План урока на тему "1000 В кернеумен электр торабын қорғау"

Тақырып : 1000 В кернеумен электр торабын қорғау

 Сабақтың мақсаты: Студенттерге электр тораптарының міндеттерін ұғындыру , стандартты номиналды кернеулерінің шкаласын зерттеуді үйрету, 1000 дейінгі торап және 6-35 кВ тарату тораптарын есептеу ерекшелігін оқыту.

Сабақтың типі:  Жаңа материалды игеру сабағы

Сабақтың әдісі: Аралас сабақ

Жоспары:

Электр тораптарының міндеттері

Электр тораптарының стандартты номиналды кернеулерінің шкаласы

1000 В дейінгі торап және 6-35 кВ тарату тораптарын есептеу ерекшелігі

Электр тораптарының міндеттері

Электр энергиясын ірі электр станцияларынан өндіру экономикалық тиімді, мұнда энергия сапасы сенімділігі жоғары және бағасы төмен болады. Мықты электр станциясының өзі кернеуі 10,5 кВ жоғары емес электр энергиясын өндіреді. Осындай кернеудегі электр энергиясын алыс қашықтыққа тасымалдау тиімсіз, сондықтан станциясының генераторлық кернеуін трансформаторлық подстанцияның көмегімен жоғарылайды. Кернеуі 35 кВ - 110 кВ - 220 кВ және одан жоғары кернеулі магистральді желі бойынша тұтыну ауданына береді. Тұтыну ауданында кернеу тоғы да 35 кВ, 10 кВ, 6 кВ дейін төмендетіледі, мұнда энергия тұтыну пунктерінің арасына таратылады. Тұтыну пунктерінде энергияны пайдалану үшін 660 В, 380 В немесе 220 В кернеуге дейін түрлендіреді. Сондықтан электр энергиясын пайдалану тек трансформаторлық подстанцияда кернеуді бірнеше рет түрлендіру нәтижесінде мүмкін болады. Электр торап дегеніміз электр энергияны жеткізу және тарату үшін керек электр қондырғылар жиынтығы, ол станшалар (подстанции), тарату құрылғылары, ток өткізгіштер, белгілі аумақта істейтін ауалық (АЖ) және кабельдік электр жеткізу жеиілерінен тұрады. Электр тораптардың негізгі міндеті тұтынушыларды электр мен қамтамасыз ету. Электр тораптары электр қабылдағыштарды және тұтынушыларды электр көзіне қосады. Бұл электр қабылдағыштар саны көп және олар орналасқан аумақ үлкен болғандықтан едәуір күрделі мәселе.

Электр тораптарының екінші міндеті электр энергияны өндірген жерден тұтынатын жерге жеткізу. Көп жағдайда энергия көздері (көмір, мұнай, газ, су қорлары) тұтыну орталықтарынан – зауыттардан ел мекендерінен және т.б. алыста орналасқан. Көбінесе отынды, мысалы көмірді, тасу тиімді болмауы мүмкін. Электр стансаны отын алабына жақын салып электр энергияны электр тораптары арқылы жеткізу тиімдірек болады. қашықтық және берілетін электр энергия мөлшері үлкен болғанда өте жоғары кернеулі қуатты жеткізу желісін салуға тура келеді.

Электр тораптар электр жүйелерін жасау үшін де қызмет атқарады.

Энергетикалық жүйе дегеніміз қатарлас істеу үшін өндіру бөліктері энергетикалық байланыстармен біріктірілген энергетикалық қондырғылар жиынтығы, онда бір тұтас диспетгерлік басқару және біртұтас қуат қоры болады, ол қор жүйенің кез-келген бөлігінде пайдалануы мүмкін. Сонымен, энергетикалық жүйені үш негізгі нышан (признак) анықтайды: энергия өндіру орталықтарының қатарлас істеуі, бір тұтас басқару және біртұтас жалпыжүйелік қор.

