Электрмен қамтаманың сипаттамалары

Электрмен қамтамасыз ету – тұтынушыларды электр энергиясымен қаматамасыз ету.

Электр қондырғысы дегеніміз–электр энергиясын өндіру, түрлендіру, трансформациялау, тарату үшін арналған және оны энергияның басқа түріне түрлендіретін, машиналар, аппараттар, сымдар және көмекші қондырғылардың жиынтығын айтамыз.

Электр энергиясын тұтынушы дегеніміз–белгілі бір аймақта орналасқан және технологиялық процесспен біріктірілген, электрқабылдағыш немесе электрқабылдағыштар тобы. Электр энергиясын қабылдағыш – электр энергиясын, энергияның басқа түріне түрлендіретуге арналған аппарат.

1-кестеде қоректі тұтынушылар тізімі көрсетілген. А,В,С топтары сенімділікке сұраныстың төмендеуіне қарай орналасқан.

1-кесте

А,В,С топтарының электрмен қамтамасыз ету сұлбалары айтылған топтардың электрмен қамтамасыз етуге деген сенімділік дәрежесімен анықталады. А тобының электрмен қамтамасыз етілуіне сенімділіктің 1-ші категориясын қажет етеді және оны электрмен қамтамасыз ету, өзара қорек көздерін байланыстыратын, үш тәуелсіз қорек көзімен қамтамасыз етілуі тиіс. Сонымен қатар, қосымша қорек көзіне ауысатын кезде электрмен қамтамасыз етудің қысқа уақыттық үзулеріне кедергі келтуіне қарсы қосымша шаралар қабылдануы тиіс. В тобын электрмен қамтамасыз ету екі қорек көзінен орындалады, бірақ қосымша қорек көзіне ауысу кезіндегі үзуді болдырмау шараларын қолданудың қажеті жоқ. С тобын электрмен қамтамасыз ету 2 тәуелсіз қорек көзімен қамтамасыз еткен жөн, бірақ та бір көзге қосса да болады. Үшінші тәуелсіз қорек көзі ретінде жергілікті электрстанциялар, энергожүйелердің электрстанциялары ( генераторлы кернеудің шиналары), арнайы агрегаттар-үздіксіз қорек көздері, аккумуляторлық батареяларды қолдануға болады. Төменде қарастырылатын топтарда дизель-генераторлық құрылғы (ДГҚ) және үздіксіз қорек көздері (ҮҚК) үшінші қорек көзі болып табылады. Барлық тұтынушылар бір ғимаратта орналасқан, А тобы тәуелсіз қорек көздері санына сенімділік деңгейімен анықталады. Бұл А тобының электрмен қамтамасыз етілуі 2 сыртқы тәуелсіз қорек көздеріне (ДГҚ және ҮҚК-нен басқа) қосылғанда, С тобының электрмен қамтамасыз етілуі де сол 2 қорек көзіне байланысты, ал В тобының электрмен қамтамасыз етілуі 3 тәуелсіз қорек көзінен болады.

Энергожүйенің объектісі ретінде қосымша қорек көздерін таңдау кезңнде және автоматика энергожүйесінің электрлік бөлігіндегі уақытша кернеу көзі азайып немесе тіпті жоғалып кету мүмкіншілігіне қарау керек. ДГҚ-ны қолдану осы сәттерді қадағалауға мүмкіндік береді.

1-суретте жоғарыда айтылғандарға мысал келтірілген. 2 кіріс көздерін негізгі электрмен қамтамасыз ету қосымша автоматты қосу құрылғысы арқылы іске асырылады. ДГҚ электрмен қамтамасыз етудің қалалық құрылымын жағдайында өрт қауіпсіздік, табиғатты қорғау және санитарлы норма шарттарына байланысты орындалмауы мүмкін. Мұндай жағдайда электрмен қамтамасыз ету негізгі 2 электрмен қамтамасыз ету көздері арқылы, мысалы қаланың электр желілері және ҮҚК –ны қолдану , іске асырылады. Қалалық электр желісі 2 көзінен ДГҚ-ны орнату қажеттілігі, ғимаратты жобалауға байланысты қолданғанда қарастырылады.

Техникалық шарттарды және энергожүйенің электр желісіне қосылу, орнатылған және тұтынушының бір уақыттағы қуаты және электрмен қамтамасыз етудің сенімділік мәндерін анықтайды. Электрмен қамтамасыз ету автономды көздердің орнату жобалары бойынша орындалады.

