4 Сурет

Мұндай қабылдағыштар мысалы ретінде компрессор,  сорғыш, желдеткіш және т.б. электр қозғалтқышын, жатқызуға болады;

б) қысқа мерзімді жүктеме режимінде жұмыс істейтін қабылдағыштар. Бұл режимде машиналармен аппараттардың жұмыс периодының ұзақтығы аз, тіпті машиналар мен аппараттардың бөлшектерінің температурасы белгіленген шамадан аспайды (5-сурет). Ал машиналар мен аппараттардың өшіп қалу периоды соншалықты ұзақ, тіпті машина қоршаған ортаның температурасына дейін салқындануына үлгереді.

Сурет

Бұл топтағы қабылдағыштарға мысалы ретінде метал кесетін станоктардың, қосымша механиздерінің, электр қозғалтқыштарын, жапқыларды және т.б. жатқызуға болады:

1) қайталанбалы – қысқа мерзімді жүктеме режимінде жұмыс істейтін қабылдағыштар (6- сурет). Бұл режимінде машина мен аппараттардың қысқа мерзімді жұмыс периоды қысқа мерзімді өшу периодымен кезектесіп тұрады. Қайталанбалы – қысқа мерзімді жұмыс режимі жұмыс істеудің салыстырмалы жалғастығымен және циклдің ұзақтығымен сипатталады. Қайталанбалы қысқа мерзімді жүктеме режимінде электр машина немесе аппарат шексіз уақытта белгіленген салыстырмалы жұмыс істеу жалғастығымен жұмыс істей алады, ал машина немесе аппаратура бөлшектерінің температурасы белгіленген шамадан аспайды.

Бұл топтағы қабылдағыштарға мысал ретінде крандар, балқу аппараттар және т.б. электр қозғалтқыштарын жатқызуға болады.

6 Сурет

Жоғарыда айтылған қабылдағыштардың жұмыс режимдері үшін ГОСТ-183-74 сәйкес, электр өнеркәсібі белгіленген шарттарға арналған электрлік қозғалтқыштар шығарады;

г) жүктемелердің симметриясыздығы немесе фаза жүктелуінің біркелкісіздігі. Симметриялы жүктемелерге үш фазалы тұтынушының электр қозғалтқыштары және үш фазалы пештер жатады. Симметриялы емес жүктемелерге (бір-екі фазалы) электрлік жарықтандыру, бір фазалы және екі фазалы пештер, бір фазалы балқыту аппараттарын жатқызуға болады;

д) қорек көзінің сенімділігі /ПУЭ 1998 ж/.

Электрмен жабдықтау сенімділігін қамтамасыз ету барысында электрлік қабылдағыштарды келесі 3 категорияға бөлемді:

е) 1 категориялы электрлік қабылдағыштар - электр жабдықтаудың уақытша тоқтап қалуы келесі жағдайларға әкелетін электрлік қабылдағыштар жатады: адам өміріне қауіп төнсе, ауыл шаруашылығына зиян келсе, негізгі қымбат жабдықтар бүлінсе, өнім сапасы бұзылса, күрделі технологиялық процестер нашарласа.

1 категориялы электр қабылдағыштардың тобынан ерекше топ бөлінеді: олардын тоқтаусыз жұмыс істеуі адам өмірінің қауіпсіздігін қамтамасыз ету, жарылыс, өрт және қымбат жабдықтардың бүлінуінен қорғайтын өндірістің апатсыз тоқталуы үшін қажет;

ж) 2 категориялы электр қабылдағыштар - электрмен жабдықтау тоқтаған кезде өнімнің толық берілуін азайып, жұмысшылардың, механизмдердің және өндірістік көліктердің жұмыссыз тұруына, қала және ауыл тұрғындардың тұрақты қызметтерінің бүлінуіне әкелетін электр қабылдағыштар;

и) 3 категориялы электр қабылдағыштар - 1 және 2 категорияларға жатпайтын барлық қалған электр қабылдағыштар.

1 категориялы электр қабылдағыштар екі тәуелсіз бір-бірімен резервте болатын корек көздерінен электр энергиясымен қамтамасыз ету керек, және бір қорек көзінің электр жабдықтауы бүлінген кезде электр жабдықтардың үзілісі қоректенуді автоматтық түрде қайта қосу уақытына ғана мүмкін.