Электр тораптарының конфигурациясы географиялық жағдайларға, жүктеменің таралуына және энергия көздерінің орналасуына байланысты дамиды. Бұл жағдайлардың әр түрлі қасиеттері және техника-экономикалық әр түрлі сүлбелердің болу мүмкіндігіне алып келеді. олардың ішінен техника-экономикалық салыстыру арқылы ең тиімді нұсқасы (Варианты) алынады. Электр тораптары әр түрлі көрсеткіштер бойынша жіктеледі, олардың негігілері: құрылмалық істелінуі, ток түрі, тұтынушылар сипаты, көрсетілген (номинал) кернеу, жалғау сүлбесі.

2. Студенттерге электр тораптарының стандартты номиналды кернеулерінің шкаласы

Әрбір электр торабы оның жабдығы есептелетін тораптың номиналды кернеуімен U_ном сипатталады. Номиналды кернеу электртұтынушылардың (ЭТ) қалыпты жұмысын қамтамасыз етеді, ең үлкен экономикалық тиімділікті береді және жеткізетін активтік қуатпен және электрберіліс желісінің ұзындығымен анықталады.

ГОСТ 21128–75 айнымалы токтың 1000 В дейінгі электр тораптарының және қабылдағыштарының номиналды фазааралық кернеулерінің шкаласын ендірді: 220, 380, 660 В.

ГОСТ 721–77 айнымалы токтың 1000 В жоғары электр тораптары номиналды фазааралық кернеулерінің шкаласын ендірді:

0,38, 3, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750, 1150.

3.1 кестесінде электр тораптарының жіктелуі көрсетілген, мұнда тораптар төменгі кернеуге (ТК), орта кернеуге (ОК), жоғары кернеуге (ЖК), асқын жоғары кернеуге (АЖК) бөлінген.

3.1 кестесі – Электр тораптарының жіктелуі

	<1	3-35	110-220	330-750
ТК	ОК	ЖК	АЖК
Аймақты қамту Арналымы Тұтынушылар сипаты	Жергілікті Аудандық Таратушы Коммуналды - тұрмыстық Өндірістік Ауылшаруашылық	Аймақтық Жүйе құраушы - - -

Электртұтынушылардың (электрқабылдағыштардың) қалыпты жұмысы үшін шарт орындалу керек:

ЭТ жүктемесі тұрақты емес, ал жұмыс режимі өзгеруінен тәуелді өзгереді (мысалы, өндірістің технологиялық процесінің жүру барысына сәйкес), сондықтан торап түйіндеріндегі кернеу номиналды мәнінен тұрақты ауытқиды, бұл электрэнергияның сапасын төмендетеді және шығындарды туындатады. Электрқабылдағыштардың көбісі үшін орнықты аймақ кернеу ауытқуларының δU = ±5% мәндерімен шектелгенін зерттеулер көрсетті.

Әдетте, желінің басындағы кернеу соңындағыдан артық және кернеу шығындарының шамасына айырмашылығы бар

Тұтынушы кернеуін U₁ электр торабының номиналды кернеуіне жуықтатып және сапалы энергиямен қамтамасыз ету үшін генераторлардың номиналды кернеулері  ГОСТпен тораптың номиналды кернеуінен 5 % жоғары қойылған

 

Жоғарылатқыш трансформаторлардың біріншіреттік орамдары тікелей генераторлардың қысқыштарына қосылғасын, олардың номиналды кернеулері U_1ном бірдей болу керек

Төмендеткіш трансформаторлардың біріншіреттік орамдары олар қоректенетін тораптарға байланысты тұтынушы болады, сондықтан шарт орындалу керек 

Соңғы кезде өндіріс тораптың номиналды кернеуінен 5 % көп біріншіреттік орамның кернеуі бар кернеуі 110–220 кВ төмендеткіш трансформаторларды шығарады. 

                                          3.1 суреті – Кернеу эпюрасы

Төмендеткіш және жоғарылатқыш трансформаторлардың екіншіреттік орамдары олар қоректендіретін торап үшін көз болып табылады. Екіншіреттік орамдардың номиналды кернеулері U_2номосы тораптың номиналды кернеуінен 5–10 % артық болады.

