Несинусоидальность напряжения — искажение синусоидальной формы кривой напряжения

Билет

Назначение и классификация электрических сетей

Электр тораптары- электр жүйесінің бір бөлігі. Электр энергияны таратуга арналган электрлік қондырғылардың жиынтыгы. Электр тораптарга-қосалқы станциялар, тарату курылгылары, әуе электр беріліс желісі, кабель кіреді.

Электр беріліс желісінің кызметі- электр энергиясын ондіретін жерден тутунушыларга дейн жеткізу және оны тутынушылар арасында тарату.

Электр тораптарының топталуы:

1) ток б/ша: айнымалы және туракты ток

2) кернеу б/ша: 1000 в дейн томенгі кернеу, 1000 в жогары- жогары кернеу,

ультра жогары кернеу (1000кв жогары), аса жогары кернеу

3) схемалары б/ша: электр тораптарының туйыкталган және туйыкталмаган

4) курылымы б/ша: ауелік, кабельдік, ішкі сым

Аткаратын ф/сы б/ша:

1) системаобразующий (жуйеаралык)-бір жүйе мен екінші жүйені біріктіру 330кв-1150кв

2) питающий (коректендіргіш) -110,220,500кв эл энергияны жуйеаралык желілерден 110,500 кв станциялардан шиналарынан алынады.

3) таратушы- аудандык, косалкы станциялар, кобінесе кернеуі 110,220,6,10,5 кв аудан б/ша диспетчерлік баскарма олар эл энергияны ауылга, ондіріске, калага таратады.

Схемы замещения двухобмоточного трансформатора

Екі орамды трансформаторларды г- тәрізді алмастыру сулбасымен карастыруга болады. алмастыру сулбасының бойлык болігі активті және реактивті R_T және X_T трансформаторлардың кедергілерін курайды.

А) Екі орамды трансформатордың шартты белгісі

Б) Екі орамды трансформатордың г-тәрізді сулбасы

В) жеңілдетілген алмастыру сулбасы

Тр активти откізгіштігі

G_Т=

Тр реактивти откізгіштігі

В_Т=

Екі орамды трансформатордың активти кедергісі R_T=

Екі орамды трансформатордың реактивті кедергісі x_T=

Расчеты параметров воздушных ЛЭП

Ауалык электр беріліс желісі- ашык ауада турган сымдар аркылы электр энергиясын таратуга арналган. Параметрлері:

Активті кедергі R_л. R_om= l / (γF)

Индуктивті кедергі Х_л.Белгіл, индуктивті кедергі 1 км желіге жүргізілген, Ом/км.

Х₀= 2πLf=0,144lg(D_cp/r) + 12500μ

Активті өткізгіштер g_л

Реактивті өткізгшітер b_л.Осы өткізгіштік өткізгіштер мен жер сыйымдылық байланыстардын барысымен ескертілген және, табиғи, сыймдылық мінез құлық бар.

b_ол = 7,58 * 10^-6 / lg (D_cp / r)

. ,

Билет

1. Какие типы опор и изоляторов существуют для ВЛЭП?

Тіректер анкерлік, аралық, бұрыштық, транспозициялық және арнайы болып бөлінеді. Тіректерді қолдану ӘЭБЖ орнына, атқаратын қызметіне байланысты болады.

Анкерлік тіректерді электр желісінің аса жауапты жерлерінде сымдарды қатты бекіту үшін қолданылады. Анкерлік тіректер екі сымның бір жақты салмағына төзуі керек. Ағаштан жасалған анкерлік тіректер кернеулігі 110 кВ электр тораптарының түзу сызықты орналасқан бөліктері үшін арналған. Анкерлік тіректер аралық тіректерге қарағанда күрделі және бағасы қымбат,сол себепті оны аз қолдану керек. Кернеулігі 1000 В жоғары желілердің түзу бөліктерінде анкерлік тіректер әрбір 10-15 км арақашықтан кейін орналасып отырады.

Аралық тіректер әуе желілерінің түзу сызықты учаскелерінде сымдарды ұстап тұру үшін қызмет етеді. Аралық тіректер басқалармен салыстырғанда жасалуы оңай және бағасы арзан болып келеді. Оның басты ерекшелігі – олардың көптігінде, олар жалпы тіректер санының 80-90% құрайды.

Бұрыштық тіректер электр желісінің бұрылатын жерлерінде орнатылады. Бұрыштық тіректердің траверсаларын бұрышының биссектрисасы бойынша орнатады. Көбінесе бұрыштық тірек ретінде анкерлік тіректер қолданылады. Транспозициялық тіректер сымдарды транспозициялау үшін қолданылады.

Арнайы тіректердің екі түрі бар:

а) біріншісі – өтпелі тіректер, олар электр желілері өзендермен, көлдермен, терең саймен қиылысқан жерлерде орнатылады.

