Электр қурилмаларда қисқа туташувлар

k.o’q. Qahhorov M.M
Tаqrizchi: «Elektrоtexnika» kаfedrаsi dоtsenti Sаdullаev N.N.,
Jamolova Z. J.
Kollej (ing . college) - 1) Buyuk Britaniya, AQSH va ayrim boshqa mamlakatlarda oliy, oʻrta, yuqori oʻrta oʻquv yurti (ayrim hollarda universitet tarkibida). Dastlab 13-asr boshlarida Buyuk Brita-niyada vujudga kelgan; 2) Fransiya, Shveysariya, Belgiya, shuningdek, Afrika va Osiyoning ilgari fransuz mustamlaka imperiyasi tarkibiga kirgan bir qancha mamlakatlaridagi oʻrta va toʻliqsiz oʻrta oʻquv yurti. Fransiyada dastlabki K. oʻrta asrda universitetlarda paydo boʻldi; 3) Oʻzbekistonda oʻrta maxsus, kasb-hunar oʻquv yurti. OʻzRning 1997 yil avg .da qabul qilingan "Kadrlar tayyorlash milliy dasturi" va "Taʼlim toʻgʻrisida"gi qonuni hamda OʻzR Vazirlar Mahkamasining 1998 yil fevral dagi qaroriga muvofiq, kasb-hunar kolleji sifatida tashkil etilgan.
Ushbu ma’ruza matni “21” may 2013 yildа «Elektrоenergetikа» kаfedrаsidа muhоkаmа qilindi (bаyonnоmа № 20) vа Buх MTI ning uslubiy kengаshi muхоkаmаsigа tаvsiya etildi.
Buх MTI uslubiy kengаshining «___»____________2013 yilgi yig’ilishidа muhхоkаmа qilindi vа tаsdiqlаndi.
1-ma’ruza.
Holatlarning asosiy ta’riflari va umumiy xarakteristikasi.
Reja:
-
Shikastlanishning yuzaga kelishi va ularning turi
-
Elektr tizim va tarmoqlarda yuzaga keladigan jarayonlar
-
Shikastlanishdan keyingi jarayonlar
Qisqa tutashuv elektr zanjirlarning izolyatsiyasi buzilganda sodir bo’ladi. Bunday buzilishlarning sababi turlicha: izolyatsiyaning eskirishi va shu sababli uning buzilishi elektr uzatuvchi simlarining bir-biri ustiga tushishi, simlarning uzilib erga tushishi, er qazish ishdarida kabellar izolyatsiyasining mexanik buzilishi, elektr uzatish liniyalarda yashin tushishi va boshqalar.
Qisqa tutashuv ko’pincha, o’tkinchi qarshilik orqali, masalan, izolyatsiyaning buzilgan joyda hosil bo’luvchi elektr yoy qarshiligi orqali hosil bo’ladi. Ayrim hollarda o’tish qarshiligiz metalli qisqa tutashuv tokini hisoblashda o’tkinchi qarshilikni hisobga olmay metalli qisqa tutashuv quriladi.
Uch fazali elektr qurilmalarda uch va ikki fazali qisqa tutashuv hosil bo’ladi. Bundan tashqari neytralli erga qo’zg’almaydigan hamda samarali ulangan uch fazali tarmoqlarda qo’shimcha holda erga bir fazali va ikki fazali qisqa tutashuv hosil bo’ladi (ikkita faza o’zaro tutashib, bir vaqtning o’zida erga ulanadi).
Uch fazali qisqa tutashuvda elektr tarmog’ining hamma fazalari bir xil sharoitda bo’ladi. Shuning uchun bu hol simmetrik deb yuritiladi. Qisqa tutashuvning boshqa ko’rinishlarida tarmoqlarning fazalari turli sharoitlarida bo’ladi, shu sababli toklar va kuchlanishlar vektorining diagrammasi buziladi. Bunday qisqa tutashuvlar nosimmetrik deb yuritiladi. U yoki bu ko’rinishdagi qisqa tutashuv hosil bo’lishiining nisbiy ehtimoli keltirilgan ma’lumotlar asosida xarakterlanadi. Bu ma’lumotlar elektr qurilma kuchlanishining turli pag’onasi elektr uzatuvchi liniyalar konstruktsiyasi, ob – havo va boshqa omillar uchun chegara miqdorlar hisoblanadi.
Odatda qisqa tutashuv bo’lganda shikastlangan fazalardagi tok kattaliklari nominal tok miqdorlaridan bir necha marta katta bo’ladi. Qisqa tutashuv toklarining o’tishi o’tkazgichlarda va kontaktlarda elektr energiyasining ko’proq isrof bo’lishiga olib keladi. Bu ularni tez qizishiga sabab bo’ladi. Qizish jarayoni izolyatsiyaning eskirishi bilan buzilishini tezlashtiradi, kontaktlarning payvandlanishi va yonishiga shina va simlarning mexanik mustahkamligini yo’qotishga va shunga o’xshash hollarga olib keladi. O’tkazgichlar va apparatlar berilgan hisobiy vaqt oralig’ida qisqa tutashuv tokidan qizib shikastlanmasliklari kerak, ya’ni termik chidamli bo’lishlari lozim. Qisqa tutashuv toklarining o’tishi, shuningdek, o’tkazgichlar orasida katta elektrodinamik kuchlar hosil bo’lishi bilan kuzatiladi. Agar tegishli tadbirlar ko’rilmasa shu kuchlar ta’sirida tok o’tkazuvchi qismlar va ularning izolyatsiyasi buzilishi mumkin. Tok o’tkazuvchi qismlar, apparatlar va elektr mashinalari shunday loyihalangan bo’lishi kerakki, ular qisqa tutashuvda hosil bo’ladigan kuchlar ta’siriga shikastlanmasdan chidamli, ya’ni elektrodinamik nuqtai nazardan turg’un bo’lishi lozim. Qisqa tutashuvlar elektr tarmoqlarida kuchlanish darajasining ayniqsa va buzilgan joyga yaqinroqda pasayishi bilan sodir bo’ladi. Iste’molchining shinasidagi kuchlanishning (masalan, RP-1 shinasida q.t. bo’lganda RP-3ning shinasida) pasayishi xavfli oqibatlarga olib kelishi mumkin. Motorli yuklamalar ayniqsa kuchlanishning pasayishini yaxshi sezadi.
Tayanch iboralar:
Jarayon, elektr tizim, tarmoq, yuklama, qisqa tutashuv, kuchlanish, shina, elektrodinamika.
Nazorat savollari
-
SHikastlanish qay paytda yuzaga keladi?
-
SHikastlanish turlarini sanab o’ting.
-
Elektr tizim va tarmoqlarda qanaqa jarayonlar yuzaga keladi?
-
SHikastlanishdan keyin qanday jarayonlar yuzaga keladi?
2
-ma’ruza.
Elektromagnit o’tish jarayonlar haqida umumiy tushunchalar.
Reja:
-
Asosiy tushunalar.
-
O’tish jarayonining yuzaga kelish sabablari.
-
Jarayonni hisoblashning qo’yilishi va unga qo’yilgan umumiy talablar.
Elektr tizimda eng ko’p uchraydigan elektromagnit o’tish jarayonlar quyidagi holatlarda yuzaga keladi:
-
Elektr energiya iste’molchilaridan bo’lmish divigatellarni o’chirish va yoqish.
-
Qisqa yopiq zanjirni yoqish yoki o’chirishda hamda tizimda qisqa tutash sodir bo’lganda.
-
Tizimda mahaliy nosimmetriklik yuzaga kelishida (masalan, EUY ning birta fazasining o’chirishida).
-
Sinxron mashinalarning o’yg’otishini forsirovka harakatidan, hamda ularning magnit maydonini so’ndirishidan.Maydon - ochiq, meʼmoriy jihatdan tartibga keltirilgan, atrofi bino, inshootlar yoki daraxtlar bilan toʻsilgan keng satq. Toʻrtburchakli, temperaturapetsiyasimon. doirasimon, tuxumsimon (oval) va boshqa shakllarda yopiq yoki ochiq holda boʻladi.
-
Sinxron mashinalarni nosinxron yoqishdan.
Qisqa tutashuv deb fazalar aro yoki erga qisqa tutashuvga aytiladi.
Befarq nuqtasi yakkalangan yoki erga ulangan tizimlarda bir fazaning erga tutashi oddiy tutashuv deb ataladi.
Elektr tizimda qisqa tutashuv yuzaga kelganda zanjir qarshiligi kamayadi (kamayish darajasi qisqa tutash nuqtasining tizimda joylashuviga bog’liq). Bu esa tizimning normal rejim toklaridan nisbatan katta bo’lagan toklarning yuzaga kelishiga olib keladi.
Odatda qisqa tutash joyida yuzaga kelgan elektr yoy yoki tokning bir fazadan ikkinchisiga yo fazadan erga o’tadigan elementlar qarshiligidan yuzaga keladigan o’tkinchli qarshilik paydo bo’ladi.
Bir qancha qisqa tutashuvlarda o’tkinchli qarshilik shu qadar kichik bo’ladiki ularni hisobga olmasa ham bo’ladi, bunaqa qisqa tutashuvlar metalik qisqa tutashuvlar deyiladi.
Befarq nuqtasi erga ulangan uch fazali tizimlarda quyidagi qisqa tutashuvlar yuzaga keladi:
-
Uch fazali.
-
Ikki fazali.
-
Bir fazali.
-
Ikki fazaning erga tutashuvi.
