Электржабдықтау жобасын есептеу кернеуі 1000В дейінгі күштік бөлімнің электрқондырғыларын таңдау

Ескерту: ажыратқыштардың жобалаудағы белгісі  - *

 

Жоғары кернеулі ажыратқыштар жоғары кернеулі электр тізбегін қосуға және ажыратуға, сондай-ақ қысқа тұйықталу кезінде ажыратуға арналған. Оның ажырататын қабілеті жеткілікті, қысқа уақытта орындайтын жұмысы сенімді болуы тиіс. Жоғары вольтті ажыратқыштар қопарылудан және өрттен қауіпсіз, құралымы қарапайым, пайдаланылуы ыңғайлы, мөлшері мен салмағы мүмкіндігінше шағын болғаны жөн. Барлық жоғары вольтті ажыратқыштарды екі негізгі топқа бөлуге болады:

   1.Майлы ажыратқыштар.

   2.Майсыз ажыратқыштар.

   Майлы ажыратқыштар өз  кезінде:

   1.Үлкен көлемді майлы ажыратқыштар.

   2.Аз көлемді майлы ажыратқыштар  болып бөлінеді.

Біріншіден, ажырату кезінде түйіспелер арасында пайда болатын электр доғасын өшіруге, сондай-ақ тоқ жүретін бөліктерді бір-бірінен және жерге қосылған бактан оқшаулауға пайдаланады.

Екіншіден, май тек доғаны өшіру үшін ғана қолданылады, ал ток жүретін бөліктерді оқшаулау ауа және керамикалық, органикалық оқшаулатқыш материалдар арқылы жүзеге асырылады.

 

2.2 Жоғары кернеулі ажыратқыштардың жетектері

 

Жетектер ажыратқыштарды қосуға, қосылған қосылған қалпында ұстап тұруға және ажыратуға арналған. Жетек ажыратқышты қосқан кезде көп жұмыс атқарады. Мұндайда ол ажыратылатын серіппе кедергісіне, басқа да серіппелі түйіспе бөліктеріне, ажыратқыш механизмінің үйкелісіне, ажыратқыштағы жетек берілісіне, майлы ажыратқыштың жылжымалы қозғалысына төтеп береді.

Жетек ажыратқышты қосудың белгілі бір жылдамдығын қамтамасыз етуі тиіс, өйткені баяу қосылған кезде желінің қысқа тұйықталуы нәтижесінде түйіспелер балқып кетуі мүмкін. Демек, жетек қосылған кезде үлкен қуат алуы тиіс, ал оның шамасы ажыратқыш типіне байланысты. Бұлай болмаған жағдайда ажыратылған кезде жетек шамалы ғана жұмыс істеп, негізінен жапқыш механизмді босатады, өйткені ажыратылу ажыратқыш серіппесі арқылы жүзеге асырылады.

Пайдаланылатын энергия түріне қарай жетек былайша бөлінеді:

1.Қол жетек; серіппелі жетек.

2.Электрлік (электромагниттік және электр қозғалтқыштық) жетек.

3.Пневматикалық жетек; пневмогидравликалық жетек.

Автоматты жетекте ажыратқышты қосылған қалпында ұстап тұратын ілгек шағын электромагниттің көмегімен жылжып, қосымша күш түскенде немесе тізбек қысқа тұйықталғанда ол релемен тұйықталады.

Электрлік және пневматикалық жетектер ажыратқыштарды қашықтықтан басқаруды жүзеге асырады. Барлық жетектер еркін жіктелетін механизмдермен жабдықталады.

Автоматты қол жетегін, көбінесе қуаты аз ажыратқыштармен жабдықталған шағын электр станциялары мен қосалқы станцияларда қолданады. Олар қарапайым, арзан болғанымен, ажыратқыштарды қашықтықтан басқаруға мүмкіндік бермейді. Көбінесе ПРБА (рычагты, блинкерлі, автоматты жетек) автоматты қол жетегі қолданылады (ВМГ және ВМ үшін).

Электромагнитті жетектің құндылығына оның құралымының қарапайыдылығы, құнының арзандығы, сенімді жұмыс істейтіндігі, тез әрекет ететіндігін жатқызуға болады (ажыратқыш типіне қарай қосылу уақыты 0,18-ден 0,8 секундқа дейінгі аралықта ауытқиды), 2.2-сурет.

