9 Дәріс конспектісі.

Дәріс тақырыбы: Реактивті қуатты компенсациялау. Сыртқы және ішкі электрмен жабдықтау сұлбасы. Өндіріс кәсіпорындарының тораптарының кернеу режимдері. Кернеу деңгейі, кернеу ауытқуының себептері. Өндіріс кәсіпорындарының электр тораптарында кернеуді реттеу.

Тізбек кедергісінің өзгеруімен кернеуді реттеу. Тұтынушылардағы кернеу тізбектегі кернеудің жоғалу көлеміне тәуелді, ал ол өз уақытында тізбек кедергісіне тәуелді. Мысалы, сызықтағы кернеудің көлденең түсуі.

(13.1)

P₁₂^k, Q₁₂^k, U₂-қуат ағымы және сызықтың соңындағы кернеу

r₁₂,x₁₂- оның активті және реактивті кедергісі.

Бөлінетін жүйедегі активті кедергі реактивті кедергіге қарағанда көп r₀>x₀ (13.1) алғашқы, рөлді буын алымы арнайы P₁₂r₁₂. бөлінетін жүйеде сызықтық өзгеріс тұтынушы кернеуі де ∆U₁₂ де r₀ және r₁₂ өзгереді. Сондықтан, бұл жүйедегі қималар кейде кернеуді жоғалту мүмкіндігіне қарай таңдалады.

U₂ = U₁ – U₁₂ <U_2ДОП.

Қоректенетін жүйлерде керісінше r₀< x₀ сондықтан ∆U₁₂ сызықтың реактивті кедергісі дәрежеде анықталады. Ол қимадан аз тәуелді. Қоректенуші жүйедегі керенудің жоғалту мүмкіндігіне қарай, сызықты қиманы таңдау экономикалық жағынан дұрыс емес. Реактивті кедергінің өзгеруі кернекді реттеуде қолданыады. Реактивті кедергіні өзгерту үшін сызыққа конденстаор қосу керек.

Конденсаторды қосу алдында, кернеудің көлденең төмендеуі арқылы анықталады. Сызық соңындағы керену мүмкін деңгейден төмен деп көрелік.

Кернеуді мүмкін деңгейге дейін көтеру үшін U_доп- конденсаторы сызыққа кезекпен қосайық. Бұны былайшы жасзамыз.

(13.2)

Мұнда х _к конденсатор кедергісі.

Сызыққа конденсаторлардың кезекпен қосылуын көлденең компенсация деп атайды. Көлденең компенсацияны қосу, сызықтағы кернеудің жоғалуымен, индуктивті кедергіні компенсациялайды.

УПК үшін конденсатордың сыйымды кедергісінің сызықтағы индуктивті кедергіге қатынасу, процентпен көрсетілген, компенсация проценті деп аталады.

С=Х_к/Х₁₂ 100

Тәжірибеде реактивті компенсацияның бір бөлігін ғана қолданады. (с<100%)

Реактивті қуаттың ағынын өзгерту арқылы кернеуді реттеу.

Жүйедегі кернеудің төмендеуі былай анықталады.

(13.3)

мұндағы Р_н:Q_н- қуат ағындары;

R_с,х_с- жүйедегі активті және реактивті кедергілер.

Реттеу жөнінде түсініктеме. Әрбір желі оның жабдықтары есептелген Uном номиналды кернеумен сипатталады (генераторы, трансформаторы, желілер және т.б.). номиналды кернеу тұтынушының дұрыс қалыпты жұмыс істеуін қамтамасыз етеді және ең үлкен экономикалық тиімділік беруі тиіс. Тұтынушы жүктемесі үнемі өзгеріп тұрғандықтан, желінің кез-келген нүктесіндегі кернеу де номиналды мәннен ауытқуы. Бұл ауытқу V энергияның сапасын төмендетеді, сәйкесінше, өзінен кейін зардап тигізеді. Бір мезгілде желі басындағы U1 кернеу көп жағдайларда шетіндегі, U2 – ден жоғары, өйткені ток желі бойымен ағып өте отырып, кернелык шығын тудырады . Сондықтан тұтынушы кернеуі U2 –ні желінің номиналды кернеуі Uном.с – ге жуықтау үшін және берілістің соңын сапалы энергиямен қамтамасыз ету үшін генератордың номиналды кернеулері Uном.г. Uном.с – мен салыстырғанда 5% жоғары алынады, трансформатордың екінші орамасының номиналды 5-10% жоғары (шамамен 5% трансформаторды жоғалтады).

Реактивті қуат көздері және олардың артықшылықтары.

