Несимметрия и колебания напряжения
Кернеудің номиналдардан ауытқу есебінен пайда болған зардабы.
Маусымға (қыс, жаз), уакыт күндеріне (түн, күндіз) және т,б сондай-ақ басқа да есептерге байланысты жүктеменің өзгеруі тұтынушыларда кернеудің жүйелік өзгеруін тудырады. Жүктеме үлкейген сайын кернеу төмендейді, азайған сайын жоғарлайды.
Кернеудің бір жаққа қарай ауытқуы екінші жаққа қарағанда тиімдірек дап ойлауға болмайды. Сонымен, қызу лампасының кернеуі номиналдарға қарағанда 10% -ке азаюы жарықтануды 40% -ке төмендеуіне әкеледі; кернеуді 10% -ке үлкейту тұтынатын қуатты жоғарлата отырып, қызу лампасының жұмыс істеу мерзімін 3 есе төмендейді. Лампаның жарықтану мен жұмыс істеу мерзімінің азаюы, сондай-ақ тұтынатын энергияның үлкеюі белгілі бір зардап әкеледі.
Тұтынушыларда номиналды мәннен кернеу ауыткулары ГОСТ-пен нормаланады және төменде келтірілген, %
Электрэнергетика қозғалтқыштардың қыспақтарында ± 5 (жеке жағдайларда +10) шамдардың қыспақтарында:
-өндіріс кәсіпорындардың жұмыс орындарында (+5) – (-2,5)
-тұрғылық орындарда (апаттық және сыртқы жарықтану) ± 5
-апатты режимдерде -12
Ауыл шаруашылық торап немесе электірдік тарту күш тораптарынан қоректенетін электрэнергетика қабылдағыш қоспақтарында ± 7,5
Көрініп тұрғандай, апатты режимдерде осы ауытқулар үлкен мәнмен жүреді, себебі мұндай режимдер қысқауақытты.
35-220 кВ тораптарда кернеу оқшаулау шарттары бойынша 15 % артық жоғардау керек, 2 тораптарда 330 кВ -10% -тей, ал 500 кВ кезінде – номиналдымен салыстырғанда 5% -тен аспау керек. Кернеуді реттеу құнды болған сайын, соғұрлым тұтынушылардың кернеу ауытқуы және осыдан туатын зардап ауытқуы аз.
Кернеудің тербелуі және синусойдалы емес симетриалы емес ұғымы.
Симетрияның бұзылуы және қисықтың синусойдалық формасынан ауытқу белгілі бір зиян алып келеді.
Кернеудің симметриясын қамтамасыз ету.
Симетриялы еместік жүктеме немесе жүйе элементтерінің симетриялы емес әсерінен болуы мүмкін. Негізгі симетриялы емес элементтер болып желілер саналады. Сымдардың қарапайым горизонталь орналасу кезінде (7.1,а-сурет) өзара индукция, сондай-ақ сыйымдылық орта және әр шеткіге қарағанда шеткі сымдар арасында аз. Сымдар дұрыс ұшбұрышпен орналасқан кезде (7.1,б-сурет) өзара индуктивтілік және сиымдылық сымдар арасында бірдей, бірақ сым мен жер арасында сиымдылық әркелкі фазалар үшін әртүрлі осы симетриялы еместікті жою үшін жеке фазалардың шоқындырылуы пайдаланады. Шоқындыру арнайы транспозициялық тіректерде шығады. Транспозицияның толық цикілі үш аймақтан тұрады – АВ, ВС және СD. Қазіргі күнге дейін бір аймақтан екіншісіне ауысу кезінде барлық үш фазалар орын ауысқан. Бірақ тек екі фаза орнын өзгерту жеткілікті, ол транспозациялық тіректі жеңілдетіп, оңайлатады. Трансформация цикілі (үш аймақтың) бірдей орналасқан сымдардың өзара индуктивтілігі, және сәйкес сым мен жер арасындағы сиымдылық өзгермеген кезде симетриялы болатыны белгілі. Негізіннде олар өзгереді.
