Электрмен жабдықтау

1.Электрмен жабдыктау жүйесі.

2.Электрмен жабдықтаудың сенімділігі және электр энергиясының сапасы

З.Электрлік лаустансалар (қосалкы стансалар).

Электрмен жабдыктау жүйесі электр энергиясын өндіретін, тасымалдайтын және тарататын кұрылғылар мен қоңдырғылардан тұратын ірі және курделі құрылым болып табылады. Оған электр стансалары, трансформатор лаустансалары (косалкы стансалар), электр беріліс желілері, тарату нүктелері мен кабылдағыштарды тарату нүктелеріне косатын желілер кіреді.

Электр энергиясымен жабдықтау дербес электр стансалардан немесе энергетикалык жүйелерден жүзеге асырылады. Бірак энергетикалық жүйелерде электр энергетикалық сапасы жоғары, яғни кернеу і мен жиілігі тұрактандырылған, өзіндік құны төмен және сенімді болатындыктан. орталыктандырылған жабдыктау тиімді болып табылады.

Электрмен орталыктан жабдыктау деп әдетте тұтынушыларды энергетикалык жүйеден жабдықтауды айтады. Ал энергетикалык жүйе деп жұмыс әлпілері өзара байланыскан, және бір орталыктан баскарылатын электр стансалары мен электр тораптары жиынтығын айтады. Энергетикалык жүйеге бірнеше аймактын, тіпті бірнеше мемлекеттін электр стансалары мен тораптары кіруі мумкін.

Электр стансасы деп электр энергиясын немесе элекгр және жылу энергиясын өндіруге арналған кәсіпорнын айтады.

Электрлік лаустанса (косалқы станса) деп электр энергиясын түрлендіруте және таратуға арналган қондыргылар мен кұрылғылар жиынтығын айтады. Олар көбіне трансформаторлық лаустансалар деп аталып, электр энергиясын тұтынушыларға кернеуін төмендетіп немесе жоғарылатып таратуға арналады.

29,1-сурет. Жылу электр стансасының кұрылымдык сұлбасы.

К-казандык: Т- турбина;0-генератор: Q-майлы ажыраткыш: L-реактор; TV-трансформатор.

29.1-суретте жылу электр стансасының құрылымдык сұлбасы келтірілген. Казандыкта (6у генераторында) су температурасы 540°С - ге дейін, кысымы 24 МПа-га дейін баратын асқын қызған буга айналады. Энергиясы өте жоғары бу турбинаға беріледі. Генератормен бір агрегат құрайтын турбина генератордык роторын айналыска келтіреді. Генераторда пайда болатын электр энергиясының 5-8%-ы генератордың кернеуімсн (10 кВ) стансанын өз мұктажына жұмсалса, қалғаны 35 кВ-тік кернеумен жакын орналаскаи қабылдағыштарға, ал >110 кВ кернеумен қашык жерлерге және энергетикалык жуйелерге беріледі. Жалпы алғанда, электр желілерімен берілетін қуат пен кернеудің ара катынасы шамамен 0,1-1 МВт/кВ аралығында болуы, ал желінін ұзындығы мен кернеудің ара қатынасы 1 км/кВ - тен аспауы керек.

Белгілі-бір аймақтағы әуелік және кәбілдік электр беріліс желілері мен лаустансалар жиынтығын электр торабы деп атайды. Электр энергиясын тасымалдауға арналган кұрылғыны электр беріліс желісі. деп атайды.

Тарату нүктесі деп электр энергиясын қабылдауга және таратуга арналган коммутациялық, корғаныш және өлшеуіш аспаптары мен жинактаушы және косу шиналарынан тұратын электрлік кондырғыны айтады.

