Электр қондырғы жұмысы режимдерінің оптимизациясы

Электр қондырғыны пайдаланудың тиімділігі жұмыс бірлігіне кеткен суммалық шығын бойнша бағаланады және көп факторларға байланысты. Электр қондырғының жүктеме қуаты үлкен әсер етеді. өнідірісте автоматты электржетегін кең қолданысына байланысты жүктемені дұрыс таңдаудың белсенділігі артады.

Электржетегі үшін тиімділік критерийінің жүктемеден тәуелділігі қиын сызықты емес сипатамаға ие. Қуаты жоғары қозғалтқышты қолданған кезде электржетегінде мәні төмен ПӘК және cos φ болады. Жүктеменің артуы энергетикалық көрсеткіштердің жақсаруына әкеледі, бірақ осы кезде теріс жақтары көріне бастайды – қозғалтқыш сенімділігінің төмендеуі мен қызып кетуі. Жүктеменің оптималды қуаты кезінде ғана суммалық шығындар кіші мәнге ие болады, ал электржетегін пайдаланудың тиімділігі жоғары дәрежеде болады. Қозғалтқышты пайдалануына байланысты олардың жүктемелерін таңдаудың қателіктері үлкен халық шаруашылық шығынға әкеледі.

Суммалық шығындар бойынша қозғалтқыш жүктемесінің оптимизациясы. Электр машиналар теориясында жүктеме коэффициенті кезінде қозғалтқыштың шығындары кіші мәндерде болады, олар қозғалтқыш шығындарынан квадраттық түбірге тең:

мұндағы , – бос жүрістің (тұрақты) және қысқа тұйықталудың (айнымалы) шығындары, с.б.

4.2 формула бойынша алынған нәтиже – электрмен жабдықтау жүйесінде шығындар есепке алынбайды. Нақты факторларды есепке алу мақсатымен жүктемені оптимизациялау кезінде зерттеу объектісі қозғалтқыш қана емес, жүйе де болуы мүмкін. Электрмен жабдықтау жүйесінің және қозғалтқыш сипаттамасының комплексті есебі оптималды жүктеменің өрнегі бойынша орындалады:

мұндағы – электрмен жаюдықтау жүйесі арқасында шығындар артуының коэффициенті ( = 1,1...1,2); – қозғалтқыштың реактивті қуатыныңәр кВАр-ынан торапта активті шығындардың мәнін көрсететін реактивті қуаттың эквиваленті ( = 0,12...0,18 кВт/кВАр); q_x, q_k – қысқы тұйықталу мен бос жүрістің реактивті қуаты.

Қозғалтқыш магниттелуінің реактивті қуаты шашырау қуатынан үлкен, сондықтан әрқашан >– қозғалтқыштың ПӘК-н оптимизациялайтын шығындар минимум критерийі бойынша жүйедегі оптималды жүктеме әрқашан үлкен (β = 0,7...0,8; β = 0,8...0,95).

Электр қондырғының жүктемелік мүмкіндігі

Электр қондырғының көп түрі біртекті емес жүктемемен жұмыс істейді. Тұтыну қосалқы станцияларында токтың лездік мәні орташа тәуліктік мәннен ±50% жетуі мүмкін. Жүктеме нақты периодтылықпен тәулік бойы, және жыл мерзімі бойынша өзгеруі мүмкін. Суу ортасының температурасы кең шектеуде қолданылады. Қуаты толық түрде қолдану үшін электр қондырғының жүктемелік қасиетін қолдануға мүмкіндік береді.

Жүктемелік мүмкіндік дегеніміз – қоршаған ортаны температурасымен және жүктеменің графигімен анықталатын пайдаланудың нақты шарттарында жұмыс мерзімі қысқартылмай, ұзақ емес ең үлкен жүктелу.

Жүктеменің мүмкіндігі негізінде жылылық тозу жатыр. Температура мен басқа факторлардың әсерінен оқшауламаның физико-химиялық қасиеттері уақыт өткен сайын бұзылады. Ол икемділік қасиетінен айырылады, жарықталынады және сымнан қабатталынады. Диэлектриктің электрлік беріктілігі төмендемесе де, оқшаулама діріл, жылулық ұлғаю әсерінен механикалық жүктемеге шыдамайды және бұзылады. Бұл процесс – ескіру деп аталады. Ескіру жылдамдығы температураға байланысты, ал суммалық тозу – температура мен әсер ету уақытына байланысты. Эмпирикалық жолмен анықтағанда, температура 8...10⁰С өзгергенде оқшауламаның жұмыс істеу мерзімі 2 есе төмендейді. Толық емес жүктеме кезінде электр қондырғының температурасы номиналдан төмен болады, сондықтан баяу ескіру басталады. Осы кезде жұмыс мерзімінің алдын ала пайда болған резервіне оқшауламаның тозуы сәйкес келетін жүктелу мен оның ұзақтығы таңдайды.