Uch fazali qisqa tutashuvlarni simmetrik deb atash mumkin, chunki bunda hamma fazalar bir xil sharoitda bo’ladi. Qolgan qisqa tutashuvlar aksincha nosimmetrik bo’ladi.
Ba’zi hollarda shikastlanish rivojlanish jarayonida qisqa tutashuv boshlang’ich ko’rinishdan boshqa qisqa tutashuv ko’rinishiga o’tishi mumkin. Masalan, kabel yo’llarda nosimmetrik qisqa tutashuvlar ko’pincha shikastlanishdan yuzaga kelgan elektr yoy tezda hamma izolyatsiyalarni bo’zishi sababdan uch fazali qisqa tutashuvlarga o’tadi.
Nosimmetrik qisqa tutashuvlar ko’ndalang va bo’ylama bo’lishi mumkin. Birdaniga ikkala nosimmetriyalar ham bo’lishi mumkin. Masalan, bir fazaning uzilib erga tutashi bunga misol bo’lishi mumkin.
Sinxron mashina uyg’otishining forsirovkasi kuchlanish pasayganda uyg’otishni avtomatik rostlash qurilmalari orqali amalga oshiriladi.
Elektromagnit o’tish jarayonlari asosan qisqa tutashuvlardan yuzaga keladi. Qisqa tutashuvlar izolyatsiya materiallarining eskirishidan, o’ta kuchlanishlardan, qurilmalarni texnik ko’rikdan o’tkazmaslik hamda mexanik shikastlanishlardan yuzaga keladi. Amaliyotda tok o’tkazuvchilar orasiga qushlar va hayvonlar tutashidan qisqa tutashuvlar yuzaga kelishi uchratilgan.
Qushlar - umurtqali hayvonlar sinfi. Trias davrida yashagan sud-ralib yuruvchilarning psevdozuxlar turkumidan kelib chiqqanligi taxmin qilinadi. Q.ning qazilma qoldiqlari juda kam; dastlabki qazilma qoldiq - arxeopteriksnshk toshdagi izi va suyaklari yura davriga tegishli.
Elektr tizim va qurilmalarni loyihalashda, bir nechta texnik masalalarni echishda, oldindan hisoblashlarda elektromagnit o’tish jarayonlar asosan to’satdan yuzaga kelgan qisqa tutashuvlardan yuzaga keluvchi jarayonlar muhim o’rin egalaydi.
Elektromagnit o’tish jaryonlarni hisoblash deganda asosan ko’rilayotgan sxemada berilgan shartlar asosida toklar va kuchlanishlarni aniqlash tushiniladi. Hisoblashlar qo’yilishining muhimlik darajasiga qarab ko’rsatilgan qiymatni, berilgan vaqt momenti yoki qiymatlar o’zgarishi butun jarayoni davrida topiladi. Bunda hisoblashlar tizimning bir yoki bir necha shoxalari yo nuqtalari uchun olib boriladi.
Bunday hisoblarning Amaliy echilishida quyidagi masalalar ko’riladi:
a) shikastlanish rejimida iste’molchilarning ishlash shartini aniqlash;
b) o’tkazuvchanliklar va qurilmalrni tanlash va ularni qisqa tutashuvda ishlash sharti asosida tekshirish;
v) rele himoyasi va avtomatikasi qurilmalarini rostlash va loyihalash;
g) sinxron mashinalarni nosinxron ulanish va o’z – o’zini sinxronlashtirish orqali ulanish shartini aniqlash;
d) erga ulanuvchi neytrallar soni va ularni tizimda joylashuvini aniqlash;
e) yoy so’ndiruvchi kompensatsiyalovchi qurilmalar soni va quvvatini aniqlash;
yo) EUY ni aloqa va signalizatsiya simlariga ta’sirini aniqalash;
j) himoya erga ulagichlarini tekshirish va loyihalash;
z) o’ta kuchlanishdan himoyalashda qo’llaniladigan razryadniklar uchun xarakteriskalar tanlash;
k) sinxron mashinalarning maydonini so’ndiruvchi parmetrlarini aniqlash va baholash;
l) sinxron mashinalarning uyg’otish tizimini tanlash va tekshirish;
Tayanch iboralar
Qisqa tutashuv, sinxron mashina, elektr yoy, generator, magnit maydon, uyg’otish tizimi, razryadnik.
Nazorat savollari
-
Elektromagnit o’tish jarayonlar qaychsi holatlarda yuzaga keladi?
-
O’tkichli qarshilik qachon paydo bo’ladi?
-
Uch fazali tizimlarda qanday qisqa tutashuvlar yuzaga keladi?
-
Metalik qisqa tutashuvlar deb nimaga aytiladi?
-
Nosimmetrik qisqa tutashuvlar nechaga bo’linadi?
-ma’ruza.__Uch_fazali_qisqa_tutashuv._Kuchlanish_o’zgarmas_shinadan_ta’minlanuvchi_zanjirdagi_qisqa_tutashuv.'>3-ma’ruza.
Uch fazali qisqa tutashuv. Kuchlanish o’zgarmas shinadan ta’minlanuvchi zanjirdagi qisqa tutashuv.
Reja:
-
Uch fazali qisqa tutashuv turlari
-
Qisqa tutashuv tokining majburiy tashkil etuvchilari.
-
Qisqa tutashuv tokining aperiodik va periodik tashkil etuvchilari
Real elektr tarmoqlar uchun xarakterli bo’lgan aktiv – induktiv qarshilikka ega simmetrik uch fazali zanjir ko’rsatilgan. Zanjir normal ish rejimida hamda qisqa tutashuvda qisqichlarida simmetrik va qiymati bo’yicha o’zgarmas uch fazali kuchlanish sistemasi saqlanadigan manbadan ta’minlanadi. Har bir fazaning toki va kuchlanishi orasidagi burchakni yuklamani qo’shgan holda butun zanjirning aktiv va induktiv qarshiliklari nisbatidan aniqlanadi.
Qisqa tutashuv zanjirni ikki qismga har bir q.t. zanjirni 2 qismga har fazada qarshiligiga ega bo’lgan chap tomonga ega bo’ladi. Uch fazali qisqa tutashuvda sxemaning ikkala qismidagi jarayonlar mustaqil o’tadi.
Mustaqillik - davlatning ichki va tashqi ishlarda boshqa davlatlarga qaram boʻlmay faoliyat koʻrsatishi. M. tamoyillariga rioya etish davlatlararo oʻzaro munosabatlarda yetakchi, hukmron qoidadir. Har bir davlatning mustaqilligini tan olish oʻzaro tinchtotuv yashashning prinsiplaridan biridir.
Ko’rilayotgan zanjirning o’ng qismi q.t. bilan bo’ladi, undagi tok induktivlikda yig’ilgan magnit maydonining energiyasi aktiv qarshilikda ajralayotgan issiqlikka aylanib tugamaguncha davom etib turadi. Zanjirning qarshiligiga aktiv – induktiv xarakterda bo’lganda, bu tokning kattaligi normal rejimdagi tokdan oshmaydi va asta – sekin nolgacha kamaya borib asbob uskunalar uchun xavfli bo’lmaydi.
Ta’minlovchi manbaga ega bo’lgan zanjirning chap qismi rejimining o’zgarishi induktivlik mavjudligida ham o’tkinchi jarayon bilan boradi, «Elektrotexnikaning nazariy asoslari» kursidan shu jarayonni tavsiflovchi tenglama ma’lum:
; (3.1)
Bunda va -ko’rilayotgan fazaning toki va kuchlanishning oniy miqdorlari.
Bu tenglamani echimi q.t.ning boshida to vaqtning istalgan momentida tokning oniy miqdori ifodasini beradi.
; (3.2)
Bunda -manbaning faza nurlanishining amplituda miqdori;
-manbaga ulangan zanjir bo’lagining to’la qarshiligi;
manbaning
momentdagi kuchlanishning faza burchagi;
-q.t. zanjirdagi tokning shu faza manbai kuchlanishiga nisbatan surilish burchagi:
; (3.3)
(2.2)dan ko’rinadiki, q.t.ning to’liq toki ikki tashkil etuvchidan tashkil topadi: manbaning kuchlanishi ta’siridan kelib chiqadigan majburiy, hamda induktivlik dagi magnit maydoni zapas energiyasining o’zgarishidan kelib chiqadigan erkin tashkil etuvchi toklardan iborat bo’ladi.
Qisqa tutashuv tokining majburiy tashkil etuvchisi manba kuchlanishining chastotasiga teng bo’lgan chastotali davriy xarakterga ega. Bu tashkil etuvchini odatda q.t. tokning davriy tashkil etuvchisi deb yuritiladi.
; (3.4)
Bunda -tokning davriy tashkil etuvchisining amplituda qiymati.
Tok va kuchlanishning vektorlari orasidagi siljish burchagi Fk qisqa tutashuv zanjiridagi induktiv va aktiv qarshiliklar nisbatidan aniqlanadi. Real zanjirlar uchun odatda va qisqa tutashuv tokining davriy tashkil etuvchisi uchundagi vektor diagrammasi. Tokning erkin tashkil etuvchisi:
; (3.5)
Amperiodik o’zgarish xarakteriga ega, shu asosda bu tashkil etuvchini q.t. tokining amperiodik tashkil etuvchisi deb ham yuritiladi.