 

 

2.2-сурет. ПЭ-11 электромагнитті жетек.

 

Электромагнитті жетектің басты кемшілігіне ажыратқышты қосқан кезде, қосылған орауыштардың тоқ тұтынуын жатқызуға болады. Ажыратылған орауыштың бұдан өзгешелігі бірнеше ампер шамасында ғана азғана тоқты тұтынады.

Электромагнитті жетектер тұрақты тоқпен жұмыс істейді. Ең көп тараған жетектің бірі - ПС-10 типті жетегі. Сыртқа орнату үшін электромагнитті жетекті арнайы шкафқа салады. Мәселен, шкафтағы жетекте ШПС-10 белгісі болады.

Электромагниттік жетек тура әрекетті жетектер тобына жатады. Оның жұмыс істеуіне керекті энергия үлкен қуатты энергия қорынан алынады. Ажыратқышқа қосуға керекті күш болат өзекшемен (2) жасалынады. Электромагниттік орауыштан (3) ток өткенде болат өзекше (2), сол орауышқа (3) тартылады. Содан кейін өзекшенің штогы (1) иінтірек (рычаг) механизмдерінің ролигіне (5) тіреледі де оны жоғары көтереді. Бұл қозғалыстар шарнирлі рычагтар арқылы ажыратқыштың белдігіне (7) жеткізіледі де, ажыратқыш іске қосылады. Содан кейін ілгешек (4) қосылған механизмдерді сол қалпында ұстап түрады.Ажыратқыш қосылғаннан кейін түйіспелер (6) электромагниттік қосу тізбегін айырады да, өзекше (I) төмен түседі. 4.35-суретте ПЭ-11 электромагниттік жетек қосылған қалпында көрсетілген.

Ажырату процесінде тоқ электромагнитке (11) беріледі де, ағытқыш (9) рычаг қосылып тұрған механизмдердің рычагын қозғалысқа келтіреді. Сонда ролик (5) ілгешектен (4) шығып кетеді. Ажыратқыштың белдігі (7) ажырататын серіппенің әрекетінің нәтижесінде тізбекті ажыратады. ПЭ-11 жетегінде басқаруға керекті көмекші түйіспелер (8) пайдаланылады. Қосатын және ажырататын электромагниттік орауыштар қысқыш арқылы (12) аккумляторлық батереялардан қоректенеді. ПЭ-11 жетегінде колмен ажырататын иіні (рычагы,10) бар.

Үй ішінде орнатылатын қуатты ажыратқыштар ПЭ-2,ПЭ-21, ПС-31 типті электромагниттік жетектерін, ал сыртқы қондырғыларда ШПЭ-44, ШПЭ-38, ШПЭ-46 типті жетектерін қолданады.

Электр қозғалтқышты жетекке ортадан тепкіш жетекті жатқызуға болады. Қозғалтқыш тізбекті қосу кезінде, жүгімен параллелограмм түрінде жасалған рычагтар жүйесін айналдырады. Ортадан тепкіш күштің әсерінен жүктер бытырап, паралеллограмм сығымдалады да, тартқышты төмен түсіріп, қозғалысты ажыратқыш білігіне береді. Қосылған қалпында барлық жүйе ілгекпен ұстатылады. Қосылу аяқталғаннан кейін қозғалтқыш автоматты түрде желіден ажыратылады. Ортадан тепкіш жетек өз бетімен ілінісетін механизммен жабдықталады. Ортадан тепкіш жетектер тұрақты немесе айнымалы ток қозғалтқыштарымен қамтамасыз етіледі.

Олардың басты кемшілігі - қосылған кезде қуатты көп тұтынады және құралымы электромагнитті жетектерден күрделірек әрі едәуір қымбат, күтімді де көбірек қажет етеді. Басқару үшін өте ауыр майлы ажыратқыштарды пайдаланады.

Пневматикалық жетектерде ажыратқыш арнайы бактан келген сығылған ауамен қосылады, ал бак орталық компрессор қондырғысынан келген ауамен толтырылады.

 

Пневматикалық жетектердің негізгі құндылығы мынада:

1.Құралымы қарапайым;

2.Өте сенімді жұмыс істейді;

3.Құны арзан;

4.Пайдалануға қарапайым;

5.Көлемі шағын;

6.Қуатты аз пайдаланылады;

 

Басты кемшілігі - сығылған ауа қондырғысын қажет етеді.

