Ma’ruza 1 Elektr energiya sifatini ko‘rsatuvchi asosiy kattaliklar. Reja

Nazorat savollari:
1. Kuchlanish tebranishini iste’molchilarga ta’siri qanday?
2. Kuchlanish tebranishini qanday uskunalar bilan chegaralash mumkin?
3. Kuchlanishning tebranish miqdori tarmoqning qanday ko‘rsatgichlariga bog‘liq bo‘ladi?


MA’RUZA 9
Rejimni boshqarish tizimining tarkibi. Chastota va aktivquvvatniboshqarish.

1. 
   Reja:
   
1. 
   1. Boshqaruv tizimining tartibi.
   
2. 
   2. CHastota va aktiv quvvatni boshqarish.
   
3. 
   3. CHastotani boshqarish.
   

Energetika tizimining ishlash prinsipi faqat bir necha universal qoidalarni qo‘llash bilan mumkin bo‘lgan uzluksiz boshqaruvni talab qiladi.

Dekompozitsiya prinsipi (qoidasi). Bunda, katta masala shunday tarkibiy qismlarga bo‘linadiki, unda qismlarning echimlarini yig‘indisi umumiy echimga olib kelsin. Dekompozitsiya ikki xilga bo‘linadi: masala turi bo‘yicha va xududiy. Masala turi bo‘yicha dekompozitsiyada turli tartib tarkiblarini alohida boshqarishga olib kelinadi, masalan, me’yoriy holatda chastota f va aktiv quvvat (P)ni; kuchlanish U va reaktiv quvvat Qni alohida boshqarish tizimini yaratish. Bundan tashqari shikastlanishga qarshi boshqarish tizimsi (SHKB) qo‘llaniladi. Bu uchta boshqarish tizimlari birgalikda barcha tartib tarkiblarini umumiy boshqarishni amalga oshiradi.
11.1-rasmdan ko‘rinadiki, axborot energetika tizimidan uchta boshqarish tizimiga beriladi.
Xududiy dekompozitsiyada energetika tizimini xududi regionlarga, yani chegaralangan qismlarga bo‘linadi. Masalan, f va P ni boshqarish, taxminan 10ta katta quvvatli elektrostansiyalarga ega bo‘lgan xududda amalga oshiradi, bu bir necha energetika tizimlarini birlashtirishga to‘g‘ri keladi.

11.1-rasm. Tartiblarni boshqaruv tizimi

Kuchlanish va reaktiv quvvat bilan boshqarishni alohida energetik tizimlar amalga oshiradi.

Ierarxiyali tuzilish. Dekompozitsiya prinsipidan tashqari boshqarish tizimi yaratilayotganda avtomatik qurilmalar va ularning bog‘lanishini ierarxiyali asosida qo‘llaniladi.
Qurilmaning bunday tuzilishi yordamida xududiy boshqarish tizimlari ishini ularning chegaralarida aniqlangan tartib parametrlari asosida muvofiqlashtirish amalga oshiriladi. 11.2-rasmdan ko‘rinadiki II-ierarxiyali darajadagi har bir avtomat I-darajadagi bir necha avtomatlar ishini, III-darajadagi har bir avtomat - II-darajadagi avtomatlar ishini, IV-darajadagi avtomatlar-III-darajadagi avtomatlar ishini muvofiqlashtiradi.
Darajalar

11.2-rasm. Ierorxiyali boshqarishni tuzilishi

I-past ierarxiyali darajada, energetika uskunalari (turbina, generator, transformatorlar) elementlarining ajralmas qismi bo‘lgan avtomatik boshqarish qurilmalari qo‘llaniladi. Bu qurilmalar ishini energetika ob’ektlari (masalan, elektrostansiyalar) doirasida muvofiqlashtirish II-ierarxiyali daraja qurilmalari yordamida amalga oshiriladi, energotizim yoki energobirlashma doirasida esa III-daraja qurilmalari yordamida va xokazo.

