Электр таъминоти тизими ҳақида янги маълумотлар ва мавзуга оид янгиликлар киритилади

Мундарижа

Кириш

Электр таъминоти тизими ҳақида янги маълумотлар ва мавзуга оид янгиликлар киритилади

Битирув малакавий ишида юқори кучланишли ҳимоя аппаратларини тадқиқ этишда ҳаво линияси ва тортувчи нимстанцияларда қўлланиладиган ўта кучланишдан чекловчи қурилмалар, узгичлар ҳақида батафсил маълумотлар келтирилган ва иқтисодий асослаб берилган.
Битирув малакавий иши асосий қисм, иқтисодий қисм ва меҳнат муҳофазаси қисмларидан иборат бўлиб, унда ҳар бир қисм учун тегишли маълумотларни баён этиш учун 19 та адабиётлардан фойдаланилган.

I. Асосий қисм

1.1. Темир йўл электр таъминоти тизимидаги юқори кучланишли ҳимоя аппаратларининг турлари

Темир йўл электр таъминоти тизимида электр қурилма ва жиҳозларни турли хил ҳалокатли режимлар ва коммутация ўта кучланишларидан ҳимоялаш учун махсус аппаратлардан фойдаланилади.

Юқори кучланишли ҳимоя аппаратларидан бири бу узгичлар бўлиб, улар ишчи ва шикастланиш токларини узиш ва улаш учун хизмат қилади.
Узгичлар қуйидаги асосий қисмлардан иборат.
- корпус ёки бак;
- чиқишлар;
- контактлар системаси;
- ёй сўндириш қурилмаси;
- ёй сўндириш муҳити (ҳаво, мой, элегаз, вакуум);
- узгичнинг юритмаси (қўлда, ҳаволи, соленоидли).
Электр энергетикада узгичларнинг қуйидаги турлари кенг қўлланилади:
1-жадвал

	6 кВ	10 кВ	35 кВ	110 кВ	220 кВ	500 кВ	750 кВ	1150 кВ
1.Мойли бакли узгичлар ¦2.Кам мойли узгичлар 3.Ҳаволи узгичлар 4.Элегазли узгичлар 5.Вакуумли узгичлар 6.Электр магнит узгичлар 7.Юклама узгичлари	- + - - + + +	- + - - + + +	+ - - - + - -	+ + + + + - +	+ - + + - - -	+ - + - - - -	- - + - - - -	- - + - - - -

Юқори кучланиш узгичларига қуйидаги талаблар қўйилади:

- ҳар қандай токларни ишончли узиш;
- узиш вақтининг кичиклиги;
- тез ишловчи автоматик қайта улашни таъминлаш;
- 110 кВ ва ундан юқори кучланиш узгичларини фаза бўйича бошқариш имконияти;
- контактларни кўздан кечириш ва ревизия қилишнинг қулайлиги;
- ёнғин ва портлашга хавфсизлик;
- транспортировка қилиш ва ишлатишнинг қулайлиги.
Ўрнатилишига кўра узгичлар ичкарига ва ташқарига ўрнатиладиган ва комплект тақсимлаш қурилмалари учун ишлаб чиқарилади.
Мойли бакли узгичларда мой ёйни сўндириш ва ток ўтказувчи қисмларни изоляция қилиш учун хизмат қилади. 10 кВ кучланишгача (35 кВ гача бўлган узгичларнинг баъзи турларида ҳам) узгичларнинг барча фазалари битта бакка эга бўлади, каттароқ кучланишларда ҳар бир фаза учун алоҳида бак кўзда тутилган бўлади.

