Реактивті қуаттың генераторлары және тұтынушылары

Реактивті қуат тұтыну. Реактивті қуаттың жүктемеге байланысты 2 түрлі: индуктивті немесе сыйымдылықты болатыны белгілі. Егер тоқ фаза бойынша кернеуден қалып отырса, онда жүктеме индуктивті болады, ал оның таңбасы оң (+) болады және мұнда реактивті қуат тұтынылады. Торап элементтерінде реактивті қуаттың шығыны да болып тұрады, олар электрэнергия қабылдағыштары тұтынған реактивті қуатпен өлшемдес. Өндіріс орындарындағы реактивті қуаттың ең негізгі тұтынушылары мыналар: асинхронды қозғалтқыштар (АҚ) (барлық тұтынылған қуаттың 60-65 % құрайды), трансформаторлар (20-25%), бұрандалы түрлендіргіштер, реакторлар, ауалы және кабелді электр тораптары және басқа қабылдағыштар (10%).Салыстыру үшін активті қуат P, реактивті қуат сияқты қабылдағыштармен тұтынылады және торап элементтері мен электр қондырғыларында шығынға ұшырайды. Реактивті қуатты өндіру Егер тоқ кернеуден озатын болса, онда жүктеме сыйымдылықты болады да, реактивті қуат өндіріледі және ол теріс (-) таңбалы болып келеді. Реактивті қуат – электр станциялардағы генераторлармен, синхронды қозғалтқыштармен, күштік конденсаторлар батареяларымен, тиристорлар және желілермен өндіріледі.

Салыстыру үшін: активті қуатты тек электр станциялардың генераторлары өндіреді.

Реактивті қуаттың теңдігі немесе балансы:

Q_i=0_i, Q_потр= Q_ист, Q_потр=Q_нагр+∆Q_{(потери)}. Q_ист=Q_ген+Q_сд+Q_бк+Q_лэп+Q_{тиристист р.м.}+….

Реактивті қуаттың қорек көзі ретінде тұтынушылардан алыс емес орналасқан станциялардың генераторларын атап өткен орынды (мысалы, ЖЭС), бұл басқа қорек көздері арқылы реактивті қуатты генерациялау шектелген кезде (авариялардан кейін) өте маңызды. Электрстанциялардың немесе энерготораптардың мүмкіндігіне байланысты генератор реактивті қуаттың тұрақты қорек көздері болып табылады. Бұл кезде энерготорапQ_э есептелетін қажетті tgj_э мәнін де береді:

Q_э=tg _э* Р_р.нагр мұндағы Q_э – энерготорап өндіретін реактивті қуат; Р_р - өндіріс орнының қосынды активті қуаты.

Синхронды қозғалтқыштар

АҚ қарағанда синхронды қозғалтқыштардың ең бірінші артықшылығы - ол қоздыру тоғын өзгерту арқылы синхронды қозғалтқыштардағы реактивті қуаттың мәнін өзгертуге болады. Қоздыру тоғының мәніне байланысты реактивті қуатты торапқа жіберуге (асқын қоздырылғанда) және тораптан тұтынуға (қоздырылмағанда) болады.Электр жетектерінде қолданатын синхронды қозғалтқыштарды озатын токпен = 0,9 күйінде орындайды. Синхронды қозғалтқыштар - реактивті қуатты өтемелеудің ыңғайлы түрі болып табылады. Синхронды қозғалтқыштардың ең жоғарғы қоздыру шегі уақыт ұстанымы кезіндегі ротор орамаларының рұқсат етілген температурамен анықталады.

10. Кернеуі 1000 В-қа дейінгі желілерде сымдар мен кабельдері төсеу (тарту) әдістері

Электрэнергиясын өндірістік кәсіпорындарының тұтынушыларына жеткізу, таратуы электр желісі арқылы іске асады. Электр қабылдағыштар цех ішінде қосалқы станция мен тарату құрылғыларына қорғаныстық, қосқыш аппараттар арқылы қосылады.

Өндірістік кәсіпорындарында электр желісі ішкі (цехтік) және сыртқы болып орындалады. Ішкі желі ашық болуы мүмкін: қабырға, төбе және басқа элементтерінің (құбырларда, коробкаларда, лотокторда) бетінде орналасады және де жасырылған болуы мүмкін: ғимараттардың конструктивті элементтерінің ішінде орналасады (қабырға ішінде, еденнің астында, фундаментте, т.б). Ал сыртқы желі ғимараттың сыртында орналасады, ғимараттар арасында және тіреулерде.

1кВ-тан жоғарғы электр желісінде күштік кабельдер үлкен электр қабылдағыштарында қолданылады. Кабельдердің төселу саны шектелмеген, шартты орталарда арнайы құбырлардың ішінде төселеді.

Сымдарды қорғанысы бар құбырларда төсеу. Бұл қорғаныс механикалық зақымдалудан қорғайды, ол құбырлардың қосымша шығынына байланысты.Кемшілігі: көбінесе құбырлар болаттан жасалады, бұл жерде сымның оқшауламасы бұзылып кету қаупі бар және эксплутация кезінде зақымдалған сымдарды мұндай жағдайларда арнайы кабельдер қолданылады ВБВ, АВБВ.

Сымдарды ашық жағдайда төсеу. Бұл арнайы роликтерде орнатылады оқшаулатқыштарда, тростар арқылы төселеді, ол өте қарапайым және арзан, бірақ сымдарды механикалық зақымдаудан қорғау сенімділігі жеткіліксіз.