б) екіншісі – тармақты тіректер, олар басты электр желісінен басқа жаққа қарай жаңа электр желісі тармағын тарту қажет болған кезде қолданылады.

Оқшаулағыштар тізбектің ток жүретін бөліктерін бекіту,оларды жерден немесе қондырғының басқа да бөліктерінен оқшаулау үшін қолданылады. Сол себепті олар фарфордан және шыңдалған шыныдан, яғни механикалық және электр беріктілігі жоғары материалдан жасалады, сонымен қоса олар ыстыққа төзімді, ылғал өткізбейтін болуы тиіс. Шыны оқшаулағыштар фарфорлыдан қарағанда жеңіл болады және жүктемелік соққыларға төзімді келеді.

Құрылысы бойынша оқшаулағыштар штырлы және аспалы болып бөлінеді. Штырлы оқшаулағыштар кернеуі 1000 В дейінгі және кернеуі 6-35 кВ әрбір желілерінде қолданылады.

Кернеуі 35 кВ, қимасы орташа, үлкен ток тізбектерінде, кернеуі өте жоғары тізбектерде тек қана аспалы оқшаулағыштар қолданылады. Оларды гирляндаларға жинайды. Гирляндалар ұстап тұруға және керіп тартып тұруға арналған болып бөлінеді. Ұстап тұратын гирляндалар аралық тіректерде, ал керіп тартатын гирляндалар анкерлік тіректерде орналасады.

Регулирование напряжения.

Әрбір желі және оның жабдықтары есептелген номиналды кернеуімен сипатталады (генератор,трансформатор,желілер және т.б.). Номиналды кернеу тұтынушының дұрыс қалыпты жұмыс істеуін қамтамасыз етеді және де ең үлкен экономикалық тиімділікті беруі керек. Тұтынушы жүктемесі үнемі өзгеріп тұратындықтан, желінің кез келген нүктесіндегі кернеу де номиналды мәннен ауытқиды. Бұл ауытқу энергия сапасын төмендетеді,сәйкесінше өзінен кейін зардап тигізеді. Бір мезгілде желі басындағы кернеу көп жағдайда шетіндегі, –ден жоғары болады, өйткені ток желі бойымен ағып отырып кернеулік шығынды тудырады . Сондықтан тұтынушы кернеуі – ні желінің номиналды кернеуі – ге жуықтау үшін және берілістің соңын сапалы энергиямен қамтамасыз ету үшін генератордың номиналды кернеуі – мен салыстырғанда 5% жоғары алынады.

Асқын кернеулі ұзын желілерде, сол желілерде ағып өткен толқынды процестердің салдарынан, соңындағы кернеу басындағы кернеуден жоғары болады. Кернеуді реттеу үшін трансформация коэффициентін өзгертуге болатын қайта қосатын механизмімен жабдықталады. Бұл трансформаторды өшірмей РПН (жүктемемен реттеу) немесе трансформаторды өшіргенде ПБВ (қыздырмай қайта қосу) құрылғыларының көмегімен жүзеге асырылады.

ПБВ реттеуі мезгілдік қайта қосу уақытында қолданылады, ол трансформация коэффициентін -5% - дан +5% - ға дейін өзгерте алады.

РПН реттеуі жүктеменің үнемі өзгеріп тұруына байланысты оперативті қайта қосу үшін қолданылады (мысалы, күндізгі жіне түнгі мезгілде жүктеме әр түрлі болады). Трансформатордың кернеуі мен қуатына байланысты РПН трансформация коэффициентінің мәнін ±10% -нан ±16% -ға дейін өзгерте алады. Реттеу кернеуі жоғары жағында жүзеге асырылады, себебі ол жерде ток күшінің мәні төмен болады, сәйкесінше РПН құрылғысын орындау арзан және қарапайым болады.

3.Схема замещения трехобмоточного трансформатора Көптеген жағдайда қосалқы станцияларда 3 номиналды кернеу керек – жоғарғы , орташа , төменгі .

1 – сурет. 3 номиналды кернеуі бар қосалқы станция сұлбасы. б) – үшорамды трансформатор.

2 – сурет. Үшорамды трансформатордың орын алмастыру сұлбасы.

Үшорамды трансформаторлар үшін қысқа тұйықталу шығынының 3 мәні беріледі: және 3 қысқа тұйыұталу мәндері беріледі

Қысқа тұйықталу тәжірибесінен орамдардың кедергілері анықталады:

Каталогтык мән бойынша қысқа тұйықталу шығыны анықталады:

Қысқа тұйықталу кернеуі келесі өрнекпен анықталады:

Билет

1. Электр тораптарының алмастыру схемасы.