Электр жабдықтаудың 1 категориялы электр қабылдағыштардың ерекше тобы үшін қосымша  үшінші тәуелсіз резервті қорек көзі қарастырылу керек.

Электр қабылдағыштардың ерекше тобы үшін үшінші тәуелсіз қорек көзі ретінде және қалған 1 категориядағы электр қабылдағыштар үшін екінші тәуелсіз қорек көзі ретінде жергілікті электр станциялары, энергожүйелерінің электр станциялары, үздіксіз қоректің арнайы агрегаттары, аккумуляторлы батареялар және т.б. қолданылады.

2 категориялы электр қабылдағыштар үшін екі тәуелсіз өзара реттелетін қорек көзі ұсынылады. Бір корек көзінен электрмен жабдықталу бүлінген кезде электр жабдықтаудың үзілісі - кезекші персонал немесе оперативтік бригадакөмегімен резервті қоректенуді қосу үшін қажетті уақытқа ғана мүмкін.

3 категориялы электр қабылдағыштар үшін электрмен жабдықтау бір қорек көзінен қоректенуі мүмкін, егер, келесі шарт орындалса: электр жабдықтаудың үзілісі, жөндеу және электрмен жабдықтау жүйесінің бүлінген элементін ауыстыру үшін қажетті уақыт 1 тәуліктен аспаса.

№3 дәріс. Өнеркәсіп орындарындағы электрлік жүктемелер

Дәрістің мазмұны:

-жүктеменің негізгі анықтамалары және белгіленуі.

Дәрістің мақсаты:

- жүктеменің келесі: орташа, орташа квадраттық, максималды, есептік түрлерін оқып білу.

Электр жабдықтауды қазіргі заманға сәйкес жобалау кезінде өндіріс орындарында бүкіл күрделі техника-экономикалық сұрақтар комплексінің рационалды шешуінің негізі болып күтілетін электрлік жүктемелерді дұрыс анықтау табылады. Кез келген электрмен жабдықтау жүйесін жобалаудың бірінші кезеңі электрлік жүктемелерді анықтау болып табылады.  Электржабдықтаудың жобалаған барлық элементтерінің таңдалуы электр жүктемелердің мәнімен анықталады. Күтілетін жүктемелерді дұрыс бағалаудан капиталды шығындар, түсті металдың шығыны, электр энергияның шығыны және эксплуатациялы шығындар тәуелді болады.

Негізгі анықтамалар және белгіленулер

Электр қабылдағыштың номиналды қуаты – қозғалтқыштың, күштік немесе арнайы трансформатордың зауыт кестесінде немесе куәлігінде, не болмаса жарық көзінің сауыты (цоколь) немесе бөлігінде (колба) белгіленген қуат. Электр қозғалтқышытың номиналды деп номиналды кернеу кезінде қозғалтқыштың білігінде үдететін қуат Р_н, ал энергияның басқа қабылдағышының номиналды қуаты деп номиналды кернеу кезінде  ортаның белгіленген шарттары кезінде және олар арналған жұмыс режимі кезінде жүйеден тұтынатын қуат.

Қабылдағыштың номиналды қуаты әрқашан жүктеменің ұзақ жұмыс режиміне келтіріледі.

Қайталанбалы қысқа мерзімді режимінде істейтін қабылдағыштың куәліктік қуаты қосылу ұзақтығы  ПВ-100% кезіндегі номиналды ұзақ қуатқа формулалар арқылы келтіріледі.

Электр қозғалтқыш үшін Р_ном=Р_пасп. ;

трансформатор үшін        S_ном=S_пасп.

мұндағы Р_пасп, (кВт); S_пасп, (кВА) – паспортта көрсетілген активті және толық қуаттар;

ПВ_пасп - қабылдағыштың салыстырмалы қосылу ұзақтығы.

Электр пештерінің трансформаторлары үшін Р_ном= S_пасп.cos_пасп,

мұндағы cos_пасп - электр пеш трансформаторының номиналды қуат коэффициенті.

Балқыту машинасының трансформаторы мен қолдық балқыту трансформаторының номиналды активті қуат - ПВ-100%-ға келтірілген белгілі бір шартты қуат.

Көп қозғалтқышты жетекті агрегат үшін (кран қондырғысынан басқа), электр энергияның қабылдағышы ретінде бүкіл агрегатты түсіну қажет, ал оның номиналды қуаты деген ПВ-100% келтірілген  агрегатының барлық қозғалтқыштарының номиналды қуаттарының қосындысы.