Avtomatik boshqaruvni ierarxiyali tuzish ishonchli tizimlarni yaratadi I-darajadagi tizimsining ishonchliligi, odatda boshqarilayotgan uskunalarniig ishonchliligidan kam emas. O‘ta yukori isrorxiyali darajadagi elementlar ishdan chiqqanda, tartib vaqtincha me’yoriydan chetga chiqadi (og‘adi), lekin ishda qolgan qurilmalarning ta’sirida texnik-ruxsat etilgan oraliqda saqlanadi.
CHastotani boshqaruvining birlamchi qurilmasi turbinaning aylanish chastotasini rostlagichi hisoblanadi. Rostlagichni o‘lchov organi (qismi) aylanish chastotasini nazorat qiladi va u o‘zgarganda uning bajaruvchi organi xarakatlanib ish g‘ildiragiga kelayotgan energiya tarqatuvchini o‘zgarishiga ta’sir etib, bug‘ turbinasining rostlanadigan klapanlariga va suv turbinang yo‘naltiruvchi apparatlariga ta’sir kiladi.
11.3-rasmda, I va II yuklamalarni, 1 va 2 turbinalarning aylanish chastotasi rostlagichlarni statik xarakteristkalari ko‘rsatilgan. 1- to‘g‘ri chiziq buyicha ko‘rinib turibdiki, agrigatning aktiv quvvati P₀ dan P₁ gacha o‘zgarganda chastota f₀ dan f₁ ga kamayadi. O‘zgarmas o‘rnatmada xarakteristikalar kiyaligini (1 va 2 to‘g‘ri chiziqlar) ifodalovchi rostlash statizmi 4% ni tashkil qiladi ya’ni aktiv quvvatni nuldan nominal qiymatga o‘zgarganda rostlovchini o‘zgarmas xolatida chastota 4%ga pasayadi. O‘rnatma deganda, xodimlar tomonidan ishlatish sharoitiga bog‘liq holda beriladigan ishlab ketish parametrlari tushuniladi.
CHastota bo‘yicha energetika tizimi tartibi turbinaning rostlash xarakteristikasi bilan yuklamaning statik xarakteristikasining (yuklamalar birikmasi) kesishish nuqtasi rasmda, P₀ quvvat va f₀ chastotasidagi m₁ nuqtada o‘rnatiladi. Qo‘shimcha iste’molchilarni ulanishi va yuklamani P₁ qiymatigacha oshishi, chastotani f₁ gacha pasayishiga (m₂ nuqta) olib keladi. Demak, yuklama o‘zgarganda chastotaning og‘ishi turbina quvvatiga bog‘liq va _Df=f₀-f₁=-sDP ga teng bo‘ladi, bu erda _Df va _DP-chastota va quvvatlarning o‘zgarishi; s-rostlagich statizm koeffitsienti (taxminan 4% ga teng).
Agar o‘rnatilgan chastota nominaldan farq qilsa, unda turbinaning aylanish chastotasini rostlagichi o‘rnatmasini o‘zgartirishga to‘g‘ri keladi. Xarakteristika suriladi (2-tug‘ri chiziq) va yangi tartib, P₁¹ yuklama quvvatiga to‘g‘ri keladigan turbinaning nominal chastotasi va quvvatida m₃ nuqtada o‘rnatiladi.

11.3-rasm. Turbinani aylanish chastotasini rostlagichi va yuklamani turg‘unlik xarakteristikalari.