Har qaysi fazadagi q.t. tokining amperiodik tashkil etuvchisining boshlang’ich qiymati vaqtning t=0 momenti uchun (3.2) ifoda bo’yicha aniqlanadi:
; (3.6)
Bu erda q.t. tokining boshlang’ich miqdori t=0 bu miqdor induktivlik zanjiridagi tokning sakrab o’zgarmasligini hisobga olganda t=0 momentda shu fazadagi oldingi rejimining toki teng. t=0 dagi tokning davriy tashkil etuvchisi miqdori quyidagicha aniqlanadi:
; (3.7)
Qisqa tutashuvning to’liq toki bilan uning aperiodik tashkil etuvchisining mumkin bo’lgan maksimal miqdorining paydo bo’lish sharti ma’lum darajada ahamiyatga ega. va bo’lganda (3.6) va (3.7)dan ko’rinadiki, agarda kuchlanish q.t. hosil bo’lgan momentda nol qiymat (a=0) orqali o’tsa va q.t. gacha zanjirda tok yo’q., ya’ni bo’lganda tok maksimal miqdor ga ega bo’ladi. Tokning aperiodik tashkil etuvchisining maksimal qiymati shartida tokning o’zgarish egri chizig’i. Bunda .
To’liq tokning oniy maksimal qiymati q.t. jarayoni boshlangan 0,01 o’tgandan so’ng erishiladi.
U zarbiy tok nomi bilan yuritilib bilan belgilanadi. Kattaligi t=0,01 s vaqt momenti uchun ifodadan aniqlanadi.
; (3.8)
yoki
; (3.9)
Bunda q.t. zanjirining vaqt doimiysi kattaligiga bog’liq bo’lgan zarbiy koeffitsient.
Kuchlanishi o’zgarmas shinadan ta’minlangan holda o’tkinchi jarayon tokning aperiodik tashkil etuvchisi so’ngandan so’ng tamom bo’ladi va keyinchalik qisqa tutashuvning to’liq toki amplitudasi o’zgarmas bo’lgan o’zining davriy tashkil etuvchisiga teng bo’ladi.
Qisqa tutashuvning istalgan momentidagi vaqti t uchun tokning ta’sir etuvchi miqdori quyidagiga teng:
; (3.10)
Aperiodik tashkil etuvchi uchun:
; (3.11)
Tayanch iboralar:
Amplituda, tok, vaqt, aperiodik, periodik, maksimal qiymat, oniy qiymat, moment.
Nazorat savollari
-
Uch fazali qisqa tutashuv turlari?
-
Qisqa tutashuv tokining majburiy tashkil etuvchilarini sanab o’ting.
-
Qisqa tutashuv tokining aperiodik tashkil etuvchilarini aniqlang.
-
Qisqa tutashuv tokining periodik tashkil etuvchilarini aniqlang
4-ma’ruza.
Quvvati cheklangan generatordan ta’minlanuvchi zanjirdagi qisqa tutashuv
Reja:
-
Quvvati cheklangan generatorni ta’minlovchi zanjirda sodir bo’ladigan qisqa tutashuvlar
-
Qisqa tutashuv toklarini hisoblash
-
Zarbiy tok tushunchasi
Oldingi qurilgan holga qaraganda bu erda shunday shikastlanishlar ko’riladiki, bunda q.t. zanjirining qarshiligi nolga teng (generator chiqqichlaridagi tutashuv) yoki generatorning qarshiligi bilan bir tartibli bo’ladi.
SHikastlangan joyning elektr uzoqlanishi kichik bo’lganda generatorning UAR (uyg’otishni avtomatik rostlash) si o’tkinchi jarayonga katta ta’sir ko’rsatadi. Soddalashtirish uchun avval UAR uzilgan generatorni ko’rib chiqamiz.
Bunday mashinada uyg’onish toki doimiy qoladi va uyg’onish magnit oqimi Fr ning o’zgarmasligini ta’minlaydi.
Qisqa tutashuv to’liq tokining ayrim tashkil etuvchilarning miqdoriga o’zgarishi xarakteriga vaqt bo’yicha ta’sir etuvchi omillarini analiz qilamiz.
Generator salt ishlaganda rotor toki ta’sirida mashinada uyg’otish magnit oqimi hosil bo’ladi. Generatorning statorida q.t. paydo bo’lish momentida tok paydo bo’ladi. Tokning davriy tashkil etuvchisi generatorning qisqichlaridagi kuchlanishdan q.t. zanjirining parametrlari bilan aniqlanadigan ωk burchakka orqada qoladi. Tokning davriy tashkil etuvchisi generatorning chulg’amlaridan o’tib magnit oqimi ωst ni hosil qiladi, bu oqim rotorning bo’ylama oqim bo’ylab yakor reaktsiyasining oqimi kabi uyg’otish oqimiga qarama – qarshi yo’naladi.
| Qarshi (1926 37 yillarda Behbudiy) - Qashqadaryo viloyatidagi shahar (1926 yildan), viloyat markazi (1943 yildan). Qashqadaryo vohasining markazida, Qashqadaryo boʻyida, xalqaro t. yil va avtomobil yoʻllari kesishgan joyda. |
ωst oqim yo’lida n ta o’tkazuvchi kontur joylashgan: chulg’amning qisqa tutashgan konturi va uyg’otgichga tutashtirilgan uyg’otish chulg’ami konturi.
Generator ishining muvozanat rejimlarida oqim rotorni po’lati orqali tutashadi. O’tkinchi jarayonda yuqorida aytilgan konturlarning shu yo’lda mavjudligi o’z ta’sirini ko’rsatadi. Dempfer va uyg’otish chulg’amlarining konturlari induktivlikka ega bo’lganlari uchun 90 ta’sirida EYUK hosil qiladi, hamda tegishlicha erkin toklar paydo bo’ladi. Oqim rotorga nisbatan qo’zg’almas, shuning uchun va toklar ning yopiq konturlari o’tkinchi rejimlarda ham generator rotorining massiv tolasida hosil bo’ladi.
Ko’rsatilgan aperiodik toklar kontur induktivligining uning aktiv qarshiligiga bo’lgan nisbatiga teng doimiy vaqt bilan so’nadi. Ularga chulg’amlarning dempferli va uyg’otish erkin magnit oqimlari to’g’ri keladi.
Rotorning magnit oqimi birdaniga o’zgara olmaganligi uchun vaqtning t=0 momenti uchun Fst=Fsv.u Fsv.f shart bajarilishi kerak va havo og’irligidagi natijaviy oqim quyidagiga teng bo’ladi.
F
NAT=F
f F
sv.d F
st F
sv.f ; (4.1)
Bu holat quyidagilarni bildiradi:
Qisqa tutashuvning boshlang’ich momentida rotordagi Fst oqim erkin oqimlar bilan kompensatsiyalanadi va mashinaning havo oralig’ida qisqa tutashuv boshlanishidan oldingi uyg’otish cho’lg’ami oqimiga teng bo’lgan oqimi ta’siri kiritiladi. Magnit oqimi rotordan siqib chiqariladi va asosan stator cho’lg’amlarining sochilish oqimi tutashadi.
YUqoridagilardan shu narsa kelib chiqandiki, qisqa tutashuv boshlag’ich momentlarida mashinaning EYUK si sakrab o’zgarmaydi, balkim undan oldingi rejimning EYUK miqdoriga teng bo’ladi.
Qisqa tutashuvning t=0 momentida generatorni xarakterlaydigan parametrlar oqimi o’tkinchi parammetrlar deb ataladi va generator – faza miqdori EF deb belginadigan yuqori o’tkinchi qarshiligi ta’sir etuvchi qisqa tutashuv tokini davriy tashkil etuvchisining boshlang’ich miqdori quyidagi simvollarda belgilanadi: Ip.m – ampilituda, Ip.o – birinchi dAZUdagi ta’sir etuvchi qiymati sinusoidal tok uchun :
; (4.2)
Agar EYUK E
F generator qarshiligining
va qisqa tutashuv zanjirining
ma’lum bo’lsa, I
p.o ni aniqlash mumkin:
; (4.3)
Vaqt o’tishi bilan dempfer cho’lg’am va uyg’otish cho’lg’amlaridagi aperiodik toklarning so’nishi bilan bir vaqtda mos holda magnit oqimlari F
sv.d va F
sv.f tegishlicha kamayadi. Bunda birinchi bo’lib magnit oqim F
sv.d so’nadi, aktiv qarshiligi kichik bo’lgan uyg’otish cho’lg’amining zanjirida erkin tok sekinroq so’nadi.
Erkin magnit oqimlar bundan keyin yakor reaktsiyasi oqimi Fst ning magnitsizlantiruvchi ta’sirini kompensatsiyalay olmaydi. SHu sababli generatorning EYUK si kamayadi. Mashina parammetrlarini o’zgarishi EYUK singari kamayib boradigan qisqa tutashuv tokining davriy tashkil etuvchisiga ta’sir ko’rsatadi.
Dempfer cho’lg’am va uyg’otish cho’lg’amlari erkin toklar so’nganidan so’ng stator tokining davriy tashkil etuvchisi muvozanat rejimiga o’tadi. Bunda natijaviy magnit oqim quyidagiga teng bo’ladi FNAT= Ff - Fst ya’ni stator oqimining magnitsizlovchi ta’siri maksimal bo’ladi.