Крандық қондырғылар үшін «электрэнергия қабылдағышы» термині ретінде әр механизмнің электр жетегін түсіну қажет, сонымен қатар қуаттары қосылатын екі қозғалтқыштарда.

Топтық номиналды  активті қуат – бұл жеке жұмыс қабылдағыштарының номиналды активті қуаттарының қосындысы

.

Қабылдағыштың номиналды реактивті қуаты дегеніміз - номиналды активті қуат және номиналды кернеу кезінде желіден тұтылатын (таңбасы оң) немесе желіге берілетін (таңбасы теріс) реактивті қуат, ал синхронды қозғалтқыштар үшін номиналды қуат коэффициенті номиналды қоздыру тоғы кезіндегі реактивті қуат.

Топтық номиналды реактивті қуат - бұл жеке жұмысшы қабылдағыштардың номиналды реактивті қуаттарының реактивті алгебралық қосындысы

.

Орташа жүктемелер

Өзгермелі шаманың орташа мәні - бұл оның негізгі статикалық сиппаттамасы. Сондықтан жүктеменің айнымалы графигімен сипатталады. Электр энергия топтарының қабылдағыштарының орташа жүктемелерінің қосындысы есептік жүктеме мәнінің төменгі шегін бағалауға мүмкіндік береді. Кез келген уақыт интервалында қабылдағыштың орташа активті және орташа реактивті қуатын жалпы мына формуламен анықтайды

;     .

Қабылдағыштар тобының орташа активті (немесе рективті) қуаты осы топқа кіретін жеке жұмысшы қабылдағыштарының орташа активті (немесе реактивті) қуаттарының қосындысына тең

;   .

Максималды жүктелген ауысымында орташа жүктеме былай белгіленеді: Р_см және Q_см жылдың ішінде Р_сг және Q_сг, мұнда Р_см=W_см/Т_см ; Q_см=V_см/Т_см; Р_сг=W_г/Т_г; Q_сг=V_г/Т_г.

Қабылдағыштар тобының жүктемесін есептеген кезде  негізгі шамалар Р_см және Q_см болып табылады. Ең жүктелген ауысымға берілген қабылдағыштар тобы, цех немесе өндіріс орындары белгілеген сипаттамалық тәуліктерге байланысты электр энергияны ең көп тұтынатын ауысыға  (22 маусым мен 22 желтоқсан - электр энергиясын ең аз және көп тұтынатын тәуліктер) жатады.

Орташа квадратты жүктемелер

Кез келген уақыт интервалында орташа квадраттық жүктемелер Р_ск, Q_ск, I_ск  жалпы түрде келесі формула арқылы анықталады

;   ;  

мұндағы Т –қарастырылған  уақыт периоды.

Максималды жүктемелер

Активті қуаттың Р_м, реактивті қуаттың q_м, Q_м , толық қуаттың s_м, S_м және токтың i_м, I_м максималды мәндері бір уақыт мезгіліне сәйкес келетін орташа шамалының ең үлкен шамалары. Максималды жүктемелер сол немесе басқа уақыт периоды ішінде пайда болу жиілігімен сипатталады.

Ұзақтық бойынша максималды жүктемелер екі түрге бөлінеді:

а) электрмен жабдықтау жүйе элементтерін таңдау үшін қызу және олардағы максималды қуат шығынын есептеу бойынша анықталатын ұзақтықтары әртүрлі максималды ұзақтық жүктемелер (10, 15, 30, 60, 120 мин.);

б) желідегі кернеудің  өзгеріс көлемін тексеру үшін, түйіспелі желідегі кернеу шығынын анықтау үшін, электр қозғалтқыштың өзіндік қосу шарты бойынша желіні тексеру үшін, сақтандырғыштың балқымалы ендірмесін таңдау үшін, максималды тоқ релелік қорғаныстың іске қосылу тоғын есептеу үшін қажетті болатын ұзақтығы 1-2 с бар максималды қысқа мерзімді жүктеме.

Есептік жүктемелер

Рұқсат етілген қызу бойынша есептік жүктеме дегеніміз - ең көп жылулық әсер ету бойынша өзгеретін жүктемеге эквивалентті электрмен жабдықтау элементінің ұзақтығының өзгермейтін жүктемесі (өткізгіштің максималды қызу температурасы немесе оқшауламаның жылулық тозуы бойынша). Өткізгіштің қызуы ток жүктемесіне байланысты, бірақ тәжірибе бойынша және есептеулер жүргізгенде P=f(t) графигін I=f(t) графигіне қарағанда алу оңай болғандықтан, жобалау тәжірибесінде активті қуат бойынша есептік жүктеме Р_р ұғымы кеңінен қолданады.