1-расм. Кўп ва кам хажмли мойли узгичлар

Мойли бакли узгичлар ёй сўндириш қурилмаларининг ишлаш принципи бўйича 3 та гуруҳга бўлинади:

1) автопуфлашли - бунда газнинг юқори босими ва катта ҳаракат тезлиги ёйнинг энергияси ёрдамида ҳосил қилинади;
2) мажбурий мойли пуфлашли - бунда контактларнинг ажралиш жойига гидравлик механизм ёрдамида мой ҳайдаб берилади;
3) мойда магнитли сўндириш - бунда ёй магнит майдон таъсирида тор тирқишларга тортилиб сўндирилади.
Бакли узгичларнинг асосий авфзалликлари: конструкцияси содда, юқори узиш қобилиятига эга, ташқарига ўрнатишга яроқли.
Камчиликлари: ёнғин ва портлашга хавфли, мой дражасини доимий назорат қилиб туриш, катта мой заҳирасининг зарурлиги, катта металл сарфи, катта оғирликка эгалиги, ташиш, монтаж қилиш ва созлашнинг ноқулайлиги.
Кам мойли узгичлар ёпиқ ва очиқ тақсимлаш қурилмаларида кенг тарқалган. Мой бу узгичларда асосан ёй сўндириш муҳити сифатида хизмат қилиб, ажратилган контактларни қисман изоляциялаш учун ҳам ишлатилади.
Афзалликлари: мой ҳажмининг камлиги, нисбатан кичик оғирликка эга, турли хил кучланишларга ишлаб чиқариш имконияти борлиги.
Камчликлари: ёнғин ва портлашга хавфлилиги, тез ишловчи автоматик қайта улашни ташкил этиб бўлмаслиги, мойни тез-тез назорат қилиб, уни алмаштириб туриш зарурлиги, нисбатан кичик узиш қобилиятига эгалиги.
Ҳаволи узгичларда ёй сиқилган ҳаво ёрдамида сўндирилади. Ток ўтказувчи қисмларнинг изоляцияси эса фарфор ёки бошқа қаттиқ изоляцияловчи материаллар орқали бажарилади.

2-расм. Ҳаволи узгичларнинг ташқи кўриниши
Афзалликлари: ёнғин ва портлашга хавфсиз, тез ишлаши, юқори узиш қобилиятига эгалиги, тез ишловчи автоматик қайта улашни амалга ошира олиши, ёй сўндирувчи контактларни кам емирилиши, ташқарига ва ичкарига ўрнатишга яроқлилиги.
Камчиликлари: компрессор қурилмасининг зарурлиги, қатор детал ва қисмларнинг тузилишининг мураккаблиги, қимматлиги.
Электр магнит узгичларда ёй магнит майдон таъсирида ёй сўндирувчи камеранинг тирқишларига тортилиб сўндирилади.
Афзалликлари: тўла ёнғин ва портлашга хавфсизлиги, ёй сўндирувчи контактларнинг кам емирилиши, тез-тез улаш ва узиш шароитларида ишлашга яроқлилиги, нисбатан юқори узиш қобилиятига эгалиги.
Камчиликлари: магнит пуфлашли тизимли ёй сўндирувчи камеранинг мураккаб конструкцияси, номинал кучланишнинг юқори қийматини чегараланганлиги.
Вакуум узгичларининг афзалликлари қуйидагилардир: номинал токлар ва қисқа туташув токларини коммутациялашда контактларнинг юқори ишқаланиб емирилишига чидамлиги; электр ёйидан кейинги электр чидамлигини катта тезликда тикланиши; катта агрессив муҳитда ишлаганда ҳам портлаб кетиш ва ўт олиб кетишга ҳавфсизлиги; атроф муҳит ҳарорати катта оралиқда ўзгаришига чидамлиги (-70^оС дан 200^оС гача); электр апаратларда вакуум узгични ҳохлаган ҳолатга ўрнатиш мумкинлик имкони; катта тезликда ишлаши, чунки ҳаракатдаги контактнинг юриш масофаси кичик - бир неча мм эканлиги ва ҳаракатланувчи қисмлар массасининг кичиклиги, ёки ҳаракат инерциясининг кичиклиги; фойдаланишда минимал хизмат кўрсатиш ва фойдаланиш харажатларини камайиши; атроф муҳитни ифлослашнинг умуман йўқлиги ва шовқинсиз ишлаши.
Ўртача кучланишда ишлайдиган вакуум узгичларини ишлаб чиқариш миқдори узгичларнинг умумий сонига нисбатан Японияда 50 60^о/_о ни, Буюк Британияда 30 40^о/_о ни, АҚШда 20 30^о/_о ни ташкил қилиб, тезда ўсиб бориш эҳтимоли катта. Вакуумли коммутацион аппаратнинг бошқалардан фарқи шундаки, вакуумда ёй кичик токларда умуман содир бўлмайди. Бу кичиклик маълум бир чегаравий қийматгача бўлади. У асосан контакт материалига боғлиқ.