Qabul qilingan shartlar asosida zarbiy tok katrtaligini quyidagicha aniqlash mumkin:
(4.4)
va qavs ichidagi ifoda zarbiy koefitsientni bildirishini inobatga olsak ifoda quyidagicha tus oladi:
(4.5)
Endi UAR ulaganda qisqa tutashuv jarayoni qanday o’tishini ko’rib chiqamiz. Bu holda qisqa tutashuvdagi kuchlanishning pasayishi uyg’otish toking ortishi bilan kompensatsiyalanadi. SHu bilan birga, generatorning qisqichlaridagi kuchlanish nominalning 0,85 – 0,9 qismidan kam bo’lsa, generatorni uyg’otishini chegara miqdorigacha oshishini ta’minlovchi uyg’otishni jadallashtiruvchisi ishga tushadi. UAR generatorning uyg’otish magnit oqimi va EYUK sini o’zgartiradi. Demak, qisqa tutashuv tokini ham o’zgartiradi. Hamma AZU (avtomatik zahirani ulash) lar biroz kechikib ta’sir ko’rsatadi. Bundan tashqari, generator uyg’otish cho’lg’ami induktivligining haddan tashqari kattaligi rotor tokining ortishiga to’sqinlik qiladi. Buning natijasida UAR ning ta’siri qisqa tutashuv hosil bo’lgandan so’ng ma’lum vaqt o’tgach namoyon bo’la boshlaydi.
Aytilganlardan shu xulosaga kelish mumkin: UAR qisqa tutashuvning birinchi davrida qisqa tutashuv tokaning kattaligiga ta’sir etmaydi. Tokning davriy va aperiodik tashkil etuvchisining boshlang’ich qiymatlari hamda ularning so’nish jarayoni va demak, zarbiy tok xuddi yuqorida ko’rib o’tilgan generatorning UAR siz ishlashidagi kabi bo’ladi.
Qisqa tutashuvda generator qisqichlaridagi kuchlanishning pasayish chuqo’rligi va demak, rostlash tizimining reaktsiyasi shikastlangan joyining oralig’iga qarab qisqa tutashuv toki davriy tashkil etuvchisining ta’sir etuvchi miqdorining vaqt bo’yicha o’zgarishi egri chiziqlari keltirilgan mashina chiziqlariga qisqa tutashgan bo’lsa, UAR qisqa tutashuv toki kattaligiga sust ta’sir etadi, chunki, yakor reaktsiyasi oqimining magniszlantiruvchi ta’siri katta.
Tayanch iboralar:
Generator, quvvat, zanjir, mashina, uyg’onish toki, oqim, kontur, zarba koeffitsienti.
Nazorat savollari
-
Quvvati cheklangan generatorni ta’minlovchi zanjirda necha xil qisqa tutashuv sodir bo’ladi?
-
Qisqa tutashuv toklarini hisoblab bering.
-
Zarbiy tok ifodasini keltiring.
5
-ma’ruza.
Uch fazali qisqa tutashuv toklarini hisoblash usullari
Reja:
-
Uch fazali qisqa tutashuv toklarini hisoblash usullari.
-
Elektr tarmoq va tizimlarning qisqa tutashuvlarini hisoblash
-
Elektr qurilmalarida qisqa tutashuvlarni hisoblash
a) Elektr asbob uskuna parametrlarini tanlash yoki tekshirish shuningdek, rele muhofazasi va avtomatika ustanovkasini tanlash yoki tekshirish uchun qisqa tutashuv toklari hisoblanadi. Ko’pgina elektrostantsiya va podstantsiyalardan tashkil topgan elektroenergetika sistemasining hamma elementlarining haqiqiy ish rejimi va haqiqiy xarakteristikalarini hisobga olib qisqa tutashuvni hisoblash ancha murakkabdir. SHu bilan birga, amalda uchraydigan ko’pchilik masalalarni echish uchun hisoblashni osonlashtiruvchi va katta noaniqlik kiritmaydigan shartlar kiritish mumkin. Bu shartlar quyidagilar:
Hamma generatorlarning EYUK fazasi butun qisqa tutashuv jarayoni davomida o’zgarmaydi (generatorlarning tebranishi yo’q) deb qabul qilinadi:
Magnit sistemalarining to’yinishi hisobga olinmaydi. Bu hol qisqa tutashuv zanjiri va hamma elementlarning induktiv qarshiligini tok miqdoriga bog’liqmas va uni o’zgarmas deb hisoblash imkonini beradi.
Kuch transformatorlarining magnitlovchi toklari hisobga olinmaydi.
Maxsus hollardan tashqari erga qisqa tutashgan zanjir elementlarining sig’im o’tkazuvchanligi hisobga olinmaydi.
Uch fazali sistema simmetrik deb faraz qilinadi. Qisqa tutashuv tokiga yuklamaning ta’siri taxminan hisobga olinadi, qisqa tutashuv tokining kattaligini hisoblashda agar nisbati 3 dan katta bo’lsa, odatda, zanjirning aktiv qarshiligi hisobga olinmaydi, lekin qisqa tutashuv tokining aperiodik tashkil etuvchisining so’nish vaqti doimiysi aniqlashda aktiv qarshilikni hisobga olish lozim.
Qo’yilgan shartlar hisoblashni osonlashtirish bilan birga qisqa tutashuv tokining ma’lum miqdorda ortishiga olib keladi.
b) Ustanovkaning hisoblash sxemasi
Hisoblash sxemasi deganda elektroustanovkalarning hamma elementlari va ularning qisqa tutashuv tokining kattaligiga ta’sir etuvchi parametrlari ko’rsatilgan soddalashtirilgan bir chiziqli sxemasi tushuniladi, shuning uchun hisoblashlarda bu parametrlar nazarda tutilishi kerak.
Agar hisoblash faqat normal sxema uchungina bo’lmay balki asbob – uskuna elementlari (liniya generatorlar transformatorlar) qisman o’chiriladigan remont hajmi uchun ham bajarilsa u holda bu narsa hisoblash sxemasining ilovasida ko’rsatilishi shart.
Uch fazali zanjirning ushbu Unom, kV; I nom, A; S nom, MVA; x nom, Om parametrlariga ega bo’lgan elementidan biri (transformator, generator, reaktor)ni olamiz. Nominal parametrlar o’zaro quyidagi ma’lum nisbatlarda bog’langan:
(5.1)
Qisqa tutashuv rejimini o’z ichiga oladigan zanjirning shu elementi har qanday boshqa ish rejimining kuchlanishi toki quvvati va qarshiligi ning ma’lum miqdorlari bilan xarakterlanadi. Ularni ayni hol uchun baza elementi deb qabul qilingan shu elementning tegishli nominal parametrlari ulushlarida ifodalash mumkin:
(5.2)
SHunday qilib olingan kattaliklar zanjir elementining ishini berilgan sharoitlarda xarakterlovchi nisbiy nominal miqdorlar hisoblanadi. Nisbiy nominal qarshilik xnom uchun yuqorida keltirilgan ifodani o’zgartirish uchun xnom qiymatni (5.1) ifodadagi qiymatga almashtirish kerak. Unda:
(5.3)
Bundan shuni ko’rish mumkinki, nominal baza sharoitlarida zanjirning shu elementi qarshilig nominal tok o’tayotganidagi kuchlanishining pasayishini nominal kuchlanishga nisbati nisbiy qarshilikka teng. (5.3) dagi nominal tokni nominal quvvat va kuchlanish bilan almashtirib, quyidagini olamiz:
(5.4)
Tok, kuchlanish va boshqa parametrlarning nisbiy miqdorlarini faqat zanjirning berilgan elementining nominal miqdorlariga nisbatan aniqlabgina qolmay, balki miqdorlarning bazis sistemasi deb yuritiladigan va hisoblash asosiga qo’yilgan ixtiyoriy boshqa miqdorlarga nisbatan ham aniqlash mumkin. Ma’lumki, miqdorlarning bazis sistemasiga bazis quvvati , bazis kuchlanishni uch fazali sistema uchun quvvat ifodasi orqali bog’langan bazis toki, shuningdek bazis qarshilik kiritish mumkin. Bu holda ikkita bazis miqdorlarini ixtiyoriy berish mumkin. Odatda quvvat va kuchlanishni bazis qiymatini berib, ular orqali bazis tok va bazis qarshilik aniqlanadi.
Tayanch iboralar:
Generator, EYUK, transformator, magnit tizim, qarshilik, bazis shartlar, nominal qiymat
Nazorat savollari
-
Uch fazali qisqa tutashuv toklarining necha xil hisoblash usullari mavjud?
-
Elektr tarmoq va tizimlarda qisqa tutashuvlar qanday hisoblanadi?
-
Elektr qurilmalarida qisqa tutashuvlar qanday hisoblanadi?
6-ma’ruza
Qisqa tutashuv toklarini nisbiy birliklarda hisoblash.
Reja:
-
Bazis miqdorlarda parametrlarnig ifodalanishi.
-
Bazis qarshiliklarni aniqlash usullari.
-
Qisqa tutash qarshiligini aniqalash.
Bazis miqdorlar odatda quyidagi birliklarda ifodalanadi: kuchlanish – kilovattlarda, tok – kiloamperlarda, quvvat – megovolt – amperlarda, qarshilik-Om larda.
Bazis miqdorlar ma’lum bo’lganda nisbiy bazim kattaliklarga o’xshash quyidagi formulalardan aniqlanadi.
(6.1)
Nisbiy bazis qarshilikni quyidagicha yozish mumkin.
(6.2)
Kataloglar va zavodlarning informatsion materiallarga doim parametrlarning nisbiy kattaliklari beriladi, ya’ni ular mashina yoki apparatning bazis miqdori deb qabul qilingan nominal quvvatiga, nominal qarshiligiga, nominal kuchlanishiga nisbatan aniqlangan kattaliklar bo’ladi.