Реактивті қуат тұтынушы сипаттамасына тәуелді. Мысалы: жарықтандыру үшін Q мәні су және оларды көбіне ескермеді. Үлкен арақашықтықта тұтынушыға желі арқылы генератордан реактивті қуат берілсе, онда шығынның үлкеюіне әкеледі, яғни R және Х мәні өседі. Q реактивті қуаттың өсуімен бірге шығында өседі, реактивті қуат сияқты және активті қуат. Оларды төмендету үшін компенсациялық құрылғылар (КУ) қолданылады, яғни реактивті қуаттың бастауы және тұтынушы қуатын болып келеді. Желіні үлкен реактивті қуатпен тайыру үшін, деректер жақын тұтынушыларға орнатылады. Онда (сурет-7.3) желідегі шығын мәннен мәнге өзгеріп отырады.

немесе

мәнге дейін.

,

Реактивті қуаттың компенсациясы болып – маңызды құрамдармен электржабдықтарының эффективті өсуі, сондай-ақ электрэнергетика энергиясының сапасының жоғарылауына және электрэнергетика тораптары мен электрстанцияларының жеңілдетуге әкеледі.

Электрэнергетика тораптарының жабдықтарының амалдарының компенсациясы әзірге үлкен еместігін айта кету керек. Ол 0,2 квар/кВт құрайды. Экономикалық есептеулердің орнында мәні 0,5квар/кВт.

Реактивті қуат көздеріне генераторлар, компенсаторлар, синхронды двигательдер, конденсаторлар және де басқа статистикалық реттеу көздері жатады. Реактивті қуатты сондай-ақ желілері өндіріледі. Бұл қуат есептеулерге ғана 110 кВ кернеу кезінде және одан жоғары болғанда әсер етеді.

Генератор – номиналды қуатпен: (2), ол активті қуатты қалай өндірсе солай реактивті қуаты да өндіреді . Бұл қуаттар бір-бірімен байланысты және теңестірулермен анықталады. Активті қуаттың өсуі реактивтінің азаюымен және керісінше мәніне әкеледі. Бірақта реактивті қуатты генераторларды активті жүктеу үнемсіз. Реактивті қуат шығындалуына. Сондай-ақ жүйеде реактивті қуаттың шығыны кезінде аз экономды генераторларды синхронды компенсаторлар режиміне ауыстыру тиімді, яғни олар реактивті қуатты енді тұтына бастаған режиміне.

Тұтынатын және берілетін принципті реактивті қуатты генератор үш талаппен шектеледі: 1) статор тогы берілген мәнді өсірмеуі керек.; 2) қоздыру (ротор) тоғы да берілген мәнді (рұқсат етілген мәнді) өсірмеуі керек; 3) генератордың жұмысқа төзімділігін қамтамасыз етілуі керек.

Үшінші талаптың орындалуы үшін генератордың реактивті қуаты шектелуі керек.

Көбінесе генератор реактивті қуатты береді және анықтаушы болып екінші шарт орындалуы керек, сондай-ақ қоздыру тогы шектелуі керек.

Синхронды қозғалтқыш (СД) тұтынушыға орналастырады. Ол тек қана реактивті қуатты өндірмейді, сондай-ақ активті тұтынушы қолданылады. Соңғы кезде СД кеңінен тарады. Бірақта СД қымбат, бірақ ол асинхронды двигательден арзан, компенсирволық құрылғылармен бірге қолданылады. Синхронды компенсатор (СК) – тұтынушы талап ететін реактивті қуатты арнайы өндіру үшін орнатылады. өзінің айналуына ол аз ғана активті қуатты қолданады.

Реактивті қуатты СК-тәуелділігінен (қай қоздыру режимі) тораптан қалай берсе, солай тораптан ала алады.

Конденсаторлық батарея (БК) – бұл конденсатордың параллель және тізбектей қосылу тобы (2.31-cурет), олар реактивті қуаттың қабылдай алмаған мәнін толтыру үшін қызмет етеді.

Тізбектегі жалғанған конденсатор саны көбейсе, рұқсат етілген батарея кернеуі де өседі.

U_с параллельді қосылған конденсатордың параллель және шынжырдың саны өссе, рұқсат тізбектей жалғануының етілген батарея тогы I өседі.

13.1-cурет. Конденсаторлық батареялардың принципиалды схемасы

а,б-тізбек және параллель жалғануы, в,г- КБ үш бұрыш және жұлдызша қосылуы

Үшфазалы торапқа фазалық (жұлдызша) және желілік кернеуге қосылған (үшбұрыш) үш батарея орналастырады.

Конденсаторлық батареялар тұтынушыларға параллель (көлденең компенсация) және желіге тізбектей (ұзартылған компенсация) қосылады.