Электр қондырғының жүктелуі кезінде оқшаулама температурасының өсу жылдамдығы жүктемелік мүмкіндікті анықтайтын қызу уақытының тұрақтысы басты ретпен байланысты болады. 30кВ дейінгі асинхронды қозғалтқыштарда қызудың үлкен емес тұрақтысы және кішкентай жүктелу мүмкіндігі бар. Жүктелген электр қозғалтқыштарда қызу уақыты тұрақтысының жоғары мәні бар, яғни олардың жүктелу мүмкіндігі артық.

Күштік трансформатордың қызу уақытының тұрақтысы бірнеше сағатқа жетеді. Сондықтан трансформаторларда жүйелік жүктемені жібереді, оның мәні МЕСТ 14209-85 бойынша алынады.

№ 5 Дәріс. Қорғау құрылғысын таңдау

Пайдаланудың қажетті немесе кез келген режимі үшін апатты немесе қалыпсыз режимдердің пайда болуы мүмкін.

Оларға жатады:

• электр қозғалтқыш орамдарында көпфазалы және бірфазалы тұйықтаулар;

• басқару тізбегінде қысқа тұйықтаулар;

• қозғалтқыш орамаларында орам аралық тұйықтаулар;

• жұмыс режимінің бұзылуымен байланысты жылулық жүктелулер;

• іске қосудың қиын шарттары кезінде жылулық жүктелулер;

• статор орамында немесе сыртқы күштік тізбекте фазаның үзілуі кезінде жылулық жүктелулер;

• суудың шарттары бұзылғанда жылулық жүктелулер.

Электр қозғалтқыштардың барлығы емес номиналға дейін жүктелгендіктен, ал кейбіреулері қысқа уақытты режимдерде жұмыс істегендіктен, олардың ұзақ жүктелулері апатқа келтірмейді.

Электржетектерін пайдалану процесінде әр түрлі апатты жағдайлар туады:

• толық фазалы емес режим (фазаның үзілуі - ФҮ) – 40...50%;

• ротордың тежелуі – 20...25%;

• технологиялық жүктелулер – ТП – 8...10%;

• оқшаулама кедергісінің төмендеуі ОКТ – 10...15%;

• суудың бұзылуы – СБ – 8...10%.

Жоғарыда көрсетілген электр қозғалтқыштар жұмысының апатты режимдердің істен шығуға әсерін 4.1 суреттің функционалды байланыстары бойынша байқаймыз.

Қазіргі уақытта қорғаныс құрылғыларына қойылатын талаптар артты, өйткені соңғы сериялы қозғалтқыштар жылулық қолдану бойынша қор және кішкентай масса бар.

Қорғаныс құралдары қамтамасыз етуі тиіс:

• өндірістің үздіксіздігі;

• тез әсер ету;

• жұмыс істеуден кейін қайтарудың минималды уақыты;

• өндірістің нақты шарттардағы сенімді жұмысы;

• әмбебаптылық;

• пайдаланудағы қолайлық.

Қорғауларды үш топқа бөлуге болады:

Бірінші топқа арнайы бақыланатын апатты режимге әсер ететін арнайы құрылғылар. Толық емес фазалы және тораптың симметриялы емес кернеуі кезіндегі қозғалтқышты сөндіретін ЕЛ-8, ЕЛ-10, Е-511, РОФ, РНФ типті құрылғылар; сақтау муфталары – ротордың сырғанауы кезінде; ЗОУД, РУД – оқшаулама кедергісінің жіберілмейтін төмендеуі кезінде.

Екінші топқа қозғалтқыштың бір параметрін бақылап, бірнеше апатты режимге әсер ететін әмбебап құрылғылар. ТРН, ТРА, РТЛ, РТТ типті жылулық реле, УВТЗ типті температуралық қорғаудың құрылғысы, ФУЗ типті фазасезгіштік құрылғысы жатады.

Үшінші топқа қозғалтқыштың бірнеше параметрін бақылап, барлық негізгі апатты режимге әсер ететін комплектілі құрылғылар УЗ-1 типті қорғау құрылғысы, ШЭП-5802 типті басқару станциялары, «Каскад»; УСУЗ және ДР – қорғау мен басқарудың әмбебап станциялары жатады.

Құрылғының сезгіш параметрімен бақыланатын параметр бойынша барлық қорғауларды келесідей бөлеміз:

• токтық;

• жылулық;

• температуралық;

• фаздық;

• кернеулік;

• комплексті.