Ayrim hollarda nisbiy nominal miqdorlar protsentlarda ifodalanadi.
Ma’lumki
Nisbiy bazis qarshilikni agar bazis sharoitlar nominallardan farq qilsa, (6.1) va (6.2) ifodalardan kelib chiqqan quyidagi ma’lum nisbiy nominal qarshiliklardan aniqlash mumkin.
(6.3)
(6.2) va (6.3) dan
(6.4)
(6.3) va (6.4) ifodalardan foydalanib nisbiy birliklardagi qarshilikning ma’lum miqdoriga qarab qarshilik kattaligini Om lar hisobida aniqlash mumkin.
Parametrlarning nisbiy kattaliklaridan foydalanib hisoblashlarni elektrotexnika qonunlari asosida olib borish mumkin. Hisoblash formulalariga kiradigan xamma mikdorlarni xisoblashda ular albatta bir xil baza sharoitlarda aniklanishi kerak.
SHuni esda tutish kerakki liniya va faza kuchlanishlarining nisbiy kattaliklari son jihatidan o’zaro teng bo’lishi lozim, ya’ni
(6.5)
SHuning uchun Om qonuni nisbiy birliklarda, masalan ko’rinishga ega bo’ladi. Uch fazali tarmoq quvvatining formulasi esa yozilishi mumkin.
Hisoblash sxemasining turli elementlarining qarshiligi qanday aniqlanishini ko’rib chiqamiz.
Tayanch iboralar:
Faza, tarmoq,nisbiy birlik,kuchlanish, ifoda, quvvat, bazis qarshilik, informatsion materiallar.
Nazorat savollari
-
Nisbiy nominal qarshiliklar qanday aniqalanadi?
-
Bazis kuchlanish qanday aniqalanadi?
-
Bazis qarshilik qanday aniqalnadi?
-
Bazis miqdorlar odatda birliklar qanday ifodalanadi?
7-ma’ruza
Sinxron mashinalarda qisqa tutashuvlar
Reja:
-
O’ta o’tkinchi qarshilik tushunchasi.
-
Tizim qarshiliklarini hisoblash.
-
Transformatorning qisqa tutash kuchlanishi.
Hisoblash sxemalariga sinxron mashinalar bo’ylama o’q bo’yicha induktiv qarshilikning o’ta o’tkinchi miqdori bilan kiritiladi. Bu qarshilik, odatda kataloglardan nominal baza sharoitlarida nisbiy birliklarida yoki protsentlarda ko’rsitiladi, ya’ni
(7.1)
yoki
(7.2)
Bunda – mos holda generatorning nominal toki kuchlanishi va quvvati; - o’ta o’tkinchi qarshilik, Om.
YUqori kuchlanishli elektr mashinalarining aktiv qarshiligi induktiv qarshilikka nisbatan ancha kichik
Qisqa tutashuv toklarini hisoblashda bir qator hollarda generatorlar birlashtirib umumlashgan ekvivalent manba bilan almashtiriladi. Agar qisqa tutashuv joyi generatorning chiqqichlarida yoki ularga yaqin joylashgan bo’lsa, masalan energosistemani elektrostantsiya bilan bog’lovchi transformatordan keyin bo’lsa, u holda bunday elektr mashinalar o’z parametrlari bilan sxemada hisobga olinadi.
Energosistemaning asosiy generator quvvati to’planadigan butun boshqa qismi yagona manba kuchlanishi o’zgarmas shinali sistema deb qaraladi.
Qisqa tutashuv joyi shu sistema bilan ayrim elementlar (shinalar, transformatorlar, reaktorlar) orqali bog’lanib, qisqa tutashuvning ta’minlanishi faqat ularning qarshiligi bilan ta’minlanadi.
Agar energosistemaning qandaydir nuqtasida uch fazali qisqa tutashuvda qisqa tutashuv tokining davriy tashkil etuvchisining boshlang’ich qiymati yoki quvvati ma’lum bo’lsa, ular orqali shu nuqtaga nisbatan sistemaning induktiv qarshiligini aniqlash mumkin.
(7.3)
Bunda, tok yoki quvvat ma’lum bo’lgan pog’onaning o’rtacha kuchlanishi. SHu qarshilikdan so’ng kuchlanish o’zgarmas shinalar turadi, deb qaraladi, ularda bo’ladi. Energosistemaning qarshiligi shu energosistemaning ma’lum uzelida o’rnatilishi ko’zda tutilgan yoki o’rnatilgan o’chirgichning foydalanish chegarasi shartidan taxminan aniqlanishi mumkin, ya’ni uch fazali qisqa tutashuvda shu o’chirgichning nominal uzish toki ga teng.
Unda (4.3) ga o’xshash:
(7.4)
Ekvivalent generatorning parametrlari, ya’ni nisbiy nominal qarshilik va manbalarning nominal quvvati berilgan sistema ham bo’lishi mumkin. Butun sistema uchun nisbatining o’rtacha miqdorini, qoida bo’yicha olish mumkin emas, chunki qisqa tutashuv nuqtasining joyiga bog’liq. Agar qisqa tutashuv elektr o’tuvchi liniya sistemasidan ajratilgan bo’lsa, nisbatan kamayadi; qisqa tutashuv kuchli stantsiya shinasiga yakinlashgan liniyasining uzunligi qisqarishi bilan nisbatining qiymati ortadi.
Transformatorlar va avtotransformatorlar. Har qaysi kuch transformatorning pasportida transformatorning nisbiy nominal qarshiligi teng bo’lgan qisqa tutashuv kuchlanishning miqdori da beriladi.
(6.5)
Masalan, transformatorlar uchun, odatda, bo’lsa, u holda bo’ladi. Ikki chulg’amli transformatorlar uchun kataloglar va boshqa spravochnik materiallarida miqdori beriladi. Uch chulg’amli tranformatorlar, avtotransformatorlar va chulg’ami ajratilgan transformatorlar uchun qisqa tutashuv kuchlanishi har bir juft chulg’am uchun beriladi. Har qaysi chulg’amning induktiv qarshiligini aniqlaganda ma’lum tenglamalardan foydalaniladi, ularning asosiylari ma’lumotnomalarda keltirilgan.
Tayanch iboralar:
Qisqa tutash kuchlanishi, cho’lg’amning induktiv qarshiligi, uch chulg’amli tranformatorlar, ekvivalent generator, o’zgarmas shinali sistema.
Nazorat savollari
-
O’zgarmas shinali sistema deb nimaga aytiladi?
-
O’ta o’tkinchi qarshilikni izohlang?
-
Qisqa tutash kuchlanishi qanday aniqlanadi?
-
Tizimning induktiv qarshiligi qanday aniqlanadi?
8 – m a ‘ r u z a.
Reaktorlarda qisqa tutashuv toklari
Reja:
1.Reaktorlarda qisqa tutash toklarini hisoblash.
2. EUY parametrlarini hisoblash.
3. Generatorlar parametrlarini aniqalash.
Reaktorlarning pasportida, odatda, uning nominal toki bilan qarshiligi omlarda ko’rsatiladi.
Elektr uzatuvchi havo va kabel liniyalari. Hisoblash sxemalarida elektr uzatuvchi liniyalar oralig’i ko’rsatiladi. Unda odatda liniya fazasining induktiv qarshiligining solishtirma miqdori ma’lumotnomalarda ko’rsatilgan o’rtacha miqdori asosida qabul qilinib hisobga olingan.
Generatorlar. Sinxron kompensatorlar va dvigatellar uchun hisoblash sxemasida EYUKning yuqori o’tkinchi kattaligini qabul qilish kerak. SHartli ravishda, hamma sinxron mashinalar qisqa tutashuv sodir bo’lguncha qisqichlarda nominal kuchlanish bo’lib, nominal quvvat koeffitstenti bilan to’la nominal quvvatda ishlatiladi deb hisoblanadi. Bundan tashqari hamma sinxron mashinalar UAR va uyg’onishni jadallashtirish qurilmasi bilan ta’minlangan deb hisoblanadi. Ma’lumotnomalarda manbalar EYUKning o’rtacha qiymati keltirilgan, generatorlar uchun bu miqdorlarni (4.1) ifodadan aniqroq qiymatlarni hisoblab topish mumkin. Ma’lumotnomalarda motor yuklamasining EYUK haqidagi ma’lumotlar ham kiritilgan. SHuni ta’kidlash kerakki, qisqa tutashuv toklarini hisoblashda yuklamaning ta’siri har xil hisobga olinadi. Generatorga to’g’ridan-to’g’ri ulangan yuklama quvvati generator quvvatiga yaqin bo’lsa, EYUKning korrektsiyasi orqali hisobga olinadi va u qiymatigacha olinadi. Qisqa tutashuv joyiga yaqin ulangan katta quvvatli yuklamalar, parametrlari bo’lgan, umumlashtirilgan manbalar ko’rinishida hisobga olinadi. Qisqa tutashuv joyidagi uzun liniyalar transformatsiyalash pog’onalari bilan ajralgan yuklamalar, odatda, hisobga olinmaydi. Elektr stantsiyalarining o’z ehtiyoji sistemasidagi qisqa tutashuvda motori yuklama aloxida hisobga olinadi.
Tayanch iboralar:
Generator, reaktor, EUY, elektr stantsiya, EYUK, transformatsiyalash pog’onalari, yuklama quvvati , generator quvvati.
Nazorat savollari
-
Reatorlarda qisqa tutashuvlar qanday hisoblandi?
