Электр энергиясын есепке алу. Электр қауіпсіздігінің қорғау шаралары

Жалпы тәждің пайда болуына  сәйкес келетін сым бетіндегі  ең үлкен кернеулік

, кВ/см

мұндағы m – желінің көп  сымды сымының біртегістік емес тегін білдіретін  коэффициент, 0,82-ге тең;

r₀ – сымдар радиусы, см;

δ – ауаның салыстырмалы тығыздығы, ол ≈1,04-1,05-ке тең.

Электр қондырғылардың ережелері  бойынша (ПУЭ) Е₀=28кВ/см.

330-500кВ желілеріндегі  индуктивті кедергіні және тәжге  кететін шығынды азайту үшін  тарамдалған сымдар қолданылады.

Кабель желілері (КЖ)

Кабель желілері әдетте олар ауа желілерін салуға қиын жерлерде төселеді (қалаларда, тұрғын жерлерде, өнеркәсіптік өндіріс аймағында). Олар ауа желілеріне қарағанда келесідей  артықшылықтарға ие: ауаның әсер етуінен  сақтайтын жабық төселуі, пайдалану  кезіндегі  өте жоғарғы сенімділік және қауіпсіздік. КЖ ішкі және сыртқы электрмен жабдықтау тораптарында кең қолданылады.

Кабель тоқ өткізетін  тал сымдардан (мыс немесе алюминьді), оқшауламадан (1000кВ-қа дейін - резеңке, 1000В-тан жоғары - көп қабатты сіңдірілген  қағаз және әртүрлі пластикаттар) және де қорғаныс қабаттардан (алюминий, хлорвинил, қорғасыннан) тұрады.  Механикалық қорғаныс үшін болаттан жасалған лента және сым қорғанысы (броня) қапталады. Ылғалдан қорғау үшін сіңдірілген тоқымадан жасалған джутты қаптамамен қапталады.

Кернеуі 6-35кВ-тық  тоқ өткізгіштері

Олар үлкен токтар кезінде   пайдаланылады (1,5-6 кА). Құрылысы бойынша тоқ өткізгіштер қатты және майысқақ, ашық және жабық болып бөлінеді.

Оларға 6-35кВ-тық электр энергиясын тарату тораптары жатады. Электр энергиясын зауыт ішіне тарату магистральді, радиалды немесе аралас  сұлбалар арқылы орындалады, олар және жүктеменің территория бойынша  орналасуына, олардың шамасына, қоректендіру сенімділігінің қажет ететін дәрежесіне тәуелді болады. Шарттар бірдей болған кезде көбінесе магистральді немесе аралас сұлбалар қолданады, өйткені мұндай сұлбаларды қолдану үнемдірек.

Электр энергияны радиалды сұлба арқылы тарату жүктемелер орталық  қорек көзінен әртүрлі бағытта  орналасқан жағдайда қолданады. Олар екі  немесе бір сатылы болуы мүмкін. Бір сатылы, әдетте кіші, ал екі сатылы  үлкен өндірістерде қолданылады.

Радиалды сұлбаның артықшылығы  – пайдалануы сенімді және орындалуы  қарапайым және сенімді қорғаныс пен автоматизацияны қолдану. Мұндай сұлбалардың кемшілігі - апаттық  сөндірулер кезінде радиалды желіден  қоректеніп тұрған цехтік РПЗ бірнеше  цехтың ТП (3,4,5) электрмен бұзылады. Бұл кемшілік жою үшін (РП1 және РП2) қоректендіретін радиалды сұлбасын екі тәуелсіз қорек көзінен қоректендіреді (ГПП-ның әр түрлі шиналары) және сенімділігін жоғарылату үшін АВР қолданады.

Электрмен жабдықтаудың радиалды сұлбаларын қолдану жоғары вольтті   аппараттар санын көбейтеді, бұл капиталды шығындарды көбейтеді.