Ең сенімді кабельдерді төсеу. Бұл құбырларда, латоктарда, қорабшаларда олар әсіресе кабельдер саны көп болғанда көп қозғалтқышты агрегаттармен автоматты желілерде қолданған ыңғайлы.Жарықтандыру желісінде ШОС түрлі шиноөткізгіштер кеңінен қолданылады, ол төрт өткізгіштерден тұрады. Шамды штепселді терезе арқылы қосамыз, штепсельді фазалық, нөлдік қорғаныс өткізгіштері болады.

Троллельлік торапта төсеу. Мұндай төсеу қозғалмалы қозғалтқыштардың қорегі үшін қолданылады (көпірлік кран, тележкалар т.б.) Троллельлік торапта арнайы троллельлік шиноөткерме арқылы іске асырылады ШТМ (I_н=100,200, 400 А) болаттан жасалады орналастыруға ыңғайлы әр түрлі жағдайда, ток азайытқыштар орналасады және конструкциячына байланысты. ПУЭ бойыннша өндірістік ғимараттарды қоршаған ортаның сипаттамасына байланысты құрғақ, ылғал, ыстық, шаңды, химиялық орта, өртке қауіпті, жарылуға қауіпті болып бөлінеді. Сондықтан тораптарда кабельді төсеу, таңдау шартта әр ғимараттың сипаттамасына байланысты электр тораптары үшін өзекшелі өткізгіштігін қолданған жөн. Мысалы өткізгіштер көп жағдайда қолданылмайды, өйткені олар тапшы метелл мысты тек арнайы жағдайларда қолданады, мысалы: электр жетегінде қозғалушы аппараттар үшін қолданылады. Өртке қауіпті аймақтарда В-I В-Iа класстарында желі өткізгіш қолданылады.

11. Кернеуі 1000 В-қа дейінгі электр желілерді қызу және қорғау шарттары бойынша есептеу

Қыздыру шарты бойынша 1000 В-қа дейінгі кабелдер мен сымдардың қимасын ұзақ мерзімді өткізетін токтың жүктеменің есептелінетін мәніне тәуелді кестеден алынған қалыпты жағдайда төселген кезде, екі қатынас шарты бойынша есептеледі.

Қыздыру шарты: а) ұзақ мерзімді есептік ток бойынша I_{норм.доп.пров.} ³ ;

б) алынған аппараттардың максималды токтық қорғанысына сәйкес шарт бойынша

I_{норм.доп.пров.} ³

мұндағы К_попр -сымдар төселуіне байланысты, түзету коэффициенті;К_з -қорғаныс коэффициенті, яғни ол I_{норм.доп.пров}/I_{н апп} немесе I_{сраб.апп.}

Балқытылған қыстырғы үшін:

к_з=1,25 -жаруға және өртке қауіпті жерлер, сауда орындары;

к_з=1 -жаруға және өртке қауіпсіз өндіріс орындары;

к_з=0,33 -асқын жүктемеден қорғауды қажет етпеген жағдай.

Автоматтық ажыратқыштар үшін:

I_{у авт} -шапшаң ағытқышына Кз-1,25;1;0,22;

I_{у авт} -ретелмейтін қайтымды тәуелді сипаттамасымен Кз-1,0;1,0;1,0;

I_у.авт -реттелетін сипаттамасымен Кз-1,0;1,0;0,66.

Қалыпты жағдайда К_попр-1, онда I_{норм.доп.} ³ I_дл, I_{норм.доп.} ³ к_з× I_защ.

Электр торабындағы

DU_ф=I r cosj+I x sinj=I (r cosj+x sinj),

DU_л= DU_ф= (I r cosj+I х sinj) немесе

DU_л= .

12.. Кернеуі 1000 В-қа дейінгі электр желілерді кернеу шығыны шарты бойынша есептеу

Троллелі желілерде, материал ретінде бұрыштық болат қолданады, оны келесі сәйкес тәсілмен есептеуге болады:

а) бұрыштық болаттың өлшелмелі қыздыру шартымен сәйкесінше таңдау;

б) мүмкін кернеу шығынымен.

а) Бірінші шартты бұрыштық орналасуына сәйкес I₃₀ тогы бар 30 минут ішіндегі I_доп -тогын салыстырумен тексеріледі.

мұндағы Р_потр -тұтынылатын қуат;

Р_ном және h арқылы анықталады: ;

б) бұрыштық болаттық алынған өлшем мүмкін болатын кернеу шығысына тексеріледі. U, %/м

DU = m ×I_пик × l

мұндағы m –кернеудің I_пик = I_кр меншікті шығыны U, %/м;

I_пик -қабылдағыштардың ең шынды (аз уақытты) тогы, А;

l - қоректендіру желісіне қосылған нүктеден ең алшақ троллейдің соңына дейінгі арақашықтық, м.

Шынды (аз уақытты) ток.

I_пик = I_{пуск.макс.} + (I_макс. – I_ном)

U -380/220 В тораптарында жорықтандыру және күшті желілерде бір жерден қоректендіру барысында қозғалтқышты іске қосқандағы кернеудің толқуын ескеру керек.

Қабылдағыш көзінен ең соңғы шамаға дейінгі жарықтандыру электрторабының толық U шығыны.

DU=

Кернеудің толық шығыны трансформатордағы DU_т кернеу шығынымен және тораптағы DU_с кернеу шығынымен анықталады.

DU=DU_т+DU_с.

Трансформатордағы кернеу шығыны

DU_т=a×b(U_acosj+U_psinj)

Тораптағы кернеу шығыны

DU_с=DU-DU_т= -ab(U_acosj+U_psinj).