-
EUY lar uchun hisoblash sxemasida nimalar beriladi?
-
Qachon deb olinadi?
9-ma’ruza
Almashtirilgan elektr sxema.
Reja:
1.Hisoblash sxemasining boshlang’ich ma’lumotlari.
2. Nomlangan birliklarda hisoblash uchun almashtirish sxemasi.
3. Nisbiy birliklarda hisoblash uchun almashtirish sxemasi.
Elektr qurilmalarning hisoblash sxemasida qisqa tutashuv hosil bo’lishi mumkin bo’lgan nuqtalar belgilanadi. So’ngra qisqa tutashuv belgilangan nuqta uchun almashtirilgan ekvivalent elektr sxema tuziladi.
Barcha magnitli bog’lanishlari elektr bog’lanishlar bilan almashtirilgan, berilgan ma’lumotlari bo’yicha hisoblash sxemasi bilan bir xil bo’lgan elektr sxema almashtirilgan sxema deb ataladi.
Ko’rsatilganidek, hisoblash sxemasining parametrlari nomlangan yoki nisbiy birliklarda ifodalanishi mumkin.
Nomlangan birliklar bilan hisoblashda sxemaning hamma qarshiligi Omda ifodalanishi shart va bitta bazis kuchlanishga keltirilishi kerak. Agar manba bilan qisqa tutashuv orasida bir yoki bir necha transformatsiyalash pog’onalari bo’lsa bunday bazis kuchlanishga keltirilishi kerak bo’ladi. Bazis kuchlanish sifatida qisqa tutashuv sodir bo’ladigan pog’onaning o’rtacha kuchlanishini qabul qilish qulay. Omda ifodalangan qarshilikni tanlangan bazis kuchlanishga keltirish quyidagi formula asosida bo’ladi.
(9.1)
Bunda, - bazis kuchlanish pog’onasi bilan qarshilikni bog’laydigan transformatorlarning transformatsiyalash koeffitsientlari ko’rilayotgan qarshilik ulangan pog’onaga, tanlangan bazis pog’onadan kelayotgan yo’nalishda aniqlanadi.
Har bir elektr pog’ona uchun ma’lum o’rtacha kuchlanish qabul qilinganligi sababli, qarshiliklarni keltirish uchun foydalaniladigan transformatsiyalash koeffitsientlari ikkita pog’onalarning o’rtacha kuchlanishlarning nisbatidan iborat bo’ladi. SHu sababli oraliq transformatsiyalash koeffitsientlari qisqaradi va qarshiliklarni qayta hisoblash quyidagi formula asosida olib borilishi mumkin:
(9.2)
Bunda: x – ko’rilayotgan element ulangan pog’onaning dagi fvza elementning berilgan induktiv qarshiligi, qabul qilingan bazis kuchlanish ga keltirilgan shu element fazasiga to’g’ri keladigan induktiv qarshiligi, Om.
Hisoblash sxemasining turli elementlarining qarshiligi turli o’lchov birliklarida berilishi mumkin bo’lganligi uchun jadvalda qarshiliklari nomlangan birliklarda aniqlash uchun va ularni bazis kuchlanishiga keltirish uchun ifodalar berilgan.
Agar hisoblash nisbiy birliklarda olib berilsa, unda almashtirilgan sxemaning hamma elementlarini oldindan bir xil bazis sharoitlarda keltirish lozim. Hisoblashlarni osonlashtirish maqsadida bazis sharoitlar tanlab olinadi. Masalan, bazis quvvat sifatida odatda 100, 1000 MVA, ayrim hollarda esa sxema tez-tez takrorlanadigan ayrim elementlarning quvvati olindi. Bazis kuchlanish sifatida tegishli o’rtacha olinishi qulay.
Ma’lumotnomalardagi formulalardan aniqlangan qarshiliklar qiymatlari almashtirilgan sxemada ko’rsatiladi. Almashtiriladigan sxemadagi har bir qarshilikka ma’lum nomer qo’yilib, u hisoblash oxiriga saqlanadi. Uch fazali qisqa tutashuvda qisqa tutashuv tokining davriy tashkil etuvchisining qiymatlarini hisoblash uchun zanjirning hamma fazalari bir xil sharoitlarda bo’lganligi uchun, faqat bitta faza uchun almashtirilgan sxema tuziladi. Almashtirilgan sxema tuzilib, hamma elementlarning qarshiligi aniqlangandan so’ng u eng sodda ko’rinishga keltiriladi. Sxemani o’zgartirish manbadan qisqa tutashuv joyi tomoniga qarab amalga oshiriladi. Bunda qarshiliklarni ketma-ket va parallel qo’shish, qarshiliklar yulduzchani uchburchak shakliga aylantirish va aksincha, ko’p burchakli ko’p nurli yulduzchaga o’zgartirish va shunga o’xshash ma’lum qoidalardan foydalaniladi.
Almashtirish sxemani o’zgartirish jarayonida bog’langan zanjirlarni bo’lish masalasi tez-tez tug’iladi. Bu holat rasmda ko’rsatilgan.
I, II, III manbalardan toklar umumiy qarshilik X orqali o’tadi.
Har bir manbadan qisqa tutashuv nuqtasiga o’tayotgan tokni aniqlash uchun sxemani nurli ko’rinishiga aylantirish kerak. Bunday o’zgartirish olingan sxema bo’yicha hisoblashda, har qaysi manbadan shikastlangan nuqtaga qarab oqayotgan toklar, sxemani o’zgartirishdan oldin qanday bo’lsa shundayligicha qolishi kerak. Hisoblash quyidagi tartibda olib boriladi.
Qisqa tutashuvning berilgan nuqtasi uchun almashtirish sxemasi tuziladi va asta sekin o’zgartirish yo’li bilan soddalashgan ko’rinishda keltiriladi, bunday umumiy holda manbalar shaxobchalarning soni istalgancha bo’lishi mumkin.
Sxemaning natijaviy qarshiligi aniqlanadi:
(9.3)
Bunda: – sxemaning nuqta 1 ga nisbatan hamma ta’minlovchi manbalarining ekvivalenti qarshiligi shikastlangan joydagi tokning davriy tashkil etuvchisining nisbiy miqdori bir deb qabul qilinadi va taqsimlash koeffitsientlari aniqlanadi, ya’ni har bir manbaning qisqa tutashuv tokidagi miqdori topiladi. Kirxgof qonunlari asosida quyidagini yozish mumkin
(9.4)
SHuningdek
va hokazo
Bu erdan, shaxobchalar bo’yicha taqsimlash koeffitsientlari aniklanadi:
va hokazo
SHunday qilib, taqsimlash koeffitsientlaridan foydalanib, qisqa tutashuv joyidagi umumiy tokni bilib, uning shaxobchalari qanday taqsimlanishini aniqlash mumkin.
Koeffitsientlarning hisoblash aniqligini tekshirish uchun quyidagi shart bajarilishi kerak.
(9.5)
SHaxobchalarda tok taqsimlash o’zgarmay qolishini hisobga olib, quyidagini hosil qilamiz:
va hokazo.
Ma’lumki, yakunlovchi almashtirilgan sxema asosida qisqa tutashuv tokining davriy tashkil etuvchisining boshlang’ich qiymatini aniqlash uncha qiyin bo’lmaydi.
Nisbiy birliklarda hisoblashda
(9.6)
Bunda: E – manbaning EYUK, nisbiy birliklarda, X; rez-qisqa tutashuv zanjirning bazis sharoitlariga keltirilgan yakunlovchi nisbiy qarshiligi; I6-qisqa tutashuv joyidagi berilgan va miqdorlarida aniqlangan bazis tok. Nomlangan birliklarda hisoblashda:
(9.7)
Bunda: – qisqa tutashuv zanjirining yakunlovchi qarshiligi, Om;
-qisqa tutashuv ko’rilayotgan pog’onaga keltirilgan manbaning EYUK (faza miqdori):
(9.8)
1000 V gacha bo’lgan elektr tarmoqlarida qisqa tutashuvda tokning boshlang’ich qiymatini aniqlash va almashtirish sxemasini tuzish ayrim xususiyatlarga ega. Bu tarmoqlarda avvalo zanjir elementlaridagi ham induktiv, ham aktiv qarshiliklarni hisobga olish lozim, chunki ularning miqdori o’zaro bir-biriga yaqin.
1000 V gacha bo’lgan qurilmalardagi qisqa tutashuv tokiga kichik kesimdagi qisqa o’tkazgichlar, tok transformatori, avtomatlarning tok g’altaklari, kontakt birikmalar qarshiligi katta ta’sir ko’rsatadi. Bular, odatda yuqori kuchlanishli ustanovkalarda hisobga olinmaydi. SHu bilan birga, hisoblashdagi noaniqlikni uncha kattalashtirmay tashqi aloqalar qarshiligini hisobga olmasa ham bo’ladi. CHunki quyi kuchlanishli tarmoqni ta’minlanayotgan transformatorning yuqori kuchlanishli shinasi o’zgarmas kuchlanishli shina deb hisoblanadi.
1000 V dan kichik qurilmalar uchun almashtirilgan sxemalarning parametrlarini nomlangan birliklarda keltirish qulay. Quyidagi qatordan kuchlanishning o’rtacha miqdori olinadi, 690, 525, 400, 230, 127 V.