Жоғары кернеулі кейбір ауалы ажыратқыштарда пневматикалық жетек ажыратқыштың тұтас бөлігі болып саналады.

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Бөлшектеуші және қысқа тұйықтауыш аппараттар

 

Бөлшектеуіш тізбекті автоматты түрде ажыратады да (0,5÷0,1с), ал тізбекке қайтадан қолмен қосылады.

 Қысқа тұйықтауыш тізбек арнайы жасанды қысқа тұйықталу тоғын жасауға арналған. Ол жұмысқа автоматты түрде қосылады да (0,4÷0,5с), ал тізбектен  қолмен ажыратылады.

Бөлшектеуіш пен қысқа тұйықтауыштардың негізгі түрлері: ОД-35 кВ; ОД-110 кВ; ОД-220 кВ; ОД-220 кВ; КЗ-35 кВ; КЗ-110 кВ; КЗ-220 кВ. Трансформатордың (Т1) орамаларының аралығында шағын қысқа тұйықталу тоғы пайда болғанда, ол токты жасанды түрде көбейту үшін қысқа тұйықтауышты (QN1) іске қосады. Сонда релелік қорғаныс күретамырлары (магистральды) электр желісінің ажыратқышын (Q1) тізбектен ажыратады. Сол мезгілде (без токовая пауза) бөлшектеуіш (QR1) автоматты түрде трансформаторды (T1) тізбектен бөліп тастайды. Ал күретамырлық электр желісінің ажыратқышы Q1 қайтадан іске қосылады да 35-200 кВ-тық электр жеткізу желісі қалыпты жұмысына кіреді.

Айырғыштарды және бөлшектеуіштерді, қысқа тұйықтауыштарды таңдап алу тәртібі:

 

Uном  ≥ Uконд; Iном ≥ Iмах; iсоққы ≤ iш.қ.т.т; Iпо ≤ Iш.қ.т.т.

 

   Мұнда: iш.қ.т.т, Iш.қ.т.қ.-шектелген қысқа тұйықталу тоғы (амплитуда және әрекеттегі мәні); βк ≤ I2тер* tтер

  Мұнда βк-есептік жылу импульсі, кА2с; Iтер-термиялық төзімділіктің шекті тоғы, А; кА. tтер-термиялық токтың өту уақыты, с.

Қысқа тұйықтағыш аппаратты осы жоғарыда көрсетілген сипаттамалары бойынша таңдап алады. Бірақ жүктеме тоғына тексерілмейді.

 

2.4 Өлшеуіштік тоқ трансформаторы

 

Жұмыс тізбегіндегі бірінші орамадағы тоқты 5 А немесе 1 А- ге дейін төмендететін электр өлшеуіштік аппараттарын тоқ трансформаторлары деп атайды. Сонымен қатар, тоқ трансформаторы өлшеуіш және сақтандыру құралдарын бірінші тізбектің жоғарғы кернеуінен бөледі.

2.3-суретте тоқ трансформаторы құралымының сұлбасы және векторлық диаграммасы көрсетілген. Ток трансформаторы тұықталған электротехникалық темірден жасалған өзектен (1), бірінші орамадан (2) және екінші орамадан (3) тұрады. Бірінші жоғары кернеулі орамасы (2) электр энергия көзіне тізбектеп қосылады, ал екінші орамаға (3) өлшеуіш немесе сақтандырғыш құралдарын (амперметр, счетчик, реле т.с.т.с) қосады, 2.3-сурет.

Номиналдық трансформациялық коэффициенті мынадай формуламен анықталады:

 

                                                                                                                                             

 

 

 

 

 

2.3-сурет. Өлшеуге арналған тоқ трансформаторы құралымының сұлбасы және векторлық диаграммасы.

 

1.Тұйықталған электротехникалық темірден жасалған өзек. 2.Бірінші реттік орама. 3.Екінші реттік орама.

 

 

 

Мұндағы I1ном- бірінші орамадағы номиналдық тоқ, А (кА).

               Iном- екінші орамадағы номиналдық тоқ, А;

              W1- бірінші ораманың орама саны;

              W2- екінші ораманың орама саны.

   Ток трансформаторларының  екінші орамасының жүктемесі мынадай формуламен анықталады:

 

Мұнда S – сыртқы тізбектің толық кедергісі (приборлардың, өткізгіштердің, түйіспелердің), Ом.

