяды. Кемшілігі – апатты жоюға үш есе артық уақыт кетеді – зақымдалған айланды табу қиын, жерді аудару жұмыстары бар. Арнаулы аспаптар зақымды табуды тездетеді.

ІV Тораптық және жергілікті резервтеу. Ауылдық электр тораптары негізінде тұйықталмаған режимде жұмыс істейді, яғни бір жақтан қоректенеді. Мұндай режимде қ.т.т. төмен, арзан аппаратура (ажыратқыштар, айырғыштар, және т.б.), қуат шығындары аз, т.б. Бірақ электрмен жабдықтаудың сенімділігі екі жақтан қоректенумен салыстырғанда төмен. Резерв ретінде екінші ЭБЖ (ЛЭП) басқа қосалқы станциясынан, болмаса басқа шиналар секциясы қолданылады. Бұл тораптық резервтеу. Сенімділігі жоғарылау резервтеу резервтік электр станциясы (жергілікті резервтеу), қуаты үлкен емес дизель электр станциялары.

V Ауылдық электр тораптарын автоматтандыру – РҚ, АҚҚ (АПВ),РАҚ (АВР), автоматты секциялау, апатқа қарсы автоматика. Қаржы аз жұмсалады.