Электр энергиясын алысқа тасымалдау әуелі кернеуді көтеруді, одан кейін кернеуді төмендетуді керек ететіндіктен, электрмен накты кабылдағышты жабдыктау сатылы лаустансалар мен әртүрлі кернеулі электр желілерінен тұрады (29.2,а~сурет). Жалпы алғанда, электр энергиясын тарату радиалдык және магистралдык деп аталатын сұлбалар бойынша орындалады.

Егер электр кабыдағыштың әр қайсысы электр стансасынан немесе лаустансадан жеке электр желілері аркылы коректендірілсе, онда мұндай электр тарату сұлбасын радиалдык сұлба деп атайды (29.2.в-сурет).

Электр тораптары сырткы және ішкі болып бөлінеді. Сыртқы электр торабы электр энергиясын электр стансасынан немесе лаустансадан кәсіпорынға. өндіріс орнына жеткізуге арналған. Ал ішкі электр торабы аркылы электр энергиясы кәсіпорынның. өндіріс орнының цехтарындагы қабылдағыштарға таратылады.

Электр желілері кернеулері бойынша 1000В-ке дейін – төмен вольтті және 1000В-ген жоғары - жоғары вольтті болып бөлінеді. Электр желілері ауада және жерасты аркылы тартылады. Ауада тартылған желілерді әуелік электр желілері деп атайды. Әуелік желілердің негізгі элементтеріне сымдар, оқшаулатқыштар, желілік арматура, тіректер және найзағайдан сактайтын арқансымдар жатады. Желілік сымдарды әдетге алюминий мен оның қоспаларынан жасайды. Әуелік сымдар ширатылған, көп талсымды, жалаңаш және өзегінде аркалаушы болат сым немесе аркансым болады.

Желілік сымдар оқшаулатқыштар аркылы тіректерге ілінеді. Тіректер ағаштан, бетоннан немесе металдан жасалып, аралык, бұрыштык, тармактаушы. бір ілмелі, екі ілмелі т.с.с. деп аталады. Кернеуіне, қолданылатын жердін ауа райына және желідегі аткаратын міндетіне карай габариттері, кұрылымдык параметрлері. арматуралары мен окшаулатқьштары әртүрлі болып келеді.

Жерасты аркылы тартылатын желілерде әдетге кәбіл колданылады. Кәбіл ток өткізгіш тарамдардан, оларды бір-бірінен окшаулайтын әртүрлі окшаулардан, корганыш кабықшадан және механикалык закымданудан сактайтын сауыттан тұрады. Ток өткізгіш тарамдары бір талсымды немесе көп талсымды етіліп, мыстан немесе алюминийден жасалады. Күштік кәбілдер әдетте бір, екі, үш және көп тарамды, ал баскару және бакылау тізбектерінде колданылатын кәбілдер көп тарамды болады.

Тұрмыстык және өндірістік электр кабыдағыштардың қалыпты жағдайда жұмыс істеуі ушін электрмен жабдықтау жүйесінің сенімділігінің маңызы зор. Электрмен жабдыктау жүйесінін сенімділгі деп оның тартынусыздык, жасұзақтык және жөндеуге жарамдык қабілетін сактай алу қасиетін айтады.

Электрмен жабдыктау жуйесінін тартынусыздығы белгілі-бір жұмыс ішінде және жегімдік жағдайда үзіліссіз жұмыс істеу қабілетін сактай касиетін айтады.

Электрмен жабдыктау жүйесінің жасұзактығы деп кабылданған техникалык күтім мен жөндеу жағдайында шекті күніне дейін жұмыс істеу кабілетін сактай алу касиетін айтады.

Электрмен жабдыктау жүйесінін жөндеуге жарамдығы деп техникалык күтім мен жөндеу аркылы оның жұмыс істеу қабілетін қолдау және калпына келтіре алу касиетін айтады.

Электрмен жабдыктау жүйесінін жұмыска кабілеттілігі деп оның функциялык параметрлерінің техникалык кұжаттамалык талаптарға сәйкесті күйін айтады.