 

3. 1000 В дейінгі торап және 6-35 кВ тарату тораптарын есептеу ерекшелігі.             Тұйықталмаған торап дегеніміз энергия тұтынушыларға бір жақтан беріледі.Көп жағдайда мұндай тораптар жергілікті мәндегі тораптар болып табылады,110кВ-қа дейін энергияны қашықтықтағы тұтынушыларға береді және 20-30 км аспайды.

Осындай 10кВ тораптардың мүмкін сұлбалары тамақсыз және тармақпен 8.1,а,б суретте көрсетілген.Қуаттар суретте реактивті киловольт-ампер мен киловатта көрсетілген.Егер есептің бірінші этапында қуат шығынын есептесек,онда қуат шығынын суммалай отырып әр аймақтағы сызықты қуатты (токты) табуға болады..

Тұйықталмаған тораптағы қуаттарды тарату тұтынушылар жүктемесімен және түйіндегі қуаттар баланс шартымен анықталады.Тұйықталмаған торап әр тармағындағы толық қуаты барлық жүктеме қуаттарының мәнін суммалау арқылы алынады,олар тораптың берілген аймағы (тармағы) бойынша қоректенеді.

Торап аймағының ағын таралуын анықтаған соң , әр аймақтың қуат шығынын табуға болады(есептің екінші этапы). Қуат шығынын анықтау соңғыны беретін бірінші аймаққа тізбектеле жылжи отырып берілетін соңғы аймақ үшін басында өндіру ұсынылады.Табылған ағын таратуды аймақтың қуат шығындарымен суммалай отырып, қуат шығынын ескере толық қуатты табуға болады.

Екі жақтылы қоректену желісі жеке жағдай болып сақина жатады Тұйықталған желінің басты артықшылықтары: Жұмыс сенімділігі. Қорек көздерінің біреуі істен шыққан кезде (А1 немесе А2) бүлінген обьектіден ажыратуға қажетті қысқа уақыттың үзілістен кейін барлық жүктеме басқа энергия қорек көзінен ала береді. Бұл желінің кез – келген аймағындағы анатқа да кіреді. Мысалы, А1а аймағы бүлінген  кезде барлық тұтынушылар А2 қорек көзінен қоректене береді. Сәйкесінше басқа бүліну кезінде, мысалы bc аймағында да.

Оны өшіріп қойғаннан кейін тұтынушылардың бір бөлігі энергияны бір қорек көзінен, ал екінші бөлігі – басқа қорек көзінен ала береді. Икемділік. Жүктемелердің қысқа уақыттық соққылары немесе олардың ұзақ өзгерістері тұйықталған желіде тұтынушыла кернеуінің кішкене тербелісі мен кішкене кернеу шығындарын тудырады, ажыратылғанаға қарағанда. Қуат шығындары. UA1=UA2 қоректендіруші пунктерінің кернеулері бірдей болған кезде тұйықталған біртекті желідегі қуат шығындарының қуатының табиғи тармақталуының салдарынан минималды болып шығады. Жүктемелерді өзгерту процессіндегі (оң жүктемелер үздіксіз өзгереді) қуаттың асыра токтарының еркін өзгерістері қуаттардың тұықталған жұмыстары кезінде желі аймақтары бойынша тиімді тармақталуын (токтардың) қамтамасыз етеді.

 Ал сол кезде тұйықталған желінің “бөлінуімен” алынған токтардың тармақталуы болса ықтиярсыз. Қоректену пунктерінің UA1UA2 әр түрлі кернеулері потенциалдар айырымынан пайда болған теңестіргіш деп аталтын токтар құрайды. Бұл токтар қосымша, кейде едәуір қуат шығынын береді.

Түбегейлі жаңартылмаған желілерді дамыту мүмкіндігі. Қуаттың тұықталған желіде еркін қайта тармақталуынан өткізу қабілеттілігін жоғарлату мүмкіндігіне ие, яғни өсуі мүмкін, ал желіні жаңарпасақ та болады. Мұның бәрі әрина жүктеменің нақты аралықта өсуінен әділеті. Қоректендіргіш пункті қиюға болады немесе барлығының кернеуі бірдей болса бірнеше қоректендіргіш пунктерді бір пунктіге қосуға болады. Ток бөлімінің нүктесі деп барлық жақтан ағатын қуат толығымен жүктемемен қоректенетін нүктелерді айтамыз. Қорек пунктінің әр түрлі кернеулері теңестіруші токтарды тудырады, ол нүктеден жоғары потенциалмен аз потенциалды нүктеге ағады.