3-расм. Вакуумли узгичларнинг ташқи кўриниши

Вакуум узгичи юритгичига қуйидаги шартлар қўйилади: улаш жараёнида ҳаракатланувчи контактнинг ўртача тезлиги v=0.5 1.5 м/с бўлиши; ўчириш жараёнида v = 0.8 3.8 м/с бўлиши;

ўтувчи ток миқдори 40-100 кА бўлганда электродлардаги контакт босими 1000 4000 Н бўлиши талаб қилинади.
Вакуумли узгич КВ-1,14 (контактор)нинг ток ҳимоясида микропроцессор бошқарувли блоки мавжуд бўлиб, ўзгарувчан ток занжирини ўчириб–ёқиш (коммутациялаш)га мўлжалланган. Занжирнинг номинал кучланиш миқдори 1140 В гача бўлиши мумкин. Мазкур улагич темир йўл транспорти ҳамда қувур орқали узатиш транспортидаги гирда оғир шароитда ишлайдиган электр жихозларини бошқаришда қўлланилади. Бундан ташқари электроэнергетика, тоғ рудаси, нефтегаз, металлургия соҳасида қўллаш кўзда тутилган. Микропроцессор бошқарув блоки улагични қисқа туташув токи ва фазалар носимметрияси токидан қўшимча ҳимоялашни таъминлаб беради.
Вакуум узгич ЗАН5 ички қурилмаларда қўлланишга мўлжалланган бўлиб, 20 кА миқдоригача номинал токни узиш имконига эгадир. Электр занжирларида нормал ва авария режимида электр токини узиш учун ишлатилишга мўлжалланган. Мазкур узгич КСО белгили уячалардаги мойли ва оз мойли узгичларни алмаштириш учун ишлаб чиқарилган. Бундан ташқари 2КБЭ-6 белгили юқори кучланишли тармоқлагич шкафларда ва КРУ ҳамда КРУН белгили киритувчи уячаларда ишлатиш мумкин.

4-расм. ВБКЭ-10 узгичининг кўриниши

Вакуум узгич ВБКЭ-10 пружина юритгичлик серияли электр занжирларидаги нормал ва авария режимларида номинал кучланиши 10 кВ частотаси 50 Гц номинал токи 20 кА ва 31,5 кА бўлган уч фазалик ўзгарувчан ток тармоғини коммутациялашга мўлжалланган. Уни ҳаракатланувчи типидаги тармоқловчи қурилма шкафларида ўрнатиш кўзда тутилган.

5-расм. ВВФ-27.5 узгичларининг кўриниши
Ўзгарувчан токли 27,5 кВ тортувчи нимстанцияларга мўлжалланган вакуум узгичи ВВФ-27,5 да КДВ-10-1600-20УХЛ2 вакуум камераси қўлланилади. У икки секцияли изоляцияловчи керамик стакан шаклида бўлиб, металл фланцлар билан кавширлаб герметик уланган.