Электрмен жабдыктау жүйесінін шектік күйі деп оньн бұдан былай колдануга болмайтын, титықтаған немесе қолайсыз күйін айтады.

Электрмен жабдыктау жүйесінің жұмыс істеу қабілетінін бұзылу оқиғасын тартыну (істен шыгу) деп атайды. Жүйенің сенімділігі оны кұрайтын элементтердін сенімділігінен тәуелді болатындықтан. Әрбір кұрылғы мен кондыргының олардың жұмыс қарекетшен аныкталған тартынуға дейінгі немесе тартыну аралык орташа жұмыс мерзімі және. жұмыска кабілеттілігін калпына келтіруді орташа уақыты белгілі болуы керек. Өйткені осы екі шама сенімділіктін негізгі керсеткіштері болып саналады, Жалпы алғандада, электрмен жабдыктау жүйесінің сенімділігін анықтау маңызды және өте күрделі мәселе.

Электрмен үзіліссіз жабдыктаудың кажеттігі бойынша электр кабылдағыштарын үш категорияға бөлуге болады: бірінші категорияға элекгр энергиясынын үзілісі адам өміріне кауіп тудыратын, копарылыс немесе өрт шығу каупі бар, күрделі технологиялык процестін, бөлініп, ұзак уакытка істен шығуы мүмкін болатын кабылдағыштар жатады: екінші категорияга электр энергиясынын үзілісі үлкен шығын тудыратын, көптеген адамдар мен механизмдердің жұмыссыз бос тұруына әкеліп согатын кабылдағыштар жатады; үшінші категорияға істен шыккан электр жабдығын алмастыруға немесе жөндеуге керекті уакытқа үзіліс жасауга болатын кабылдағыштар кіреді.

Бірінші категорияга жататын электр кабылдағыштары өзара тәуелсіз екіден кем емес қорек көзінен жабдыкталуы керек. Тәуелсіз деп басқа корек көздерінде кернеу жок болып кеткенде кернеуі ақталатын корек көзін айтады. Энергетикалық жүйенің әртүрлі екі нүктесінен тартылған электр желілері, жеке желілерден коректеңдірілетін екі трансформатор, т.с.с. өзара тәуелсіз корек көздері болып саналады. Ерекше топка кіретін электр кабылдағыштары үздіксіз қорек көзіндік агрегатгарымен де (жергілікті немесе жеке электр стансалары, аккумулятор батареялары, т.с. с.)жа6дыкталуы керек. Екінші категориялық кабылдағышгар резервтелген бір немесе екі, ал ушінші категориялык қабылдағыштар әдетте бір корек көзінен жабдыкталады.

Электр кабылдагыштары үшін олардын электр энергиясымен үзіліссіз жабдыкталуымен қатар, электр энергиясынын сапасынын да манызы зор. Осы себепті. электр энергиясы сапасынын көрсеткіштері болып табылатын кернеудін және жиіліктін номинал мәндерінен ауытқуы, кернеудің пішінінің бейсинусоидалдығы, үш фазалы кернеудің бейсимметриялылығы, түзетілген кернеудің солыктык коэффициенті сияқты шамалардың мәндері меғдарланған (нормаланган) болады.

Кернеудің ауытқуы деп оның нақты мәнінін номинал мәніне қаншалыкты тең еместігін көрсететін шаманы айтады:

(29.1)

мұндағы- кернеудің накты және номинал мәндері.