Qisqa tutashuv tokning boshlang’ich qiymatini formula orqali aniqlanadi, bunda Ef o’rniga o’rniga miqdori qo’yiladi. Bu erda quyidagicha topiladi:
(9.9)
va larning miqdorini tarmoqning – elementi uchun tegishli sprovochnik ma’lumotlaridan aniqlanadi (masalan, 4-1, 4-7 larga qarang). CHunonchi, kuch transformatorlari uchun ularni “Elektr mashinalar” kursidan ma’lum formula asosida NOM larda hisoblash mumkin.
;(9.10)
(9.11)
Bunda: – transformatorning nominal quvvati, kVA;
- transformatorning quyi kuchlanishli chulg’amining nominal liniya kuchlanishi, kV;
- transformatordagi qisqa tutashuvning isrofi, kVt;
- transformatorning qisqa tutashuv kuchlanishi, %
Tayanch iboralar:
EYUK, transformator qarshiligi, isrof, tarmoq elementi qarshiligi, magnit tizim, qarshilik, qisqa tutashuvda tokning boshlang’ich qiymati.
Nazorat savollari
1.Hisoblash sxemasida birinchi bo’lib nimalar beriladi?
2. Nomlangan birliklarda hisoblash uchun almashtirish sxemasi qarshiliklari qanday hisoblanadi?
3. Nisbiy birliklarda hisoblash uchun almashtirish sxemasi qarshiliklari qanday hisoblanadi?
4. 1000 V gacha bo’lgan qurilmalardagi qisqa tutashuv toki qanday hisoblandi?
10-ma’ruza
Qisqa tutashuvning chegaraviy toklarini aniqlash.
Reja:
1. Qisqa tutashuv tokining periodik tashkil etuvchisi.
2. Qisqa tutashuvning zarbiy tokini aniqlash.
Loyihalash ishlarida ko’pincha ta’minlovchi mashinalarning quvvatlari va qarshiliklari haqida aniq ma’lumotlar bo’lmay, transformator yoki reaktordan qisqa tutashuv tokini aniqlash masalasi tez-tez uchrab turadi. Bunday hollarda qisqa tutashuv tokining mumkin bo’lgan maksimal qiymati aniqlanadi. Buning uchun, transformator yoki reaktor o’zgarmas kuchlanishli shinalarga ulangan deb hisoblanadi.
Bundagi qisqa tutashuv toki quyidagi ifodalardan aniqlanishi mumkin: agar qarshilik Om da berilgan bo’lsa
(10.1)
Agar qarshilik birliklarda berilgan bo’lsa
(10.2)
Bunda: – qisqa tutashuv nuqtasidagi o’rtacha kuchlanish;
- sodir bo’lish joyidan oldin turgan transformator yoki reaktorning nominal toki.
Qisqa tutashuvning zarbiy tokini aniqlash.
YUqorida ko’rsatilganidek, zarbiy tok qisqa tutashuv boshlanganidan so’ng 0,01 s vaqt o’tgach hosil bo’ladi. Uning kattaligi (3.7) ifodadan aniqlanadi.
(10.3)
Bunda: – qisqa tutashuv tokining davriy tashkil etuvchisining boshlang’ich qiymati;
- qisqa tutashuv tokining aperiodik tashkil etuvchisining so’nish doimiysi vaqtiga bog’liq bo’lgan zarbiy koeffitsient. Konstanta va o’zaro quyidagi nisbatda bog’langan:
(10.4)
Ma’lum T bo’yicha ma’lumotnomadagi grafikdan tegishli qiymatini aniqlash mumkin.
Agar qisqa tutashuv generatorining qisqichlarida hosil bo’lsa, uning shaxobchasi uchun doimiy kataloglaridan olinishi mumkin. SHu jumladan ma’lumotnoma ma’lumotlaridan foydalanish mumkin. Agar qisqa tutashuv generatordan ma’lum masofada sodir bo’lsa, u holda yakunlovchi almashtirish sxemasining har shaxobchasi uchun doimiy vaqt taxminan quyidagi ifodadan aniqlanishi mumkin.
(10.5)
Bunda: va – qisqa tutashuv zanjirining tegishlicha yakunlovchi induktiv va aktiv qarshiliklari.
Soddalashtirish maqsadida, odatda, Ta kattalikni hisoblamay elektr tarmoqlarining xarakterli nuqtalari uchun, ma’lumotnomada keltirilgan Ta va ky o’rtacha qiymatlaridan foydalansa bo’ladi.
Tayanch iboralar:
Periodik tashkil etuvchi, zarbiy tok, zarba koeffitsienti, doimiy vaqt.
Nazorat savollari
-
Qisqa tutashuv toklarining periodik qiymati qanday aniqlanadi?
-
Qisqa tutashuvning zarbiy toki qanday aniqlanadi?
-
Doimiy vaqt qanday aniqlanadi?
11- ma’ruza
Qisqa tutashuv o’tkinchi jarayonining istalgan momentidagi vaqti uchun toklarni aniqlash
Reja:
1. Qisqa tutashuv tokining davriy va aperiodik tashkil etuvchilarining qiymatlarini aniqlash.
2. Istalgan vaqt momentidagi qisqa tutashuv tokini tipaviy egri chiziq usuli.
3. Qisqa tutashuv tokining davriy tashkil etuvchisi?
Kommutatsion apparatlarni tanlash uchun vaqt
uchun birinchi navbatda qisqa tutashuv tokining davriy va aperiodik tashkil etuvchilarining qiymatlarini aniqlash kerak.
Aniqlanishi lozim bo’lgan qisqa tutashuv toklarining hisoblanadigan vaqti formula orqali aniqlanadi.
Bunda: – o’chirgichning o’z vaqti. Hozirgi o’chirgichlar uchun 0,2 s dan oshmaydi.
Qisqa tutashuv tokining aperiodik tashkil etuvchisi (3.5) ga muvofiq quyidagiga teng:
(11.1)
Maksimal qiymat sharoitida esa:
(11.2)
Hisoblashlarni tezlashtirish uchun ning mikdorini, va ning ma’lum qiymatlarida, ma’lumotnomada tasvirlangan egri chiziqlardan aniqlash mumkin.
Qisqa tutashuv tokining davriy tashkil etuvchisini 0,5 s moment vaqtigacha aniqlashda qo’llanma ko’rsatmalar tipaviy egri chiziqlar metodini tavsiya etadi.
Bu metod generatordan istalgan vaqt momentida chiqayotgan qisqa tutashuv tokining davriy tashkil etuvchisining ta’sir etuvchi miqdorini turli masofadagi qisqa tutashuvda uning boshlang’ich momentidagi miqdori ga nisbatlarning vaqt bo’yicha o’zgarishi egri chiziqdan foydalanishga asoslangan. Oxirgisi nisbat bilan ifodalangan. Bunda qisqa tutashuv nuqtasi mavjud bo’lgan kuchlanish pog’onasiga to’g’ri keladigan generatorning nominal toki; bu tokni quyidagi formuladan aniqlash mumkin.
(11.3)
Bundagi va – boshlang’ich quvvat miqdori, MVt va generator quvvatining koeffitsienti: nuqtasi mavjud bo’lgan pog’onadagi o’rtacha kuchlanish.
, tipaviy egri chiziqlari
nisbatning turli miqdorlariga qarab keltirilgan. Egri chiziqlarni qurishda chegara uyg’otish kuchlanishi nominal uyg’otishdan turbogeneratorlar va sinxron komentatorlar uchun 2 baravar, gidrogeneratorlar uchun 1,8 baravar ortiq olingan. Uyg’otishni jadallashda generatorlar va sinxron kompensatorlarning uyg’otish chulg’amidagi kuchlanishning ko’paytirish doimiy vaqti nolga teng deb olingan.
Egri chizig’i bundan xoli bo’lib, generatorning uyg’otish chulg’amidagi kuchlanishni ko’paytirish domiy vaqti 0,25 S ga teng deb olingan. Egri chiziqlar quvvati 12 dan 400 MVt gacha bo’lgan turbogeneratorlar uchun, quvvati 500 MVt gacha bo’lgan gidrogeneratorlar va hamma yirik sinxron kompensatorlar uchun to’g’ri keladi. In, on I nisbatan qiymati 1 dan kichik bo’lsa, (uzoqdagi nuqta) deb olish mumkin. Agar hisoblash sxemasi bitta generator (yoki qisqa tutashuv nuqtasiga nisbatan bir xil sharoitlarda joylashgan bir tipdagi bir nechta generatorlar)ga ega bo’lsa, u holda istalgan vaqt momentidagi qisqa tutashuv tokini tipaviy egri chiziq usulidan foydalanib, quyidagi tartibda hisoblash maqsadga muvofiq bo’ladi:
-
Generator (bir necha generatorlar) ning qisqa tutashuv joyidagi tokining davriy tashkil etuvchisining boshlang’ich miqdori aniqlanadi va nisbat topiladi. Bir tipdagi bir necha generatorlar mavjud bo’lsa, (3.4)dagi Rnom o’rniga hamma generatorlar quvvatlarining yig’indisi qo’yilishi lozim.
-
Aniqlangan nisbat miqdorga to’g’ri keladigan egri chiziq bo’yicha vaqtning kerakli momenti uchun toklar nisbati aniqlanadi.
-
1 va 2 punktlarda aniqlangan va qiymatlarga qarab vaqt momentidagi generator yoki generatorlar gruppasining qisqa tutashuv tokining davriy tashkil etuvchisining ta’sir etuvchi miqdori aniqlanadi.
