Электр жабдықтарың жұмыс режимдерін үйлестіру

Электр жабдықтарың жұмыс режимдерін үйлестіру

1. Электр жабдықтарының пайдалану тиімділігі

2. Үйлесімді жүктеме

3. Трансформаторлар жұмысының экономикалық іс-тәртібі

1.Электр жабдықтарын пайдалану тиімділігі жүктелім бірлігінің жиынтық шығынымен бағаланады және көптеген факторларға байланысты. Электр жабдықтарын жүктеу қуатының әсері зор. Жүктелуді дұрыс таңдап алудың маңызы өндірісте автоматтандырылған электр жетектерді молынан пайдалануға байланысты арта түседі. Электр жетектері үшін тиімділік белгісінің жүктеуге қатынасы сызықтық емес күрделі сипат алады (2.2-суретті қара). Жүктемесі төмен болғанда, демек қуаты артық моторды пайдаланғанда, электр жетектің пәк мен cos -дің мәні төмен болады. Жүктеуді арттыру энергетикалық көрсеткіштерді жақсартады, бірақ кері әсер пайда болады – мотор қызады және оның сенімділігі төмендейді. Жүктеу қуаты үйлесімді болғанда ғана қорытынды шығын ең төменгі мәніне жетеді, ал электр жетегін эксплуатациялау тиімділігі ең жоғары болады. Таңдауларда азғантай ғана қате жіберіліп оны жаппай пайдаланса зиян көлемі күрт көбейеді.

Электр жабдықтарын үйлесімді жүктеуді тиянақтау мақсаты теріс және оң салдарларды тауып, олардың әсерін салыстыру, демек жүктемені арттырғанда туындайтын бәсекелес тиімділікті және жүктеудің, эксплуатациялау кезінде тиімділік белгісінің ең жақсы деңгейіне жететін мәнін табу, жеке жағдайда, мотордың қорытынды шығыны мұндай белгі бола алады.

Электр машиналар теориясында, электр моторының қорытынды шығынының ең аз мәні жүктеме еселігі болғанда мотор шығыны қатынасының квадрат түбіріне тең екені анықталған.

мұндағы, Р_Х, Р_К – бос жүріс (тұрақты) пен қысқа тұйықталу шығыны (айнымалы).

нақтылы жағдайда дәл есептеу мақсатында жүктеу үйлесімділігін зерттеп білу нысаны мотор ғана емес Қ-Э-Т-Эқ жүйесі де болуы тиіс.

Мотор мен ауылды электрмен қамтамасыз ету жүйесінің кешенді сипаттамасын есептеу, үйлесімді жүктеме өрнегі арқылы атқарылады:

мұндағы, С-электрмен қамтамасыз ету жүйесі есебінен шығынның арту еселігі (С=1,1...1,2); К_Р-әр мотордың реактивті қуатының кВар желідегі қолмақол шығын мәнін көрсететін реактивті қуаттың баламасы (К_Р=0,12...0,18 кВт/кВА_Р); q_X, q_K- бос қозғалыс пен қысқа тұйықталудың реактивтік қуаты.

Мотор магниттерінің реактивтік қуаты, оның шашырау қуатынан артық, сондықтан әрқашан β_ң>β₁. Қ-Э-Т-Эқ жүйесіндегі аз шығын белгісі бойынша үйлесімді жүктелуі, мотордың тек қана үйлесімдік пәк-нен үйлестіру белгілері әртүрлі болса, олардың арасында едәуір айырмашылық болатынын (β_ң=0,7...0,8; β₁=0,8010,95), эксплуатацияның нақтылы факторлары толық ескерілсе ғана үйлестіру қорытындысы анық болатынын есептеулер айқындап және дәлелдеп береді. Асинхронды моторлардың жүктемесі өзгеруіне энергетикалық қасиетінің тұрақтылығы жоғары екенін атап өту керек. Қалыптылықтан тайқуы 30% болса, шығынның ең аз төменгі деңгейден жоғарылауы 7%дан аспайды. Жүктелім төмендеуі 40%дан асқанда ғана пәк-нің қарқынды төмендеуі байқалады. Электр жетектеріне байланысты энергия шығынын түбегейлі азайту үшін, моторды эксплуатациялау кезінде жүктемесін дұрыс таңдап алу ғана емес, сонымен қатар, кезеңінде оның қалыпты пәк-ін жоғарылату және реактивтік қуатын нығайту керек.

Жүктеуді, мотордың сенімділігі бойынша үйлестіру, жүктелудің мотордың сенімділігіне әсері, оның артуына қарай оқшаулағыштың температурасы жоғарылап мотордың қызмет мерзімі қысқарады (температурасының 8...10^оС артуы қорғауыштың қызмет мерзімін екі есе қысқартады). Жүктелудің төмендеуі электр жетектің құнын арттырады. Сондықтан, сенімділігіне қарай үйлесімді жүктеуді Қ-Э-Т-Эқ жүйесінің экономикалық көрсеткіші бойынша таңдайды.

Тиімділік белгісі ретінде мотордың орындалған жұмыс бірлігіне келтірілген шығын Ш алынады. олар үш құрамнан: электр жетегінің баланстағы құнынан аударылған қаржыдан, оған қызмет көрсету шығыннан, күрделі жөндеу және технологиялық шығындардан тұрады

Ш=Е α_К β_З^-1+ α β_З^-1+α_Р (1+У_*) β_З ^П-1,

Мұндағы α_к, α _, α_р – аударылған қаржы үлесінің көрсеткіштері және қызмет шығындары, сондай-ақ күрделі жөндеуге (тенге/кВт. Сағат); n-1 – жүктелімнің мотордың бұзылу қарқынына әсері сипатының көрсеткіші.