Кернеудің номинал мәнінен ауытқуының басты себебі - тораптың асқын жүктелуі. сымдар мен кәбілдердің дұрыс таңдалмағандығы және электрмен жабдықтау сұлбасынын дұрыс кұрылмауы. Кернеудің ауыткуы қабылдағыштардың технологиялык жұмыс әлпін бұзады, өнімділігін азайтады, электр энергиясынын шығынын көбейтеді, жұмыс істеу мерзіміне әсер етеді. Қазіргі кабылданган меғдараттык (нормативтік) құжаттар бойынша кернеудің ауытқуы жарыктандыру аспаптарында -2,5%-дан +5%-ға дейін. электрлік қозғалткыштарда -5%-дан +10%-ға дейін, ал баска қабылдағыштар үшін ±5%-дан аспауы керек. Кернеудің ауытқуы мегдараттық мәндерінен асып кетпеуі үшін адетте трансформаторлардын кернеуін ретгеу және желінін индуктивтік кедергісін карымталау тәсілдері колданылады.

Кернеудін жиілігінің өзгеруі катаң бақылауды кажет етеді, өйткені энергетикалык жүйенің синхронды жұмысы жиілікке байланысты. Сондыктан жиіліктін ауытқуы ±0.1 Гц- тен, ал уакытша ±0_?2Гц-тен аспауы керек.

Кернеудің бейсинусоидалдыгы әсерінен электр тораптарында энергияның шығьны көбейеді, бейтарап сымның тогы өседі, электр өлшеуіш аспантардың дәлдігі кемиді. Ал кернеудің бейсинусоидалдығын жалпы алганда бейсызыкты кабылдагыштар (тиристорлы тњзеткіштер,пісірістіру трансформаторлары. догалы ұйык шашу шамдары. т.с.с.) тудырады. Әргүрлі бейсызықты элементтерде кернеудін гармоникалык кұраушылары әртүрлі мәнге ие болагындыктан бейсинусоидалдықтын көрсеткіші ретінде гармоникалык құраушылардың орташа мәнінің бірінші гармоникалык құраушынын мәніне катынасы алынған

мұндагы:. кернеудің бейсинусоидалык коэффициенті; U» . V\ - кернеудін j -ші және бірінші гармоникаларының әрекеттік мәндері.

Қабылданған мәндер бойынша бейсинусоидалык коэффициент 5% - дан аспауы керек.

Үш фазалы кернеудің желілік немесе фазалык мәндерінін өзара тең болмауын кернеудін бейсимметриялылығы деп атайды:

мұндағы: - үш желілік (фазалык)

кернеудің ен үлкені мен ең

кішісінің мәндері; U_H - желілік (фазалык) кернеудің номинал мәні.

Кернеудің бейсимметриялылығы электр доғалы пештерінін, пісірістіру кондыргыларының және бір фазалы кабылдағыштардың әсерінен, яғни үш фазалы желінің фазаларынын әртүрлі жүктелуінін нәтижесінде пайда болады. Кернеудін бейсимметриялылығы энергияның шығынын көбейтеді, айнымалы ток козғалткыштарында карсы айналдырушы момент тудырды, осы себепті олардың пайдалы әрекет коэффициенті төмендейді. Сондыктан мегдараттык кұжаттар бойынша кернеудің бейсимметриялылыгы 4% - дан. аспауы керек.

Түзеткіштер аркылы алынған тұракты кернеудің солықтығы қабылдағыштардың, әсіресе электрондық кұрылғылардың калыпты жұмысына жағымсыз әсер ететіндіктен солыктау коэффициенті (кернеудің гармоникалық құраушыларынын орташа мәнінінкернеудің номинал мәніне катынасы) 0,08 - ден аспауы керек деген талап койылады.

Трансформаторлык лаустансалар бір немесе бірнеше трансформатордан, біріншігәр және екіншігәр кернеулерді тарату, баскару, бакылау һәм корыту кұрылғылары мен аспаптарынан тұрады.

Трансформаторлык лаустансалар ашык, яғни ашык ауада орналастырылатын., және жабық, яғни орынжайларда орналастырылатын болып бөлініп, басты төмендеткіш лаустансалар, жақындатылған кірмелі, цехтык т.с.с. деп аталады. Қазіргі кездегі куаты 1000 кВА-ге дейінгі трансформаторлық лаустансалар жиынды шкафтардан тұратын етіп жасалады: жоғары кернеудің кірмелік шкаф, трансформатор, төменгі кернеулік тарату шкафы, т.т.