Осыдан генерациялайтын батареядағы реактивті қуатты кернеу арқылы анықтау оңай:

(13.4)

Тізбектей қосылған реактивті қуат генерациялық батареяны ток арқылы анықтау оңай:

(13.5)

Конденсатор батареясының реттелетін (РБК) және реттелмейтін (НБК) түрлері болады. Беру желілері – бұл реактивті қуатты генерациялайтын жүйе элементі.

Генераторлар, желілер мен қозғалтқыштар жүйенің маңызды элементі болып табылады, компенсаторлар мен конденсаторлар – реактивті қуатты шығару үшін негізгі орнатылатын қосымша көздері болып табылады. Сол себепті компенсаторлар мен конденсаторлардың кемшіліктері мен өзара артықшылықтарын бағалау керек:

Конденсаторлар компенсаторлардан қарағанда арзан; конденсаторлардың активті қуат шығыны компенсаторлардан қарағанда аз; конденсаторларды үлкен қуат үшін де, аз қуат үшін де қолдануға болады. Конденсаторлар көп жағдайда үлкен негізді экономикалық жағынан тиімді, себебі конденсаторларда қозғалатын бөліктер жоқ, сол себепті қызмет етуде сенімді және қарапайым;

Конденсаторлар қисық кернеудің формасын жақсартады, себебі жоғары гормоника токтары үшін аз кедергіге ие Х_е = 1/(WC). Сол себепті жоғары гормоника токтары торап арқылы емесе, негізінен конденсатор арқылы тұйықталады;

Көп жағдайда конденсаторлар ревизия және жөндеу үшін ұзақ сөндіруді қажет етпейді.

Сонымен бірге: 1) компенсаторлар реактивті қуатты бірқалыпты реттей алады, конденсаторлар батареялардың жеке топтарын қосып не өшіріп секіріспен реттейді; 2) компенсаторлар тораптан реактивті қуатты шығара алады және ала алады (тұтынады); конденсаторлар ток бере алады. Аз жүктеме уақытында (мысалы, түнде) кернеу кенет өсіп кетуі мүмкін, ол оқшаулағыш үшін қауіпті кернеуді төмендету үшін кернеу шығынын мәннен жоғарылату керек:

Ол үшін компенсатор тораптан реактивті қуатты тұтыну керек, яғни қоздырылмау режимінде жұмыс істеу керек. Ал конденсаторларда төмендету үшін топпен өшіруге тура келеді немесе кернеуді төмендету мақсатында желіде реактивті қуатты үлкейту сәйкес қуат шығынының өсуіне әкелуі мүмкін. Бірақ бұл процесс ұзақ емес және оқушыларды сақтау үшін осындай үлкею керек деп ойлайды.

Конденсаторлардың реактивті қуатын бірқалыпты реттеу мүмкіндігі үшін сыйымдылығы немесе индуктивтілігі тізбектелген тиристорлары ажыратып қосу арнайы құрылғылары шығарылған.

Алдында бірқалыпты реттеудің басқа тәсілдері берілген, бірақ осы қосымша құрылғылар компенсаторлардың құрылғылардан қымбатырақ, олар конденсаторлардың ерекшеліктерін сақтай отырып кемшіліктерін жояды. Компенсациялайтын құрылғылардың реактивті қуаттың өзгеруі. Жүктеме режимі өзгерген- де компенсацияланатын құрылғылардың оптимальды қуат өзгереді.Бұл өзгерістің практикалық дамуы қана арнайы автоматты басқарумен орнатылған жай реттелетін копенсациялық құрылғыларына арналған.

Реактивті қуатты қарымталаушы құрылғыларды қолдану электрлік қондырғылардың пайдаланымын қымбаттатады. Сонымен қатар, оларда активті қуаттың қосымша шығындары ΔР_комп пайда болады, бірақ олар ΔР шығындарынан елеулі аз болады.

Әр уақыт моментіндегі өндірістік кәсіпорынның қуат коэффициентінің мәні

(2.35)

мұндағы Р_i, S_i және Q_i – t_i уақыт моментіндегі сәйкесінше активті, толық және реактивті қуат_i, кВт, кВ∙А, квар.

Негізгі әдебиеттер 5 [192-288]

Қосымша әдебиеттер 2 [128-282]

Бақылау сұрақтары:

1. Реактивті қуаттың тұтынушылары мен генераторларын атаңыз.

2. Реактивті жүктемелерді қарымталаудың мәселесі неде?

3. Электрэнергия қабылдағыштарының реактивті қуатын тұтынуды азайтудың қандай әдістері бар?

4. Қарымталаушы құрылғылардың конструкциясын, қосылу схемаларын, техникалық және экономикалық сипаттамаларын түсіндіріңіз.

5. Синхронды қозғалтқыштардың қарымталаушы қабілеттілігін қалай анықтауға болады?

6. Қарымталаушы құрылғылардың орнатылу орны қалай анықталады?