Оны сым мен жер арасындағы сиымдылық ауысады, мысалы, жергілікті рельеф өзгерген кезде. Сонымен бірге, симетриялы желіде қысқа тұйықталу болғанда бұзылады. Транспозиция цикілін қысқа етіп жасау дұрыс. Бірақ бұл транспозиция тірек санын үлкейтеді, олар конструкция қиындығына байланысты сенімді элемент болып табылады. Сенімділікті жоғарлату мақсатында одан да қысқа желілерде транспозициядан бас тарту ұсыныстары бар. Бірақ ол симетрияны бұзады және әр жағдай үшін жеке қарастыруды қажет етеді.
Жүктеменің симетриялы еместігі бірфазалы жүктеме болған кезде болады, мысалы, айнымалы токтың жүкті желілері. Оны азайту үшін бірфазалы жүктемені мүмкіндігінше фаза арасына бірқалыпты болу керек.
Қалыпты режимде симетриялық жүйеде кері және нөлдік тізбектелудің кернеуі мен тоғы жоқ.
Қуатты бірфазалы тұтынушылар, мысалы жоғары вольт (ЖВ) желілеріне жалғанған доғалы электрэнергетика пештегі, сызықты кернеудің симетрия еместігіне әкеледі, ол кері тізбектелген тоқтары бар есебінен электрэнергетика қозғалтқыштардың қосымша қыздыруын тудырады. Толық симметриялық емес шамалап 2% болады. Шамалап осы симметриялық еместік симметриялық қондырғыларға дейін төмендетілуі мүмкін.
ТК желісіне қосылған бірфазалы электрэнергетикаоқабылдағыштар нейтральдың ауытқуына әкеледі, және кейінен электрэнергетикақабылдағыштың қосымша кернеуінің өшірілуін әкеледі. Осында симметриялық емес түрі кернеудің ауытқуымен шектелген және біркелкі таратушы электрэнергетикақабылдағыштардың фазаларын төменндей алады, және де трансформаторлық орамдардың қосылуымен қолданып, аз нөлдік кедергілік кезектестікпен қамтамасыз етеді, мысалы, жұлдызша-зигзаг.
Қисық кернеудің синусойдалы формасын ұстап тұру.
Синусойдалы форманың қисығының ауытқуы жүйедегі жоғары генераторлық гармоникалар арқылы болады. Осылар сияқты сызықты емес элементтерболады: трансформатордың қаныққан мысы, түзеткіш және түрлендіргіш қондырғылар. Жоғарғы гармоникалық электрэнергетика желілердің элементтер орынбасу сұлбалары өндірістік жиіліктің орынбасу сұлбаларынан айырмашылығы бар. Егер жоғарғы гармониканың активті кедергі элементтері өзгермейтін болса, онда индуктивтік кедергі XL=wL гармоникалық номерімен бірге өседі, ал сиымдылықтық кедергі Xc=1/(wC) төмендейді.
Осы гармоникаларды азайту үшін жүйеге кедергілер қосылады (7.2-сурет), аз кедергісі бар жоғары гармоникалар үшін. Жоғары гармоникада кедергінің аз болуы қондырғыларда үлкен токтарды туғызады. Кедергілік жүйеде Zc ақан тоқтар жоғары гармониканың кернеудің түсуін туғызады және олардың кернеуін төмендеуіне әкеледі. Жүктеме түріне БК қолданады, Xc – кедергілері қайтадан жиілікке пропорционал. Бір уақытта жоғарғы гармоника әдістері сандық фазадағы түзеткіш пен түрлендіргіш қондырғылпрдың жоғарлауы жатады, анықталған жиілікті фильтірдің жөнделуі қолданылады (бұл фильтірлер өте қымбат), жоғарғы гармоникалардың жұмыс таратылудың төмендетілуі және т. б.