2. Электрмен қамтамасыз етудің сапасы

Электрмен қамтамасыз ету сапамен және сенімділікпен сипатталады. Электрмен қамтамасыз етудің сапасы электр қабылдағыштардың қасиеттерімен тығыз байланысты және ол электрмен қамтамасыз ету жұмысының сенімділігін арттырады. Электрмен қамтамасыз етудің сапасы ең алдымен электр энергиясының сапасына қатысты (ЭС). Ол қоректенетін кернеу формасының бұрмалануы және бұзылуымен сипатталады. Бұл қателіктер энергожүйелерден келеді – мысалы, электр желісі аудандарының коммутациясымен шақырылатын, найзағайлық импульс, коммутациялық кернеудің жоғары болуы, қосымша автоматты ауыстыру құрылғысының жұмысы кезіндегі және тұтынушылардың басқа қорек көздеріне ауысу кезінде. Электр қабылдағыштардың өздері электр желісіне бұрмалануды алып келуі мүмкін. Мұндай қасиеттерге тез айнымалы және сызықты емес жүктеме сипаттамалы электрқабылдағыштар ие: әртүрлі түрлендіргіштер, өнеркәсіп тұтынушылар, электрлік транспорт және т.б. Электрқабылдағыштардың мұндай қасиеттері электромагнитті сәйкестілікке қатысты — берілген электромагнитті жағдайда берілген сапамен техникалық құралдардың қызмет ету мүмкіндіктері және басқа техникалық амалдардың рұқсат етілмеген электромагнитті бөгеуліктерді тудырмауы мүмкін.

Электр энергиясының сапасы электрқабылдағыштың тиімділігін және жұмыс істеу қабілетіне әсері мол. Инфокоммуникационды жүйелерде қолданылатын ЭС-ті кондуктивті бөгеулердің қондырғыға әсері ретінде қатастырылады. Бұл жағдайда бөгеуліктерге дәрежесі стандарт бойынша орнатылған нормалардан аспайды, ал қондырғы дұрыс жұмыс істейді және инфокоммуникационды жүйелерде бұзылулар (тоқтау, тиімділіктің төмендеуі) болмайды.

Жалпы міндетті электрмен қамтамасыз ету жүйесі — әртүрлі тұтынушыларды электр энергиясымен қамтамасыз етуге арналған, электр қондырғылары мен электр қондырғылар жиынтығы. Нүктелердегі 50 Гц жиілікті бірфазалы және үшфазалы айнымалы ток жалпы міндетті электрмен қамтама жүйесі, электр желісіндегі электр энергиясының сапа нормалары мен көрсеткіштері стандартты болады.

ЭС нормалары – берілген стандарт бойынша орнатылатын электр энергия сапасының көрсеткіштері, жалпы міндетті жалпы міндетті электрмен қамтама жүйелеріндегі кондуктивті электромагнитті бөгеуліктеріне электромагнитті сәйкестік дәрежесі мен шектелінеді. Осы нормаларды сақтау жалпы міндетті электрмен қамтама жүйесімен электр энергиясының тұтынушының электрлік желілерін, сәйкестігі қаматамасыз етіледі және қондырғы жұмысында бұзулармен тоқтап қалулар болмайды.

Бұл нормалар ЭС-мен қамтамасыз етудің техникалық шараларын таңдау үшін керек электрмен қамтама жүйелерін жобалау кезінде қолданылады.

Электр энергиясын тұтынушылардың өз меншігіндегі электр желілеріндегі электр энергиясының сапасы, сала стандартты және басқа нормативті құжаттармен бекітілген. Сала стандарттары болмаған жағдайда электр энергиясын тұтынушыларға жалпыға бірдей стандарт қолданылады.

Электр энергиясы сапасының негізгі көрсеткіштеріне келесі параметрлер жатады.

1. Кернеудің ауытқуы

Кернеудің ауытқуы орнатылған кернеудің ауытқу көрсеткішімен сипатталады. Оның норма бойынша рұқсат етілген және шекті рұқсат етілген кернеуі анықталған. Олар 5 немесе 10% электр желісінен номиналды кернеуіне байланысты болады.