Үйлесімді жүктемені анықтау үшін, белгінің бірінші туындысын β_з бойынша есептейміз де мына теңдеуді шешеміз

бұдан сенімділік белгісі бойынша мотордың үйлесімді жүктелуін табамыз

шыққан теңсіздіктен моторды сатып алу мен оған жасалатын қызмет неғұрлым қымбат болса солғұрлым оның үйлесімді жүктелуі жоғары болады, бірақ күрделі жөндеуге шығыны мен технологиялық зияны өскен сайын ол төмендейді. Мысалы, сауын қондырғысының вакуум сорабының моторының У^*=5, үйлесімді жүктелуі, У^*=0,3, мал қораны тазалайтын тасымалдауыш жетегінің моторының үйлесімді жүктелуінен 1,4 есе аз. Мотордың энергия бойынша үйлесімді жүктелу еселігі, сенімділігі бойынша үйлесімді жүктелу еселігімен тура келмеуі мүмкін.

Технологиялық зияны бойынша жауапкершілігі төмен нысандарда қолданылатын моторлар үшін (у_*<0,5) энергия шығыны белгісіне басымдық беріледі.

Мотордың бұзылуы технологиялық үлкен шығын келтіретін болса, сенімділік белгісін алады. Моторды бірінші немесе екінші топқа жатқызуға келмейтін болса, жүктелу еселігін β₂ мен β₃ тін мәндерінің арасынан алады.

Трансформаторлар жұмысының экономикалық іс-тәртібі. Жауапты тұтынушыларды электрмен сенімді қамту үшін, ауылдағы қосалқы станцияларда, жүктелім графигі біркелкі болмаса, көбінесе ортақ шинаға бірнеше трансформаторды жалғайды. Бір мезгілде істейтін трансформаторлар саны оларды пайдаланудың үнемділігі мен ондағы энергия шығынының құнына әсер етеді. Жүктелуді азайту шарасы трансформаторлардың бір бөлігін ажыратып тастау, сөйтіп энергия шығынын азайту. Қатарласа істейтін екі трансформаторларды жүктелуі өзгергенде қосудың үйлесімді нұсқасын таңдап алу шартын анықтайық. Жүктеудің сұлбасын өзгертуді керексінетін шекті қуатын табу үшін қуаты S_H бірдей бір немесе екі трансформаторлардағы энергияның жылдық шығынын іздеп отырған бірдей үйлесімді (шекті) жүктемеге S_ПР келтіреміз:

Р_ХШ_Х8760+Р_КШ_К (S_ПР/ S_Н)²=ңР_ХШ_Х8760+2Р_КШ_К (S_ПР/ S_Н)²,

Мұндағы Р_Х, Р_К – бос қозғалыс пен қысқа тұйықталудың активті шығыны, Ш_Х, Ш_К – ретінше 8760 және сағат ішінде жоғалған энергияға айналдырғандағы шығыны. Бұдан:

Жүктеме есептегіден артқан кезде екі трансформаторды да, ал төмендегенде біреуін ғана қосу тиімді. Кернеуі 35/10 кВ, қалыпты қуаттылығы 1-ден 6,3 МВ∙А трансформаторлар үшін өрнекке енген өлшемдердің орташа қатынастарында, шекті жүктелім шамасы бір трансформатордың қалыпты жүктелуінің 100...110%-ын құрайды.

Дегенмен келтірілген мысалда шекті реактивтік қуатпен қатар нақтылы (активті) қуат жұмсалатыны ескерілмеген. Сондықтан қатарласа істейтін трансформаторлардың санын шығыны бойынша анықтағанда, реактивті шығынды нақтылы шығынға айналдырып мотордың жүктелімін талдағандағыдай, оны экономикалық балама к_р көбейту неғұрлым тиімді.

Р n(P_X+K_PQ_K)+ (P_K+K_PQ_K)β²

Мұндағы К_Р – таратқыш 6...10 кВ-тық желілердің трансформаторлары үшін 0,15; 35...110 кВ үшін-0,08; Q_К , Q_К – бос қозғалыс пен қысқа тұйықталудың реактивті қуаты.

Трансформаторларының қуаты мен құрылымы бірдей қосалқы станцияларды, бір мезгілде қосылатын трансформаторларының санын мына теңсіздікпен анықтауға болады: жүктеме өскен кезде қатарласа істейтін n трансформаторға, егер жалпы жүктелім S мына шартты қанағаттандыратын болса

S >S_Н ,

тағы бір трансформатор қосуға болады, жүктелім кемігенде, керісінше, трансформаторлардың бірін ағыту тиімді, егер

S <S_Н ,

реактивті шығындарды мына өрнектермен есептеуге болады

Q_X= ,

Мұндағы, і_Х, U_К – сәйкес қалыпты өлшемдердің бос қозғалыс тоғы мен қысқа тұйықталу кернеуі, %.

Қуаты әртүрлі трансформаторлар үшін мұндай есептерді, әдетте, 2.3-суретте көрсетілгендей, графикалық әдіспен шығарады.

2.3 – сурет

Ол үшін әрқайсысына жеке (1 мен 2 қисықтар), сондай-ақ қатарлас сұлбалар үшін де (3-қисық), келтірілген шығындардың жүктемеден тәуелділігін туғызады. Қисықтардың қиып өту нүктелері трансформаторларды пайдаланудың экономикалық шартын анықтайды: 1-жүктелім аралығында жұмысқа қуаты шағын трансформаторды қосады, 2-қуаты үлкенін, 3-екі трансформоторды қатар қосады. Мұндағы әр аралықта, қуат шығыны мүмкін болатын шығынның ең аз мәнін көрсетеді.