  

25 Сурет - Электрмен жабдықтаудың  радиалды сұлбасы 

ТП1, ТП2 – бірсатылы радиалды қоректену

РП1, РП2 және РП3 – екісатылы  радиалды қоректену 

 

Кернеуі 1кВ-тан  жоғары магистральді сұлбалар 

Магистральді сұлбаларды электрмен жабдықтаудың ішкі жүйесінде  қолданады, егер де тұтынушылар айтарлықтай  көп болса және радиалды сұлбаларды қолдану тиімді болмаса. Әдетте магистральді сұлбалар тұтынушылардың ортақ қуаты 5000-6000кВА-дан көп емес бес-алты ҚС-ды қорекпен қамтамасыз етеді.

Бұл сұлба қоректенудің төмен  сенімділігімен сипатталады, бірақ  ағытатын аппараттар санын азайтуға және тұтынушыларды қорек үшін сәтті жинақтауға мүмкіндік береді..

  

 

 

 26 Сурет - Өндірістік өнеркәсіптің  электржабдықтауының ішкі жүйесіндегі  бір жақтан қоректелуі бар  сипаттық магистральді сұлбасы

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

 Магистральді сұлбалардың артықшылықтарын  сақтау қажет болғанда және қоректендірудің  жоғары сендімділігін қамтамасыз ету  үшін транзитті магистральдар жүйесін  қолданады. Мұндай жүйеде кез келген қоректендіруші жоғары кернеулі магистраль зақымдалса, тұтынушыларды автоматты  түрде істе қалған трансформатордың төменгі кернеулі шиналар секциясына ауыстыру арқылы қоректендіруді екінші магистраль арқылы сенімді қамтамасыз етеді. Бұл қосылыс 0,1-0,2 с аралығында болады, яғни тұтынушыларды электрмен  жабдықтауда зиян тигізбейді.

Тәжірибе жүзінде өндірістік кәсіпорындардың ЭЖЖ-ін жобалау  және қолдану кезінде тек қана магистральді немесе ралиалды сұлбаларды қолдану аз кездеседі. Әдетте, үлкен  және жауапкершілігі жоғары тұтынушылар  немесе қабылдағыштарды радиалды сұлбалар бойынша қоректендіреді. Орта және кіші тұтынушыларды топтастырып олардың қоректенуін магистральді принцип бойынша қоректендіреді. Бұл шешім техника-экономикалық көрсеткіштері ең жақсы ішкі электрмен жабдықтау сұлбасын құруға мүмкіндік береді.

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

 

№13 дәріс. Жоғары кернеулі желілердің электрлік есебі

Дәрістің мазмұны:

- ауа және кабель желілерінің  қимасын есептеу әдістерін үйрену.

Дәрістің мақсаты:

- ауа және кабель желілерін  есептеу тәртібі. 

Электр энергияны тасымалдаудың  кернеуі 1кВ-тан жоғары ауа желілері (АЖ) ауа желілерінде ереже бойынша  жалаңаш көпсымды сымдар мен арқансымдар (трос) қолданылуы қажет. Сымдардың  диаметрі, қимасы мен материалы тораптың электрлік есебімен анықталады, оның параметрлері мен АЖ-де сымдарды қолдану  аймағын улы фракциялымен анықтайтын орналасқан жеріне байланысты (елді немесе елсіз жер, үлкен ғимараттар болса, мұзды және желді аймақтар, аралық ұзындықтарына, қоршаған ортаның қанығу дәрежесі).

110кВ-тан және одан жоғары  АЖ үшін сым диаметрі «тәжге»  («корона») кеткен шығын бойынша  тексерілуі қажет. Ал мұнда  сымның ең минималды диаметрі  кемінде 11,4мм (АС-70/11) болуы қажет.  110кВ АЖ үшін, 150кВ АЖ-сі үшін - 15,2мм (АС-120/19), 220кВ АЖ үшін - 21,6мм (АС-240/39).