2. Кернеудің таралуы

Кернеудің таралуы келесі өлшемдермен сипатталады:

• кернеудің өзгеру мүмкіншілігімен ;
• фликкер мөлшерімен — адамның берілген уақыт аралығындағы фликкерді қабылдау өлшемі. Фликкер – кернеудің таралуына байланысты туындаған, жасанды жарық берудің жарық ағынының таралуын адамның қабылдауы.

Кернеу өзгеруінің шекті рұқсат етілген мәні жиіліктің қайталануына күрделі функционалды түрде тәуелді.Инфокоммуникационды жүйелер үшін кернеудің таралуы маңызды, себебі дәл солар қондырғыға әсер етеді. Фликкер мөлшері кернеудің таралуына тәуелсіз айнымалы шама. Орнықталған кернеудің ауытқуы және кернеудің өзгеруінің мүмкін болатын шекті мәні, электр желісіне қосылған нүктедегі кернеулер 0.38 кВ номиналдан кернеуден 10%-ке тең.

3. Бейсинусоидалы кернеу

Бейсинусоидалы кернеу келесі көрсеткіштермен сипатталады:

• кернеудің бейсинусоидалық қисық, бұрмалану коэффициенті;
• кернеуді құратын гармоникалық коэффициент.

Норма бойынша және шекті рұқсат етілген кернеудің бейсинусоидалық қисығының тозу коэффициентінің мәні 0.38 кВ номиналды кернеулі электр желілеріне ортақ қосылу нүктелеріндегі кернеу 8%-тен аспауы тиіс, ал 6..20кВ желілер үшін -5%-тен артық емес.

4. Кернеулердің бейсимметриялығы

Кернеулердің бейсимметриялығы келесі көрсеткіштермен сипатталады:

• кері тізбек бойынша кернеудің бейсимметриялық коэффициенті;
• нольдік тізбек бойынша кернеудің бейсимметриялық коэффициенті.

Бұл көрсеткіштер симметрияның құрамының әдісі бойынша есептелінеді. Электр желілерімен ортақ байланысу нүктелеріндегі шекті рұқсат етілген кері және нольдік кернеулердің бейсимметриялық коэффиценттері сәйкесінше 2 және 4%-ті құрайды.

5. Жиіліктің ауытқуы

Электр желілеріндегі айнымалы токтың кернеу жиілігінің ауытқуы, шекті рұқсат етілген мәні 0.2 және 0.4 Гц көрсеткішімен сипатталады.

6. Кернеудің құлауы

Кернеудің құлауы – кернеудің құлауының ұзақтығымен сипатталады. Оның шекті рұқсат етілген мәні 20 кВ электр желідегі 30 секундтқа тең.

7. Кернеу импульсі

Кернеу импульсі – кернеу импульсінің көрсеткіштерімен сипатталады.

Электрмен қамтамасыз ететін ұйымның 0.38 кВ кабельдегі желілерде пайда болатын, найзағай импульстері үшін кернеу импульсінің мәні 10 және 6 кВ-тан аспайды. Кернеу өзгеруінің шекті рұқсат етілген мәні жиіліктің қайталануына күрделі функционалды түрде тәуелді.Инфокоммуникационды жүйелер үшін кернеудің таралуы маңызды, себебі дәл солар қондырғыға әсер етеді. Фликкер мөлшері кернеудің таралуына тәуелсіз айнымалы шама. Орнықталған кернеудің ауытқуы және кернеудің өзгеруінің мүмкін болатын шекті мәні, электр желісіне қосылған нүктедегі кернеулер 0.38 кВ номиналдан кернеуден 10%-ке тең.

Ақпараттандыру және телекоммуникация құралдарын элктрмен қамтамасыздандырудың ерекшеліктері

А тобының тұтынушыларының мынадай ерекшеліктері бар – басқа электрқабылдағыштармен салыстырғанда олардың электрмен қамтамасыз етілуі, қосымша қорек көзін қосқан уақыттығы қоректің аз уақытқа үзілуінсіз орындалауы қажет. Мұндай электрмен қамтамасыздандыру – үздіксіз деп аталады, сонымен қатар “синусойданың үзілуінсіз” деген терминді де кейде кездестіруге болады.