Электр тораптары бір бірімен байланысқан көптеген элементтерден тұрады. Олар: электростанция генераторлары, жоғарылатқыш және төмендеткіш трансформаторлар, электр беріліс желісі, компенсациялаушы құрылғылар( конденсаторлар, реакторлар және т.б. )

Электр тораптарының алмастыру схемасы оның элементтерін алмастыру схемасынан тұрады. Электр тораптарының алмастыру схемасы ретінде екі схеманы қарастырамыз:

a) П-тәрізді, электр беріліс желісін алмастыру схемасы

b) Г-тәрізді, трансформаторды алмастыру схемасы

2. Реактивті қуат қөздері

Реактивті қуат көздеріне электростанция генераторлары, жоғары кернеуді беру желісі, синхронды компенсаторлар мен конденсаторлар, сонымен қатар өндіріс орындарындағы аса қозумен жұмыс істейтін синхронды электр қозғалтқыштар жатады. Өндірілетін реактивті қуаттың 60-70% асинхронды қозғалтқыштар тұтынады

Реактивті қуат көздері тұтынушыға тікелей жалғануы мүмкін. Мысалы, конденсатор батареясы немесе синхронды қозғалтқыштар. Басқа жағдайларда реактивті қуат, қуат көзінен тұтынылатын орынға торап элементтері арқылы беріледі.

Билет

1. Кернеу шығыны мен кернеу түсуі

Cурет - 1. Ажыратылған қоректендіруші тораптың режимін есептеу:

а) алмастыру схемасы; б) 23 желінің алмастыру схемалары; в) 12 желінің алмастыру схемасы; г) кернеулердің векторлық диаграммасы; д) екі желінің екі этапта алмастыру схемасы.

1,е-суретте векторлық диаграмма тізбектің басында және соңында келтірілген кернеу және . Кернеудің азаюы тізбектің басы мен соңының арасындағы геометриялық айырмашылықтың әртүрлілігі.

1,е-суретте кернеудің азаюы көрсетілген, АВ векторы

.

Көп жағдайда кернеуді жоғалту деген сөзді қолданады, ол тізбектің басы мен соңының модулдерінің арасындағы алгебралық әр түрлілік. 7.1,е-суретте . Егер көлденең құраушы аз болса, онда кернеуді жоғалту кернеудің азаюының көлденең құраушысы деп санауға болады. Электр жүйелерінің режимдерін есептеу қуат бойынша жүргізіледі, сондықтан кернеудің азаюын және оның құраушысын тізбектің қуат ағындары арқылы белгілейміз.

Кернеу шығыны желідегі кернеудің басы мен соңындағы алгебралық айырмашылығы. Үшфазалы ток желілеріндегі металл шығынының кернеуден тәуелділігі. Бұл жердегі активті қор шығыны

cos =1 болғанда, кернеу шығуы

2. Электр беріліс кабельдік желілердің классификациясы

Электр беріліс кабельдік желілер өзімен бірге электр энергиясының импульсіне арналған желілерді қарастырады.электр беріліс кабельдік желілердің классификациясы әуе желісінің классификациясына ұқсас.Электр беріліс әуе желілерінің арнауын ескере отырып,желілерді келесідей түрлерге бөлеміз:

1)магистралды( электрстанциялардан электр энергиясын ешбір бөгетсіз берілісінің іске асырылуында энергетикалық жүйенің байланысы мен электрстанциясының ішкі энергожүйенің бірлестігінде пайдаланылады)

2) алыс қашықтықтағы (жеке энергожүйенің байланысы үшін пайдаланылады)

3) таратушы ( кәсіпорынды және ірі аудандардағы елді мекен ұйымдарды электрмен жабдықтауды жобалауда пайдаланылады )

3.Кернеу шығынын есептеу

Үшфазалы ток желілеріндегі металл шығынының кернеуден тәуелділігі. Бұл жердегі активті қор шығыны

cos =1 болғанда, кернеу шығыны Желі өткізгіштегі тоқты табамыз Токтын мәнін қойып, және де қуат шығынының берілетін Р қуатқа қатынасын, және кернеу шығынының Uном, кернеуге қатынасын ала отырып, табамыз DP%=DU%=(PR/U₂)100 кедергіні алмастырамыз, Ом, R=l/(γF) мұнда l - өткізгіштің ұзындығы, м; F - өткізгіштін қимасы, мм2; γ- металдың меншікті өткізгіштігі, cм/м. Тәжірибелік есептеулердегі өткізгішті сәйкесінше алюминші мен мыс үшін пайдалануға болады γ_м=53*10⁶ См/м; γ_а=33*10⁶См/м.Экономикалық пікір бойынша желілерді алюминий қолданылатын және тек ерекше жағдайларда – мыс қолданылатын атап көрсетейік.Сонда кернеу шығындары, %

Билет

(качество электрической энергии?)Электр энергиясының сапасы деп оның кернеуімен жиілігінің нормаланған мәнге сәйкес келу дәрежесін аймамыз.