Қабылдағыштардың категорияларына қарай лаустансадағы трансформаторлармен кірмелік желілердің саны, жалпы алғанда, әртурлі болады. Бірак көптеген жағдайда барлық категориядағы кабылдағыштардың талабына сай келетін екі трансформаторлы лаустансаны (29.3-сурет) пайдалану тиімді болып табылады.

Қалыпты жағдайда майлы ажыраткыш Q2 ажратылған болады да, трансформатор өз желісінен қоректендіріледі. Кірмелік желілердін бірінде кернеу болмай қалған кезде, мысалы, апаттық жағдайда, Q2 ажыраткышы автоматтык тұйыкталып, трансформатордың екеуі де бір желіден қоректенетін болады. Ұйыксыздандырғыш (разрядник) FV лаустансаны атмосфералык аскын кернеуден корғауға арналған. Жүктемені корек көзіне қосу немесе ажырату үшін майлы ажыратқыштар Q колданылса, жүксіз желі мен трансформаторларды косу, ажырату үшін айырғыштар QS мен шаппакылар QR қолданылады.

Трансформаторларды және желілерді аскын токтан коргау үшін сактандырғыштар F мен автоматтык ажыраткыштар QF қарастырылған. Ток күшін және куатты өлшеу үшін, яғни амперметрлер мен ваттметрлерді косу үшін ток өлшеуіштік трансформаторлар ТА жалғанган.

Трансформатордың бірі жұмыс істемеген жағдайда (істен шығу, жөндеуте кою,т.с.с.) бірінің кабылдағыштарын екіншісінен коректендіру үшін немесе

трансформаторлардын параллель жұмыс істеуі үшін төмен кернеудегі шина аралык QF автоматтык ажыратқышы койылган. Кірмелік желілер мен трансформаторлардын біреуі косалкы (резерв) үшін жоспарланған болса, онда жоғары кернеулік шина аралык Q2 майлы ажыратқышы мен төмен кернеулік шина аралык QF автоматтык ажыраткышы резервті автоматтық косу рөлін де атқаруы мүмкін.

Резервті автоматтық косу деп негізгі корек көзі істен шыкқан жағдайда қабылдағыштарды резервтегі корек көзіне автоматтык түрде косуды айтады.

Нөлдік сым үзікті сызыкпен кескінделген. Төмен кернеулік желілер автоматтық ажыраткыштар мен шаппақылар аркылы косылған.

Трансформаторлык лаустансалардың орналасатын жері электр кабылдағыштардың орналасуы мен олардың куаты бойынша аныкталады.Әдетте лаустанса кабылдағыштардың «электрлік ауырлык центрінде» орналыстырады.

29.3-сурет. Екі трансформаторлы Лаустансаның электрлік сұлбасы.

Трансформаторлык лаустансалардың электрлік құрылымы ондагы трансформаторлардың санымен. кернеулердің мәнімен және кірмелердін саны мен тү piнe бай л а н ыс'ты аныкталады,

Трансорматорлар мен жоғары және төмен кернеулік аспаптар бөлектелген, яғни бөлек орынжайларда немесе бөлек шкафтарда орналаскан болуы керек.

Трансформаторлык лаустансаның электрлік сұлбасы, ал жалпы алғанда электрмен жабдыктау сұлбалары, әдетте 29.3-суретте келтірілгендей, бірсызықты сұлбамен кескінделеді. Бакылаусұрактары 1. Электрмен жабдыктаудын бірсызықты сұлбасын сызып көрсеттіз және түсініктеме берініз. 2. Электр энергиясын тарату сұлбаларын сызып көрсетіңіз және түсініктеме беріңіз,

3.Электр энергиясының сапасына қойылатын талаптар кандай?