А тобының өзінде электрқабылдағыштардың электр тұтынуы бірдей емес. Екілік қорек көздерінің схемотехникасы (қорек блоктары) жағынан қарағанда А тобының электрқабылдағыштарының бірнеше ерекшеліктері бар. Жиілікті түрлендіргіші жоқ “трансформатор – түзеткіш – сүзгі — стабилизатор” сұлбасы бойынша орындалған, электрқабылдағыштардың кейбір бөліктері қорек блогымен жабдықталған (2-сурет, а ). Бұл сұлба трансформатордың бірінші шетіндегі энергияны түрлендіргіштің болмаған жағдайына сәйкес келеді. Трансформатордың екінші бөлігі импульсті қорек блогына ие. Онда массогабаритті көрсеткішті төмендету үшін трансформатордың біріншілік кернеуі жағындағы жиілікті түрлендіру қолданылады (2- сурет, б ). Бұл жүктеменің пайдаланатын тогының сипаттамасын анықтайды. Қазіргі уақытта бұл қорек блоктары кеңінен қолданылады.

 Қоректендіру блоктарының сұлбасы:

а) жиіліктің түрлендірілуінсіз; б) импульсті

А тобының электрқабылдағыштарының негізгі бөлігін импульсті қорек блоктармен жабдықталған ақпараттандыру және телекоммуникациялық құралдар құрайды. 3- суретте импульсті қорек блогының тогы мен қуатының диаграммасы көрсетілген.

Диаграммаға қарасақ, энергия импульсті түрде әр 10 мс сайын немесе секундына 100 рет қолданылады. Электр энергиясы желіден алынбайтын, ал электронды құрылғы (компьютер, маршрутизатор және т.б.) энергияны қорек

блогының құрамындағы конденсатордан алатын кездерде импульстердің уақыт аралықтары болады. Осы қосымша энергияның көмегімен қорек блогы қондырғының немесе аппаратураның жұмысын қамтамасыздандырудың 50 мс уақытқа үзілуі кезінде  де қолдай алады. Бұдан мыныдай қорытынды жасауға болады: “синусойданың үзілуінсіз” электрмен қамтамасыздандыруға сұраныс шартты сипатқа ие және оның қосымша қорек көзіне ауысу уақыты 50 мс –тен аспауы қажет. Жиіліктің түрлендірілуінсіз қорек блоктарымен жабдықталған компьютерлік және телекоммуникационды желілердің техникалық құрылғылары бар, мысалы желілік адаптерлер, протоколдар конверторы және т.б. , олар энергияны импульстар түрінде тұтынбайды.

Мұндай құрылғылардың “бейсинусойдалық үзусіз ” қорекке сұранысы жоғары, өйткені қорек блогы құрамындағы конденсатор тегістегіш сүзгінің міндетін атқарады. Ақпараттандыру және телекоммуникационды желілердің жұмыс істеу мүмкіншілігі бардық құрылғылар жиынтығының жұмыс істеу мүмкіншіліктерімен анықталады. “Бейсинусойдалық үзусіз” қоркке сұраныс ақпаратты және телекоммуникационды жүйелерді электрмен қамтамасыздандыруда маңызды. Импульсті қорек көздері бар құрылғылардың 50 мс үзіліс кезінде қосымша қорек көзіне ауысуды арзан және қарапайым off – line типті ҮҚК –де сәйкес электрқабылдағыштарды қосымша қорек көзінде қолдануға болады.

Электрмен қамтамасыздандыру жүйесі – тұтынушыларды электрмен қамтамасыздандыруға арналған электр құрылғыларының жиынтығын айтады. А, В және С топтарын электрмен қамтамасыздандыру олардың әрқайсысына әдейі арнап жасалынған электрқондырғыларыдың көмегімен жүзеге асырылады.

А тобының электр қабылдағыштары қоректі үздіксіз электрмен қамтамасыздандыру (қоректендіру) жүйесінен — ҮЭҚЖ (ҮЭҚЖ) – ден алады.

Электрмен үздіксіз қамтамасыздандыру жүйесі деп — сыртқы электрмен қоректендіру көздері ауытқыған кезде қабылдағышты электрмен үздіксіз қоректендіру көздерінің аккумуляторында жиналған энергиямен қамтамасыздандыратын электр құрылғысын айтады. Бұл үрдіс сыртқы электрмен қамтамасыздандыру қалпына келтірілгенше немесе кепілдендірілген электрмен қамтамасыздандыру жүйесінің қосымша көздері қосылғанша жүреді. Ол қалыпты режимде электр қабылдағыштарды КЭ – мен қамтамасыздандырады және келесідей функцифналдық мүмкіндіктерге ие:

• “Синусойданың үзілуінсіз” электрмен қамтамасыздандыру;
• ақпараттық және телекоммуникациялық жүйелерде ақпарат шығынынсыз және қондырғылардың зақымдануынсыз үрдістердің дұрыс аяқталуы үшін қажет автономды жұмыс уақытының болуы;
• электр энергиясының сапа көрсеткіштерін қажетсінетін электрмен қамтамасыздандыруды тудырады;
• қондырғылардың электромагниттік үйлесімділікті қамтамасыздандырады.