Теңестіруші токтар тиімсіз, себебі бұл кезде тораптағы токтар үлкейеді, ал сәйкесінше, қуат шығыны да. Сол себепті мүмкіндігінше тораптың қорек пунктерінің кернеулерін тузетуге ұмтылу керек. Қорек пунктінің әр түрлі кернеуі бар торапты есептеу не Кирхгоф заңын қолданумен, не салу тәсілін қолданумен өткізілуі мүмкін.

 Энергия жүйелерді біріктірудің басты артықшылықтары. Жұмыс істеу сенімділігі. Егер қандайда бір элемент (генератор, трансформатор және желі) бүлінсе, онда тұтынушы энергияны жүйеден басқа бүлінбеген элементтер арқылы ала береді немесе берілген энергия жүйесінде қуат тапшы болған кезде энергия басқа энергия жүйелерінен жүйеаралық байланыстар бойынша келіп түсе алады.

Жүктеме  максимумының қиылыспауын тексеру. Әрбір тұтынушы немесе энергия жүйесінде шамасы бойынша да, уақыт бойынша да, максимумы бар. Біріккен энергия жүйелерде бұл қиыспаушылықты пайдалану ерекше тиімді. Мысалы, егер Оралда болғанда, электрэнергетика жарығы өшіп қалса, онда Мәскеуде бұл кезде жарықтану қосылады.шындығында, бір энергия жүйесіндегі босаған энергияны беріліс желісі бойныша басқа энергия жүйесіне немесе оған өте мұқтаж болған жаққа бағыттауға болады. Қуаттың кіші резервтері. Қуатты бір энергия жүйесінен екіншісіне берілу мүмкіндігіне байланысты әрбір жүйедегі қуат резервтері қысқартылуы мүмкін, ол жоғары экономикалық тиімділік береді. Жылу және гидростанцияның бірлескен жұмысы. Мұндай жұмыс арзан отынды станцияларды кеңінен пайдалануға мүмкіндік береді. Гидростанциядаға энергия көздер су болып табылады. Сондықтан жазда, су көп болған кезде, жылу станциялардағы отынды үнемдеу үшін гидростанцияларды пайдалану орынды.

Аса ірі агрегаттарды пайдалану. Қуаттылығы үлкен бір агрегат, осындай қуатты бірнеше майда агрегаттарға қарағанда арзанырақ. Бұрын резервтеу үшін энергия жүйесінің шартында орнатылған кішкене агрегаттарды және біріккен энергия жүйелерді пайдалану мақсатқа сай келуде. Үлкен маневрлік. Ол желілерді, трансформатордағы айрып-қосуға немесе өшіріп қоюға, және олардың қоректену жолдарын өзгертуге мүмкіндік береді. Тұтынушылар энергияны энергия жүйесінен орталықтандырылған ретте алады. Желі шатты түрде үш топқа бөлінеді: 1) әрекет ету радиусы ондағы киллометр және кернеу 110кВ –қа дейінгі кішкене аудандарға қызмет көрсетуші. Мұндай желілерге қалалық, ауыл, өнеркәсіп және т.б. жатады; 2) аудандық, кернеу 110 кВ және одан да жоғары үлкен аудандарды қамтиды; 3) жүйе аралық, жеке жүйеледі бір-бірімен байланстырушы.

Бақылау сұрақтары:

1. Қандай тораптар екі жақтан қоректену тораптары деп аталады?

 2.Екі жақтан қоректену тораптарының артықшылығы?  

3.Электрэнергетика қоршаған ортаға қандай әсер тигізеді?  

4.Қандай сапалы күшейткіштерді білесіздер?  

5.Кернеу, ток және қуат векторлық диаграммасы?  

6.Тұйықталмаған торап дегеніміз не?