6-220 кВ АЖ-нде келесідей  сымдар қолданылады:

- А және АКП маркалы  алюминді сымдар;

- АС, АСК, АСКС, АСКП маркалы  болат-алюминді сымдар;

- ПС маркалы болат сымдар;

- АН және АЖ маркалы  алюминий балқымасынан жасалған  сымдар.

6-10кВ АЖ-н барлық жағдайда,  қоршаған орта шарттары, трассаның шарттары, құрылыс тығыздығы немесе технологиялық коммуникациялар (галерея, эстакада) әсер етпеген қолдану қажет, мысалы ерекшеленген нысандарды қоректеу үшін (насостық және т.б.).  

35-110кВ АЖ-рі үлкен электр  қуатын жеткізу үшін қолданылады  (терең енгізу).

АЖ есебіне мыналар  кіреді:

а) электр есеп;

б) механикалық есеп.

6-220кВ АЖ электрлік  есебіне мыналар кіреді:

а) энергия шығыны бойынша  желінің есептелуі тоқтың экономикалық тығыздығы бойынша).

Желі бойымен энергияны  таратқан кездегі шығындар желі кедергісі  үлкейген сайын өседі, олар өз кезегінде  сымның қимасымен анықталады; сымның қимасы үлкейген сайын шығын аз болады. Бірақ бұл кезде түсті металдың және желіні құруға кететін капитал  шығын өседі. Экономикалық жағынан  ең тиімді желіні таңдап алу үшін капитал  шығын мен жыл сайынғы пайдалануға  кететін шығынды бірнеше нұсқа (2-ден аз емес) үшін салыстыру керек.

Шығын және шығын бағасы сым мен кабельдің қимасы үлкейген сайын азаяды, бірақ сым мен  кабель қимасы үлкейген сайын капиталдық шығындардың өсуіне байланысты экономикалық шығындар (отчисления)  шамасы өседі. Жылдық шығындардың құраушыларының қосындысы сым қимасы минимум болады. Ол экономика жағынан тиімді S_эк  болған кезде.

Электр қондырғыларын  құру ережелері бойынша (ПУЭ) тоқтың экономикалық тығыздығының j_эк мәні белгіленген, ол тек сымның материалына, құрылымына және жүктеме Т_м максимумын қолдану уақытына тәуелді. Бұл жерде келесі факторларды есепке алмаймыз, олар: электр энергияның бағасы және желідегі кернеудің мәні. Экономикалық жағынан ең  тиімді қиманы желінің есептік тоғы I_р және экономикалық тығыздық j_эк  арқылы есептейміз

, мм²,

мұнда , А – бір тізбекті желі үшін есептік тоқ;

, А – екі тізбекті желі  үшін есептік тоқ;

I_ав=2I_р;

б) ұзақ есептік тоқпен қыздыру  шарты бойыншы желі есебі                      

                        

I_{ном.пров} ³ I_р– бір тізбекті желі үшін есептік тоқ; 

 

I_доп.ав.³I_ав  – екі тізбекті желі үшін есептік тоқ;                                                          

I_доп.ав.=1,3 I_{ном.пров;}  

 

мұнда I_{ном.пров} – жалаңаш сымдар үшін рұқсат етілетін үзақтық тоқ;

в) кернеу шығыны бойынша  желі есебі

 , В

немесе  , В.

Номиналды кернеу бойынша  кернеу шығынының пайыздық көрсеткіші:

;

г) «тәжге» кететін шығын  шарты бойынша 110кВ АЖ үшін сымның минималды  қимасы АС-70, 220кВ АЖ үшін АС-240 болады, 35кВ АЖ-рі «тәжге» кететін шығынға  тексерілмейді.

Механикалық  төзімділік бойынша АЖ есебі

АЖ-н механикалық төзімділікке есептеу деген оның нәтижесі бойынша  ауа желілерінің элементтеріне  түсетін механикалық жүктемелер анықталатын, осы жүктеме әсерінен АЖ элементтерінде туатын ішкі кернеулер және сымдар мен арқансымдардың (трос) салбырауы анықталатын есептеулер.