А)номиналды мәннен кернеудің ауытқуы кернеу жылдамдығының 1сек 1% кем шамада өзгеруі

Б)кернеудің тербелісі кернеу өзгеру жылдамдығының 1сек іш 1% астындай өзгеру мәні

Электрэнергиясының сапа көрсеткіші үш топқа бөлуге болады

1.кернеу ауытқымы

2.симнетриалды еместік кернеудің тербелісі

3.асқын кернеулік

Синус оидалыеместиккоэф-тикернеудің өзгеру қисығының

Формасын аныктайды

егердеky=<5% болсаондакернеуқисығының формасы синус ойдалы деп саналады

2 (что такое встречное регулирование) Қарсы реттеу

қарама -қарсы реттеу тәулік бойы кернеудің өзгеруімен ғана емес жыл мезгілдерінен де құралады. Олар электр станцияларының дөңгелектерінде жоғарлыған кернеуді және подстанциялардыңең жоғарғы жүктеме кезінде және оның төмендеуі төменгі жүктеменің номиналға дейін жету кезінде ұстап тұрады.

3сурак.Трансформатордың толық қуаты.

Өткізгіштіктер келесі формулалармен аңықталады, См

Өткізгіштік

Трансформаторлардың активті қуат шығыны

және активтікедергі

Жоғарықуаттытрансформаторларда «және . Қысқатұйықталудаң немесе

Трансформаторлардыңактивтіқуатшығыны

Трансформаторлардыңреактивтіқуатшығыны

Трансформаторлардыңтолықактивтіқуатшығыны

Трансформаторлардыңтолықреактивтіқуатшығыны

Параллельқосылғантрансформаторлардыңқуатшығындары

Автотрансформаторлардыңноминалдынемесеөтпеліқуаты

Автотрансформаторлардыңтиптікқуаты

Үшорамдытрансформаторлардыңактивтікедергілері

Үшорамдытрансформаторлардыңактивтіқуатшығындары:

.

Үшорамдытрансформаторлардыңқысқытұйықталукернеулері:

Билет

Несинусоидальность напряжения — искажение синусоидальной формы кривой напряжения.

Электроприёмники с нелинейной вольт­амперной характеристикой потребляют ток, форма кривой которого отличается от синусоидальной. А протекание такого тока по элементам электрической сети создаёт на них падение напряжения, отличное от синусоидального, это и является причиной искажения синусоидальной формы кривой напряжения.

Например, полупроводниковые преобразова­тели потребляют ток трапециевидной формы, образно говоря — выхватывают из синусоиды кусочки прямоугольной формы.

35% электроэнергии преобразуется и потребляется
на постоянном напряжении.

Источниками несинусоидальности напряжения являются: статические преобразователи, дуговые сталеплавильные и индукционные печи, трансформаторы, синхронные двигатели, сварочные установки, газоразрядные осветительные приборы, офисная и бытовая техника и так далее.

Строго говоря, все потребители имеют нелинейную вольтамперную характеристику, кроме ламп накаливания, да и те запрещены.

Влияние несинусоидальности напряжения на работу электрооборудования:

 Фронты несинусоидального напряжения воздействуют на изоляцию кабельных линий электропередач, — учащаются однофазные короткие замыкания на землю. Аналогично кабелю, пробиваются конденсаторы.

 В электрических машинах, включая трансформаторы, возрастают суммарные потери.

Так, при коэффициенте искажения синусоидальной формы кривой напряжения K_U = 10 % суммарные потери в сетях предприятий, крупных промышленных центров, сетях электрифицированного железнодорожного транспорта могут достигать 10...15 %.

 Возрастает недоучёт электроэнергии, вследствие тормозящего воздействия на индукционные счётчики гармоник обратной последовательности.

 Неправильно срабатывают устройства управления и защиты.

 Выходят из строя компьютеры.

 Функцию, описывающую несинусоидальную кривую напряжения, можно разложить в ряд Фурье синусоидальных (гармонических) составляющих, с частотой в n-раз превышающих частоту сети электроснабжения — частоту первой гармоники (f n=1 = 50 Гц, f n=2 = 100 Гц, f n=3 = 150 Гц ...).

В связи с различными особенностями генерации, распространения по сетям и влияния на работу оборудования, различают чётные и нечётные гармонические составляющие, а также составляющие прямой последовательности (1, 4, 7 и т.д.), обратной последовательности (2, 5, 8 и т.д.) и нулевой последовательности (гармоники кратные трём).

С повышением частоты (номера гармонической составляющей) амплитуда гармоники снижается.