Темир йўл электр таъминоти тизимидаги юқори кучланишли ўта кучланишдан ҳимоялаш аппаратлари

Электр таъминоти тизимида ўта кучланишнинг юзага келиши

Атмосфера ҳавосининг иқлимий шароитлари таъсирига нисбатан очиқ ва ёпиқ электр узатиш линиялари ЛЭП ишлаб чиқарилган.

Очиқ электр узатиш йўларининг тузилиши жуда содда бўлиб, ҳавода тортилган электр узатувчи симлар ва уларни ушлаб турувчи тарелкасимон изолятор гирляндалари осилган таянчлардан тузилган.
Ёпиқ электр узатиш йўллари ерланган металл қувури ичида юқори кучланишли токни ўтказувчи изоляцияланган марказий толали ёки 2, 3. 4 толаларга эга қурилма шаклида бажарилади. Амалда кенг тарқалган ва 6 кВ дан 1 МВ гача кучланишга мўлжалланган ёпиқ узатиш йўларининг қуйидаги турлари мавжуд: қоғоз-мой изоляцияли электр кабеллар; полимер, кўпинча полиэтилен, изоляцияли кабеллар; қисилган газ, кўпинча азот 95% билан элегаз SF₆ 5% аралашма газ, изоляцияли кабеллар; криоген, яъни суюлтирилган ҳаво ҳароратида ишлайдиган, кабеллар; ўта ўтказгичли кабеллар. Ёпиқ электр узатиш йўларига яна қуйидаги тажрибада синалаётган ички томирсиз кабел турлари ҳам киради: ўта юқори частотали СВЧ электромагнит тўлқин йўналтирувчи қувур (волновод) лар ҳамда вакуумланган қувур ва электрон нурдан тузилган электр узатиш йўлари. Ўта аниқ йўналтирилган когерент ёруғлик нури-лазерли қувурсиз энергия узатиш йўллари ҳам ишлаб чиқилган, Космик фазо ва махсус электрофизик қурилмаларда электрон нурли, тезлатилган зарядли ёки зарядсиз атом, молекула, кластер оқимли энергия узатиш йўллари қўлланиши ҳам мумкин. Денгиз ва дарё сув хавзаларида гидроакустик, яъни ультра товушли, энергия узатиш йўлларидан фойдаланилади.
Электр узатиш йўларининг кучланишни кўтарилиб бориши узатилувчи қувват, ФИК ва иқтисодий самарадорликни оширишнинг асосий омилидир.
Маълумки, ҳаво электр узатиш йўларида яшин таъсирида жуда хавфли ўта кучланишлар пайдо бўлади. Электр узатиш йўларида коммутациявий ўта кучланишлар йўлларни манбаъга узиб-улаш сабабли ҳосил бўлса, резонанс натижасида ҳам юзага келади. Коммутация ўта кучланишлари ичида энг ҳавфлиси авариявий узишдан кейинги автоматик қайта улаш АПВ режимида пайдо бўлади. Одатда электр узатиш йўлари манбага бир томонлама уланади. Бундай ҳолатда 10 км ёки 100 км узунликка эга электр узатиш йўлари учун ўта кучланиш миқдорининг каттароғи манбага уланган томондан эмас, аксинча қарама-қарши томондан пайдо бўлади. Коммутация ўта кучланишлари электр узатиш йўларини турғун биринчи ҳолатдан тебранма иккинчи ҳолатга ўтиш жараёни бўлиб, йўл бўйлаб тарқоқ сиғим ва тарқоқ индуктивликларнинг зарядланиши, разрядланиши ёки қайта зарядланиши билан бевосита боғлиқдир. Агар 6 220 кВ электр узатиш йўларида коммутация ўта кучланиши К₀=2 3 карраликка етса, 500 кВ узатиш йўларида К₀=1,95 га боради. Коммутация ўта кучланишини чеклаш жиҳозлари: реакторлар, разрядниклар, шунтли қаршиликка эга узгиш йўллари ва бошқалардир.