ҮЭҚЖ келесідей компоненттерден тұрады:

• үздіксіз қоректендіру көздерінен;
• ҮЭҚЖ – ның басты үлестіру щиттерінен;
• Үлестіру щиттерден;
• Топтық желіден.

В тобының электр қабылдағыштары электрмен қамтамасыздандыру жүйесінің құрамында мынадай түрде ерекшелінеді – қорек негізгі электр көздерінен қамтамасыздандырылмаған жағдайда қоректі автономды көздерден – дизель – электр станциялардан (ДЭС) алу мүмкіндігі. ҮҚК – мен салыстырғанда ДЭС қалыпты режимде өшірулі болады, және В тобының тұтынушылары С тобының тұтынушыларымен қатар негізгі көздерден қоректенеді. ДЭС дизель – генераторлық қондырғылар (ДГҚ) негізінде жасалады. Жалпы жағдайда ДЭС құрамына түрлі қуатты бірнеше ДГҚ кіруі мүмкін.

Кепілдендірілген электрмен қамтамасыздандыру жүйесі (КЭЖ) деп – негізгі қорек көздерінің ауытқулары кезінде тұтынушыларды қосымша ДЭС – тен электрмен қамтамасыздандыруды тудыратын электр қондырғысын айтады.

КЭЖ келесідей компоненттерден тұрады:

• Дизель – генераторлық қондырғылардан;
• Үлестіру щиттерінен ;
• Қорды автоматты түрде қосу (ҚАҚ) қондырғыларынан.

Анықтама бойынша, ортақ электрмен қамтамасыздандыру жүйесі (ОЭЖ) электрмен қамтамасыздандыру мекемелерінің жүйесі болып табылады және түрлі тұтынушыларды электрмен қамтамасыздандыруға арналған.

Бұл жерде “ортақ электрмен қамтамасыздандыру ” термині В және С тобының электр қабылдағыштарын және үздіксіз электрмен қамтамасыздандыру жүйесін электрмен қамтамасыздандыруға арналған тұтынушылар жүйесі ретінде түсіндіріледі.

ОЭЖ келесідей компоненттерден тұрады:

• Қоректенуші жолдан;
• Трансформаторлық станциядан (ТС) және (немесе) кірмелі – үлестірмелі қондырғылардан (КҮҚ);
• Басты үлестірмелі щиттен (БҮЩ);
• Үлестіру желісінен;
• Үлестіру щиттерден;
• Топтық щиттерден;
• Топтық желіден.

Қалыпты режимде ОЭЖ барлық электр қабылдағыштарды сыртқы қорек көздері арқылы электрмен қамтамасыздандырады. Ал басқа режимде оның екі жағдайы болуы мүмкін:

1. Электрмен қамтамасыздандыруда екі тәуелсіз қосымша көздері болған кезде қоректендіру жұмыс істеп қалған көзден жүргізіледі. Егер жүйе екі қорек көздерінен де айырылатын болса, онда С тобының тұтынушылары қоректендіріледі, ал А және В топтарының тұтынушылары қоректі КЭЖ – ден қабылдайды.
2. Егер жүйеде сыртқы электрмен қамтамасыздандырудың тек бір ғана көзі бар болса, сыртқы электрмен қамтамасыздандыруды өшіретін кез – келген бұзылулар С тобының тұтынушыларын қамтамасыздандырады және А мен В топтарының қоректенуін КЭЖ – не ауыстырады.

Әрине, ақпараттық және телекоммуникационды жүйенің электр қабылдағыштарын электрмен қамтамасыздандыру олардың қоректенуші жүйесі – ҮЭҚЖ – мен жүргізіледі. Дегенмен, ҮҚК- нің аккумуляторларының сиымдылығы шектеусіз, және автономды электрмен қамтамасыздандыру уақытын ұлғайту үшін КЭЖ құрамында ДГҚ қолданылады. Негізгі электрмен қамтамасыздандыру көзі ОЭЖ болып табылады.