Орташа жүктеменің максимумы туралы түсінік

Өткізгіштегі орташа қуаттың шығыны, оның орташа аса қызуы орташа квадратты ток I_ск арқылы анықталады. Тек жүктеме уақыт бойынша өзгермейтін жағдайдан басқа жағдайларда, аса қызу бірдей болған кезде орташа аса қызу өткізгіштің максималды аса қызуынан аз болады. Жалпы жағдайда келесі түрде жазуға болады

I_м  I_р  I_ск  I_с

мұндағы I_м-берілген графиктегі токтың ең үлкен мәні.

Активті қуат бойынша жүктемелер графигі үшін келесі теңсіздік сәйкес

Р_м  Р_р  Р_ск  Р_с.

Бұл теңсіздік жеткілікті, бірақ көп жағдайда есептік жүктеменің Р_р өте қате бағалауын береді. Р_р ең дәл шаманың бағалауын Т уақыт интервалы ішінде Р_м,т орташа жүктеменің максимум түсінігін қолдану  көмегімен алуға болады.

Орталандыру интервалының оптималды (тиімді) ұзақтығы Т_оср өткізгіштің  Т_о үш уақыт тұрақтысына Т_оср=3Т_о тең деп қабылданады, өйткені осы уақыт ішінде жүктеме өзгермеген кезде өткізгіштің аса қызуы тұрақталған мәннің 95% жетеді. Сол себептен, Т_оср=3Т_о уақыт интервалында максималды орташа жүктеме есептік жүктеме ретінде қабылданады, Р_{р ≈} Р_м.

Сонымен, рұқсат етілетін қызу бойынша айнымалы жүктеме графигі кезінде есептік жүктеме Р_р ретінде ұзақтығы әртүрлі (0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5сағ.) максималды жүктемелерді қолданады, ал жүктеме графигі аз ауысатын (тұрақты) жағдайда  орташа жүктеме қолданылады.

№4 дәріс. Электр қабылдағыштарды және олардың жүктеме графиктерін сипаттайтын көрсеткіштер

Дәрістің мазмұны:

-электр қабылдағыштардың сипатты көрсеткіштері мен коэффициенттерін оқып білу.

Дәрістің мақсаты:

-жүктемелерді есептеу кезінде көрсеткіштерді дұрыс қолдана білу.

Жүктемені есептеу және зерттеу кезінде жүктеме графиктерінің кейбір өлшемсіз көрсеткіштері (коэффициенттері) қолданылады, олар электр қабылдағыштардың уақыт немесе қуат бойынша жұмыс режимін сипаттайды.

Қажетке жарату қолданыс коэффициенті

Қажетке жарату коэффициенті жүктемені есептеу кезінде негізгі көрсеткіш болып табылады.

Электр қабылдағыштың К_и.а немесе электр қабылдағыштар тобының  К_и.а

активті қуаты бойынша қажетке жарату қолданыс коэффициенті деп әрбір электр қабылдағыштың (немесе қабылдағыштар тобының) орташа активті қуатының оның номиналды мәніне қатынасын айтады

; .

Бұл коэффициент, орташа жүктеме Р_с,  Р_с сияқты ең жүктелген ауысымға (смена) қатысты.

Активті қуат бойынша жүктеме графигі үшін электр қабылдағыштың активті қуатының орташа қажетке жарату коэффициенті сол кезеңде  (ауысымда) келесі формуламен анықталады

(3 суретті қ.)

мұндағы W_а -электр қабылдағышының ауысым ішінде кезеңде қолданған энергия, W_а,возм -электр қабылдағышының ауысым бойы номиналды болып жүктелген жағдайда тұтынуға болатын (мүмкін) энергиясы.

Қосылу коэффициенті

Электр қабылдағышты қосылу коэффициенті к_в деп циклдағы қосылу ұзақтығының t_в сол циклдың бүкіл ұзақтығына t_ц. қатынасын айтады.

Электр қабылдағышты циклдағы қосылу уақыты оның жұмыс уақыты t_р мен бос жүріс уақытының t_х қосындысына тең

.