SHunday qilib, o‘zgarmas chastotada aktiv quvvat balansi ishlab chiqarish va iste’mol qilish quvvatlari tengliggiga olib keladi:

Pg=P_ist, da _Df0
Rostlagich o‘rnatmasiga va rostlash xarateristkalarini surilishiga ta’sir etish, o‘zgarmas chastotada aktiv quvvatni ishlayotgan turbinalar o‘rtasida qaytadan taqsimlash imkonini beradi, buni energetika tizimi tartibini boshqarish jarayonida ishlatishga to‘g‘ri keladi. Bunday ta’sirni yo xodim qo‘l bilan, yo elektr stansiya aktiv quvvatning ikkilamchi avtomatik rostlagichi yordamida amalga oshiradi. Rostlagichning birinchi kirishiga berilgan aktiv quvvat P_ber bo‘yicha xabar keladi, ikkinchiga xaqiqiy quvvatlar P_haq yig‘indisiga mos bo‘lgan xabar keladi. Agar P_ber =P_haq bo‘lsa, rostlagich ishlamaydi. Agar tenglik buzilsa, unda quvvat rostligichi o‘rnatilgan aylanish chastota rostlagichiga ta’sir etib, turbina quvvatini berilganga mos kelmaguncha o‘zgartiradi. SHunday qilib, rostlagich ta’siri quyidagi shartni bajarilishiga olib kelinadi:
P_haq-P_ber=DP_t=0
Aktiv quvvat rostlagichi elektrostansiyaning barcha turbinalarining aylanish chastota rostlagichlari ishini har turbinaning qatnashish ulushini (xissasini) beradigan taqsimlash qurilmasi yordamida amalga oshirilishi mumkin. Bir vaqtning o‘zida bu rostlagich chastota parametrlari va bug‘ bosimini agar ular normal qiymatlardan ancha og‘ganda, ko‘rsatilgan parametrlarga bog‘liq holda o‘zgarishini talab qiladigan avariya tartibini bilish kerak bo‘lganda, nazorat qiladi. Elektrostansiya rostlagichlariga berilayotgan quvvat xabari III-ierarxiya darajasidan energetika birlashmasi chastotasi va aktiv quvvatini markaziy boshqarish tizimiga keladi.
Birlashmaning ayirboshlash quvvati P_ayr-bu birlashmaning qo‘shni energetika tizimlari bilan bog‘lovchi barcha liniyalardagi quvvat oqimlarining algebraik yig‘indisidir. Bir vaqtning o‘zida, umumiy ayriboshlash oqimi elektr stansiyalar ishlab chiqarayotgan quvvat P_g bilan ko‘rilayotgan birlashma istemol qilayotgan quvvat P_ist ayirmasidir:
P_ayr=P_g-P_ist.
Tizimning o‘lchash organiga nazorat qilinadigan parametr sifatida ayriboshlash quvvati barcha tashqi aloqalar bo‘yicha keladi, u berilgan bilan solishtiriladi. Agar P_ayr=R_ber bo‘lsa, unda boshqarish tizimi ishlamaydi. Boshqarish tizimining ta’siri
DR_ayr+r_iDf=0
shartini bajarilishiga olib kelinadi, bu erda r-energetika birlashma uchun o‘zgarmas koeffitsient.
Ayriboshlash oqimi berilgan qiymatlardan og‘ganida boshqarish tizimi xarakatga keladi va birlashma elektrostsansiyalari berayotgan quvvatni o‘zgartirib, bu og‘ishni yo‘q qiladi. CHastota o‘zgarmaganda Df=0, (9.6.1) ifodadan P_ayr-R_ber=DR_ayr=0 kelib chiqadi.
Ayriboshlash oqimi R_ayr ni aniqlash teleo‘lchov yordamida amalga oshiriladi, uni esa-birlashma elektrostansiyalari berayotgan quvvatni telekanallar orqali o‘zgarishiga ta’sir qilib, boshqarish signallari yordamida rostlanadi. Ayriboshlash oqimini rostlashdagi elektrostansiyalarning qatnashish ulushini (xissasi), elektrstansiyalar tejamliligini va ularning moxirona ishlashlik xususiyatlarini (quvvatni tez o‘zgarishi) xisobga oluvchi markaziy taqsimlagich beradi. Markaziy qurilma sifatida ko‘pincha boshqaruvchi EHM qo‘llaniladi.
Elektrstansiyalar o‘rtasida yuklamalar taqsimlanayotganda, matematik modellar ko‘rinishida EHM xarakat algaritmiga kirishi zarur bo‘lgan omillarni (tejamkorlik, moxirona ishlash va boshqalar) hisobga olish talab etiladi. Bunday boshqarish model bilan boshqarish deyiladi.
Ayirboshlash quvvatining berilayotgan qiymati P_ayr.ber boshqaruvni IV-yuqori ierarxiyali darajasidan kelishi mumkin.
CHastotadan farqli bo‘lgan tizimning turli nuqtalarida kuchlanish har xil va uzatiladigan quvvat R va Q qarshiliklar R va X ga bog‘liq. Ko‘rilayogan tarmoq uchun qiymat X>>R. Uzoq masofaga reaktiv quvvat Q uzatilganda ifodani QX tarkibi kattalashadi. Ushbu xolatda kuchlanish yo‘qotilishi kattalashadi va ayrim hollarda kuchlanish ruxsat etilmagan me’yordan ham pasayadi. Statik muvozanat sharti bo‘yicha kuchlanishni katta og‘ishi mumkin emas. Ular quvvat isrofini oshishiga va elektr energiyadan samarasiz foydalanishga olib keladi. Щuning uchun kuchlanishni bir me’yorda ushlab turishga qat’iy talablar, uni avtomatik rostlash zarurligini keltirib chiqaradi. Elektr tarmog‘ining chegaralangan xududlaridagi kuchlanish, ta’minlash tarmog‘ining ma’lum tugunlarida rostlash bilan ushlab turiladi va bu tugunlar nazorat nuqtalari deb ataladi.
Aktiv quvvatni, elektr tarmoqlari asosiy aktiv quvvat manbai – elektr stansiya generatorlaridan oladi. Aktiv quvvatdan farqli reaktiv quvvat generatorlardan tashqari elektr tarmoqlari podstansiyalariga o‘rnatish mumkin bo‘lgan kompensatsiya qurilmalari – kondensatorlar, sinxron kompensatorlar yoki reaktiv quvvatni statik manbalari yordamida uzatish mumkin. Nominal yuklamada generator kerakli reaktiv quvvatni 60% ni 110 kVdan yuqori kuchlanishli elektr uzatuv liniyalari 20% ni podstansiya yoki iste’molchilar yoniga o‘rnatilgan kompensatsiya qurilmalari 20%ni ishlab chiqaradiyordamida uzatiladi.
Elektr tizimlarida reaktiv quvvatni kompensatsiyalash quyidagi sabablarga asosan katta ahamiyatga ega.