АЖ-нің келесі элементтері  есептеледі: сымдар және арқансымдар  оқшауламалар мен арматура; тіректер мен іргетастар.

Кернеуі 1кВ жоғары кабель желілері (КЖ) үшін:

а) энергия шығыны (тоқтың экономикалық тығыздығы) бойынша желінің  есебі

 , мм² ;

б) ұзақ есептік тоқпен қызу  бойынша

I_{ном.каб} ³ I_р – бір тізбекті КЖ үшін;

в) апаттық режимі бойынша (екі тізбекті КЖ үшін)

I_доп.ав. ³I_ав,

I_доп.ав.=1,3 I_{ном.каб;}

г) қысқа тұйықталу тоғы бойынша (I_қт)

 , мм²

мұнда α=12 кабельдің алюминді талсымы үшін;

Т_пр – келтірілген уақыт (0,3-0,7);

д) кернеу шығыны бойынша 

, В

немесе  , В.

Номиналды кернеу бойынша   кернеу шығынының пайыздық көрсеткіші:

. 

 

№14 дәріс. Өндірістік кәсіпорындардың қосалқы станциялары

Дәрістің мазмұны:

-                     кәсіпорындағы төмендеткіш қосалқы станциялардың сұлбаларымен танысу.

Дәрістің мақсаты:

- қосалқы станциялардың  әртүрлі сұлбаларының жұмыс істеу  принциптері және оларды қолдану  аймақтары. 

 

Электрмен жабдықтау жүйесі ең қолайлы және дұрыс шешілген болса, жоғарғы кернеу көздері тұтынушыларға  максималды жақын болып орналасады, ал электр энергияны қабылдау бірнеше  пункттерге бөлінеді, бұл торап буындарының  санын және аралық трансформациялау сатыларын минималды деңгейге жеткізеді.

Қосалқы станция дегеніміз  – трансформаторлардан немесе және басқа да электр энергияның түрлендіргіштерінен, тарату құрылғысынан (ТҚ), сонымен қатар  көмекші құрылғылардан (аккумулятор  батареясы немесе басқа да екіншілік  тізбектің қорек көздері, конденсаторлар батареясы, тығыздалған ауа алатын компрессорлық станцияларды, басқару  орындары, үй-тұрмыс орындары және т.б.) тұратын электр энергияны түрлендіру мен таратуға арналған электрқондырғы.

Өндірістік кәсіпорындар үшін трансформаторлы қосалқы станциялар (БТҚ (ГПП), ТҚ (ТП)) ең ыңғайлы. Олардан  басқа жартылай өткізгішті, машиналы және басқа да тоқ немесе жиілік түрлендіргіші бар түрлендіргіш қосалқы станциялар (ПП) қолданылады, олардың жалпы құрамы жағынан  трансформаторлар қосалқы станциясының аз ғана айырмашылығы бар.

Қорек көзінен келетін  энергия түрлендірілмей, тек электрэнергия  қабылдағыштарына таратылса, мұндай қосалқы  станция таратқыш қосалқы станция   (РП) деп аталады.

Ірі энергосыйымдылықты кәсіпорындарда жоғарғы кернеулі 35-220 кВ терең енгізу түріндегі, 6-35кВ тоқ сымдар түріндегі  ЭЖЖ (СЭС).

Кейбір кезде терең  енгізу мен тоқ сымдар қатар қолданылады.

Терең енгізу деп тұтынушылардың электр қондырғыларына жоғарғы кернеу 35-220кВ максималды жақындатылған ЭЖЖ-ні атаймыз. Бұл кезде аралық трансформациялау сатысының саны және аппараттар саны минималды болады.

Өте ірі кәсіпорындарда желінің  қоректенетін кернеуі 330-550 кВ болған кезде, электр энергия U=110-220кВ трансформацияланады. Терең енгізу магистральді және радиалды сұлбалар бойынша орындалады.