Айта кететін маңызды мәселенің бірі – тоқ трансформаторларның екі өлшеу қателігі бар. Олар мыналар:

1. Тоқ мөлшерінің қателігі;
2. Бұрыштық қателігі;
3. Екінші ораманың шығысы.

Тоқ мөлшерінің қателігін мына формуламен табуға болады:

 

 

 

 

2.4-сурет. ТПЛ-10 типті тоқ трансформаторы.

 

1.Магниттік өткізгіш; 2.Екінші магниттік  өткізгіш; 3.Бірінші магниттік өткізгіш; 4.Бірінші ораманың шығысы; 5.Құйылған  эпоксидті корпус.

 

ΔI% = I2*Kтр.ном – I1/ I1 *100

 

  Тоқ трансформаторларының бұрыштық қателігі дегеніміз, ол бірінші ораманың тоғына (I1) қарағанда екінші ораманың тоғы (I2) 1800 бұрышқа айналдырылған болып есептелінеді. Ол бұрыш – ϭ бірнеше ондаған минутпен есептелінеді.

Тоқ трансформаторларының дәлдігінің 5 класы бар. Олар мыналар: 0,2; 0,5; 1; 3; 10; Бұл дәлдікпен өлшеу процесінде тоқ мөлшерінің қателігін пайызбен көрсетеді (ΔI%). Тоқ трансформаторларының шаруашылыққа көп қолданылатын түрлері мыналар: ТПОЛ, ТПЛ, ТЛМ, ТШЛ т.с.т.б. (2.4-сурет)

Қазіргі уақытта өлшеуіштік тоқ трансформаторларын өнеркәсіпте жән шаруашылықта кең қолданады.

 

2.5 Өлшеуіштік кернеу трансформаторы

 

   Бұл кернеу трансформаторлары  кернеуі 380-тан жоғары қондырғыларда  приборларды қоректендіру үшін  қолданады.

   2.5-суретте өлшеуіштік кернеу трансформаторларының құрылымы мен векторлық диаграммасы көрсетілген. Кернеу трансформаторларының негізгі эелементтері мыналар:

   1 – тұйықталатын электротехникалық  темірден жасалған өзек;

   2 – жоғары кернеулі бірінші  орама;

   3 – төменгі кернеулі  екінші орама.

   Кернеу трансформаторларының  номиналдық коэффициентін мына формуламен табуға болады:

 

Kном = U1ном/U2ном ≈ W1/W2;

 

    Мұнда, U1ном – бірінші орамадағы кернеу; U2ном – екінші орамадағы кернеу; W1 – бірінші ораманың орама саны; W2 – екінші ораманың орама саны.

  

       

U2

 

2.5-сурет. Өлшеуге арналған кернеу трансформаторының құралымының сұлбасы және векторлық диаграммасы

 

1.Тұйықталатын электротехникалық темірден (болаттан) жасалған өзек. 2.Жоғары кернеулі бірінші реттік орамасы. 3.Төменгі кернеулі екінші реттік орамасы.

 

Кернеу трансформаторлары тізбекке паралель қосылады, (2.5-сурет).

Кернеу трансформаторларының екінші орамасы стандартты 100 В немесе 100√3 В-тық кернеуге есептелініп зауытта дайындалады. Бұл орамаға ваттметр, есептегіш аспаптар, релелер және автоматтық құрылғылар паралель қосылады. Кернеу трансформаторларымен өлшеу кезінде екі түрлі қателік жіберіледі. Олар мыналар:

1. Кернеу шамасының қателігі;
2. Бұрыштық қателік.

Кернеу шамасының қателігін мынадай формуламен табуға болады:

  

ΔU% = U2ном – U1/U1 * 100

Ал, кернеу трансформаторларының енгізетін бұрыштық қателігі дегеніміз, бірінші ораманың кернеуіне (U1) қарағанда екінші ораманың кернеуі (U2) 1800 бұрышқа айналдырылған болып есептелінеді.

   Кернеу трансформаторларының екінші орамының жүктемесі мына формуламен анықталады:

S2 = √(ΣPприб)2 + (Qприб)2

 

   Мұндағы, S2 – екінші ораманың жүктемесі;

   ΣРприб – аспаптардың параллель орауыштарының қолданатын активті қуатының қосындысы;

   QРприб – аспаптардың параллель орауыштарының қолданатын реактивті қуатының қосындысы.