Tipaviy egri chiziq metodlaridan qisqa tutashuv nuqtasi generatorlar (sinxron kompensatorlar) chiqqichlarida yoki ulardan uncha uzoq bo’lmagan, masalan, energosistema bilan elektr stantsiyaning bog’lovchi transformatorlaridan keyin bo’lganda foydalanish maqsadga muvofiq. Qisqa tutashuv nuqtasidan katta uzoqlikdagi hamma generatorlar (sinxron kompensatorlar) hamda energosistemaning qolgan qismini bitta manbaga almashtirib, uning shinalaridagi kuchlanish amplitudasi bo’yicha o’zgarmas deb hisoblansin. Agar bunday manba («sistema») qisqa tutashuv nuqtasi bilan bevosita bog’langan bo’lsa, ya’ni qisqa tutashuv joyiga yaqin joylashgan generatorlardan hosil bo’lsa, u holda uch fazali qisqa tutashuvda energosistema tokining davriy tashkil etuvchisining ta’sir etuvchi miqdorini vaqtning istalgan momentida deb hisoblash mumkin. Generatorlar va sistema qisqa tutashuv nuqtasi bilan umumiy qarshilik
orqali bog’langan bo’lsa, tipaviy egri chiziqlar hamda
egri chiziqlaridan birgalikda foydalanib, vaqtning istalgan momenti uchun qisqa tutashuv tokidagi joyning davriy tashkil etuvchisini aniqlash mumkin, bunda joyidagi tokning davriy tashkil etuvchisining boshlang’ich miqdori (generator bilan sistema qiymatlarining yig’indisi).
egri chiziqlar bo’lganda keltirilgan. Ular nisbatining turli qiymatlari uchun ko’rilgan. Ko’rilayotgan hollarda qisqa tutashuv tokining davriy tashkil etuvchisini vaqtning istalgan momentida hisoblashni quyidagi tartibda olib borish maqsadga muvofiqdir:
-
Toklarning davriy tashkil etuvchisining boshlang’ich miqdorini aniqlash uchun almashtirish sxemasi tuzilsin va uni o’zgartirish yo’li bilan generatorlar (sinxron kompensatorlar) shaxobchalarining qarshiliklarining yig’indisi va baza nuqta M ga bo’lgan sistemaning qarshiligi shuningdek, umumiy qarshilikni aniqlash lozim.
-
Qisqa tutashuv joyidagi toklarning davriy tashkil etuvchilarining boshlang’ich qiymatlari: ning yig’indisi va generator shaxobchasining qiymati aniqlansin, hamda u orqali formuladan foydalanib nisbatlarni topish lozim.
-
egri chiziq orqali, 2-punktda aniqlangan ning tegishli qiymati bo’yichi vaqtning va shu nisbat orqali aniqlangan nisbatlar to’g’ri keladigan egri chiziqdan foydalanib, qiymati aniqlansin.
Tayanch iboralar:
Davriy va aperiodik tashkil etuvchilar, egri chiziqlar, sistemaning qarshiligi.
Nazorat savollari
-
Qisqa tutashuv tokining aperiodik tashkil etuvchilarining qiymatlari qanday aniqlanadi?
-
Qisqa tutashuv tokining davriy tashkil etuvchilarining qiymatlarini aniqlash?
-
Qisqa tutashuv toklarini hisoblash taritiblarini sanab o’ting.
12-ma’ruza
Nossimmetrik qisqa tutashuvlar
Reja:
1. Nosimmetrik qisqa tutashuv toklarini hisoblash qoidalari.
2. Almashtirish sxemasini tuzish qoidaliri.
3. Qisqa tutashuv tokining davriy tashkil etuvchisi?
Umumiy qoidalar: Uch fazali tarmoqlarda quyidagi ko’rinishdagi nosimetrik qisqa tutashuv paydo bo’lishi mumkin: ikki fazali,
bir fazali, ikki fazali qisqa tutashuv erga tutashuvi, fazalar orasidagi tutashuv bilan bir vaqtda shikastlangan joy yana er bilan ham tutashadi.
Odatda, qisqa tutashuv ko’rinishi qisqa tutashuvning qandaydir parametrlarini belgilaydigan simvol ustida qavs ichida ko’rsatiladi. (masalan, - tegishlicha uch, ikki va bir fazali qisqa tutashuvda tokning davriy tashkil etuvchilari boshlang’ich qiymatlarining belgilari).
Nosimmetrik qisqa tutashuvda shikastlangan fazalardagi toklar shikastlangan fazalardagi tokdan ancha katta bo’lib ayrim hollarda uch fazali qisqa tutashuv tokidan ortiq bo’lishi mumkin. SHu sababli nosimmetrik qisqa tutashuvning parametrlarini hisoblashga ehtiyoj tug’iladi va bu odatda, simmetrik tashkil etuvchilar metodini qo’llash bilan olib boriladi.
Ayrim ketma – ketlikdagi almashtirish sxemalarini tuzish qoidasi:
Almashtirish sxemasi, simmetrik uch fazali qisqa tutashuv uchun qilinganidan, har bir ketma – ketlik uchun alohida faqat bir faza uchun tuziladi.
Ma’lumotnamada misol tariqasida K nuqtadagi bir fazali qisqa tutashuvda hisoblash sxemasi va hamma ketma – ketliklar uchun almashtirish sxemalari keltirilgan.
To’g’ri ketma – ketlik sxemalari uch fazali qisqa tutashuv toklarini hisoblashda tuziladigan almashtirish sxemasidan farq qilmaydi.
(12.1)
To’g’ri ketma – ketlik sxemasi qanday elementlardan tashkil topgan bo’lsa, teskari ketma – ketlik sxemasi ham shulardan iborat, chunki to’g’ri va teskari ketma – ketlik toklarning ikkalasi har bir yo’ldan o’tadi:
(12.2)
Ta’minlash manbalari teskari ketma – ketlikning EYUK lari nolga teng deb olinadi, shuning uchun teskari ketma – ketlik sxemasining boshlanishi bo’lib, hamma generator tarmoqlarining boshlanishlarini birlashtiruvchi nuqta, sxemaning oxiri bo’lib esa, qisqa tutashuvning nosimmetrikligi tufayli hosil bo’lgan teskari ketma – ketlik kuchlanishlari qo’yilgan qisqa tutashuv nuqtasi hisoblanadi.
Nol ketma – ketlik sxemalari to’g’ri va teskari ketma – ketlik sxemalaridan farq qiladi, chunki nol ketma – ketlik teskari uch fazali qisqa tutashuvning toklari oqadigan yo’llardan farq qiladigan boshqa yo’llardan oqadi. Nol ketma – ketlik uchta fazalar orqali oqadi va er, erga tutashtirilgan havo liniyalarining troslari va shu kabilar orqali qaytadi. Nol ketma-ketlik sxemasini tuzatishga kiritishdan oldin avval nol ketma-ketlik tokining mumkin bo’lgan oqish konturlarini aniqlash lozim. SHunday konturlarni tuzish uchun qisqa tutashuv joyi bilan elektr bog’langan zanjirning neytrali erga ulangan neytrallar mavjudligida nol ketma-ketlik toklari ular orasida taqsimlanadi. Nol ketma-ketlik sxemasini tuzish qisqa tutashuv nuqtasidan boshlanadi. Nol ketma-ketlik toklari qaytadigan nol ketma-ketlik sxemasi elementlarining uchlari er potentsialiga ega. SHuning uchun ular nol ketma-ketlik sxemasining boshlanishi hisoblangan umumiy nuqtaga birlashtiriladi va sxemaning oxiri bo’lib qisqa tutashuv nuqtasi hisoblanadi.
Agar neytral qarshilik orqali erga ulangan bo’lsa, u holda uni uch marta kattalashtirib nol almashtirish sxemasiga keltirish kerak. Bunga sabab shuki, nol ketma – ketlik sxemasi bir faza uchun tuziladi, neytraldagi qarshilik orqali esa hamma uchala fazalarni nol ketma – ketlik o’tadi. Bu qarshilikdagi kuchlanishning pasayishini hisobga olish uchun uni uch marta kattalashtirish lozim.
Agar aylanuvchi mashinalar uchun deb olinsa, u holda bo’ladi.
Ayrim kattalashtirish sxemalarining yakunlovchi qarshiliklari almashtirish sxemasini o’zgartirish bilan sodda ko’rinishga keltirib, xuddi uch fazali qisqa tutashuvni hisoblash singari aniqlanadi.
Qisqa tutashuv toklari uchun olingan ma’lumotlar maxsus jadvallarga yoziladi. TETS sxemasi uchun qisqa tutashuv toklarining hisoblangan natijalari yozilgan jadvalning mumkin bo’lgan varianti 3.9-jadvalda misolda ko’rsatilgan.
YAkunlovchi jadval qisqa tutashuv toklarining hisoblangan natijalaridan foydalanishni ancha engillashtiradi va olingan natijalarni analiz ishlatish yo’li bilan hisoblashdagi qo’pol xatolarni aniqlash mumkin.
Tayanch iboralar:
TETS, nol ketma – ketlik sxemasi, to’g’ri ketma – ketlik sxemasi, uch fazali tarmoqlar.
Nazorat savollari
-
Uch fazali tarmoqlarda qanday nosimetrik qisqa tutashuv paydo bo’lishi mumkin?
-
Nol ketma – ketlik sxemalari to’g’ri va teskari ketma – ketlik sxemalaridan nima bilan farq qiladi?
-
Agar aylanuvchi mashinalar uchun deb olinsa, u holda nimaga teng bo’ladi?
13-ma’ruza