1. 
   Sanoat ishlab chiqarishda aktiv quvvat iste’moliga nisbatan reaktiv quvvat iste’moli oshib bormoqda.
   
2. 
   SHaxar elektr tarmoqlarida maishiy yuklamalarni oshishi bilan reaktiv quvvat iste’molini ko‘payishi.
   
3. 
   Qishloq elektr tarmoqlarida reaktiv quvvat iste’molini oshishi.
   

Reaktiv quvvat muvozanati shartiga asosan reaktiv quvvatni kompensatsiya qilish zarur. Tarmoqda elektr energiya sarfini kamaytirish uchun kompensatsiya qurilmalari o‘rnatiladi. Kuchlanishni rostlash uchun kompensatsiya qurilmalari ishlatiladi.
Liniya va transformatorlar orqali reaktiv quvvat oqimini kamaytirish uchun reaktiv quvvat manbalarini uni iste’moliga yaqin joylashtirish kerak. Bunda uzatayotgan tarmoq elementlari reaktiv quvvatdan engillanib, aktiv quvvat isrofi, kuchlanishni pasayishi kamayadi. Kompensatsiya qurilmasi o‘rnatilgandan so‘ng bo‘ladigan jarayonlar 12.2-rasmda ko‘rsatilgan.

12.2-rasm. Kompensatsiya qurilmasini samaradorligi