Реттеу тек қана жүйедегі кернеу мәнінің кезек- кезек өзгеруі. Кері кернеу және 0-дік кезектесу компенсацияланған болып қалады және олар әр фазадығы кернеудің ауытқу мәні өзгереді. Бұл төмендету әсерінен арнайы шаралар өткізуді қажет етеді, ең алдымен жүктеменің симметриялық жүйеде болуы. Кернеудің ауыткуы өзінен бірге кернеудің тез төмендеуін туғызады. Мұндай ауытқулар лампалардың кірпіқ қағуына әкеліп соқтырады да адам көзінің көруіне және де автоматиканың жұмыс істеуіне әсер етеді. Сондықтан кернеудің ауытқуы МЕСТ-пен шектеледі. Неғұрлым ауытқу шегі бар болса, соғұрлым оның терендігі аз болады.
Жарықтандырғыш аспаптардың ауытқуын тіректік қоректің жүктеме сұлбасы арқылы, қысқа тұйықталу асинхронды қозқалтқыштардың неғұрлым жеңіл шартты косумен және арнайы қоздырғуларды қолдану қозғалтқыштармен ауыстыру арқылы төмендетуге болады.
Расчет и выбор напряжения
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 берілетінР 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 боладыγм=53*106 См/м; γа=33*106См/м.
Экономикалық пікір бойынша желілерді алюминий қолданылатын және тек ерекше жағдайларда – мыс қолданылатын атап көрсетейік.
Сонда кернеу шығындары, %,
Осыдан қима
(7.6) - тен көрініп тұрғандай, өткізгіштің қимасы кернеу квадратына қайтадан пропорционал, яғни кернеудің - -ке көбеюі металлдың шығынын 3 есе азайтады.7.1,е-суретте векторлық диаграмма тізбектің басында және соңында келтірілген кернеу және . Бұл диаграмма 7.1, в-суреттегі диаграммаға сәйкес.
Кернеудің азаюы тізбектің басы мен соңының арасындағы геометриялық айырмашылықтың әртүрлілігі. 7.1,е-суретте кернеудің азаюы көрсетілген, АВ векторы
.
Кернеудің азаюын құраушыны деп нағыз оське немесе кернеуге түсетін кернеу проекциясын айтады. , =АС 7.1,е-суретте.
«к» индексі — тізбек соңының кернеуін білдіреді. әдетте тізбек соңында берілгендер арқылы беріледі , , .
Азаюдың көлденең құраушы кернеуі -бұл оське түсетін кернеу проекциясы, =СВ 7.1,е-суретте. Бұндай тәсілмен
. (7.9)
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.
Тізбектің соңындағы қуат пен кернеу анық. (7.9) тізбектегі тоқты , тізбектің көлденең қимасының соңындағы қуат арқылы және кернеуді белгілейік. :
. (7.10)
Нәтижесінде:
. (7.11)
(7.11) қабылдаған кезде, соңының кернеулерінің көлденең және жалпы бөлігінің мәндерін аламыз:
; (7.12)
. (7.13)
Желінің басындағы кернеу:
, (7.14)
мұнда белгілі, , (7.12) и (7.13). бойынша анықтаймыз.
Сәйкесінше кернеудің модулі және фазасы (7.1,е-сурет)
; (7.15)
.
Желінің басындағы кернеулерді анықтау Ом заңы бойынша эквивалентті болады. Желі басындағы қуат пен кернеу анық болғанда, остің бойымен бағыттаймыз, қабылдаймыз 7.1,е-суретке қарағанда өзгерді. Кернеудің азаюының құраушысы =ВС'- кернеудің оске түсу проекциясы немесе . Кернеудің азаюының көденең құраушысы ол =АС'- ойша оське түскен кернеудің азаю проекциясы. Бір АВ кернеуінің азаю векторы әр түрлі остерге жобаланады. Сондықтан
, .
Егер тізбек мәндерін (7.10) сәйкес белгілесек, онда берілген жағдайда анық қуат арқылы көлденең бұтаның басында және , сәйкесінше, мәндерін аламыз:
;
.
Тізбек соңындағы кернеу:
,
Мұнда анық, , (7.17), (7.18). бойынша анықталады. модулі мен фазасы тең
;
.
Cурет- 7.1. 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.
Билет