ЭЛЕКТР МАШИНАЛАРИ трансформатор. Электр машиналари трансформаторлар
Скачать 4.38 Mb.
|
8.3. Кучланишни тиристорли ва механик ростлаш тизимлари КЮРларнинг фақат механик ростлаш тизимларини ишлатишдаги асосий қийинчиликлар контакторнинг контактлари юк занжирини узгандаги ҳосил бўлган электр ёйи билан боғлиқ. Контактларнинг емирилишга чидамлилигини оширишнинг қуйидаги усуллари мавжуд: ўта чидамли ва узоқ умрли контакт материалларидан фойдаланиш; мойли ёй сўндиргичлар билан бир қаторда, вакуумли ёй сўндиргичлардан фойдаланиб, ёйни магнит майдони ёрдамида сўндириш. Мазкур муаммони ҳал қилишнинг асосий йўлларидан бири ёй сўндиргич хоналарининг ўрнига тиристорларни қўллашдир. Бунда ўзгарувчан токларни коммутациялаш учун икки қарши-параллел уланган тиристорлар жуфтининг симметрик блокидан фойдаланилади. Тиристорли қайта улаш қурилмалари юкни актив чекловчи элементли ва 8.3-расмдаги К2 ва К3 контактрларини тиристор блоклари билан алмаштириб ясалиши мумкин. Тиристорларнинг бундай татбиқ этилиши ташқи занжир таъсирида тиристордаги токнинг қиймати нолдан ўтаётган ондаёқ электр ёйининг тугатилишини таъминлаши натижасида реал самара беради. Ростлаш қадами кучланишининг ва юкланиш токларининг қийматлари нисбатан катта бўлганда тиристорларни кетма-кет (кучланишлар қийматига кўра) ва параллел (юкланиш токи ва тиристорларнинг ишчи токлари қийматларига кўра) уланади, бунда кучланиш ва токларнинг тиристорларда тақсимланиши учун махсус ч оралар кўрилади. Тиристорлардан бирининг шикастланиши натижасида ҳосил бўлувчи қисқа туташув токларидан ҳимояланиш ростлашнинг кичик поғоналарида анча мушкул вазифадир. Махсус чоралар кўрилмаса, бу токлар ростлаш ўрамларини шикастлайдилар. Бу токни камайтириш мақсадида ҳар бир тиристор занжирига кетма-кет ва узоқ ишлаш режимига мўлжалланган токни чекловчи реактор уланиши шарт. Тиристор-контактли схема (8.4-расм) ишлаш принципи шунга асосланганки, аввал бошқариш кучланиши бир жуфт тиристорларга, масалан, Т1 ва Т2 ларга берилади ва улар 1 ростлаш шахобчаси ва У1 сайлагичнинг контактлари орқали юкланиш токини ўтказадилар. Агар Т1 ва Т2 тиристорлардаги бошқариш кучланишини узсак, ўтказувчи ҳолтадаги ушбу тиристорлар берк ҳолатга ўтадилар. Сўнгра кейинги, уланиши керак бўлган 2 шахобчанинг У2 сайлагичи контактига кетма-кет уланган Т3 ва Т4 тиристорларга бошқариш кучланишлари узатилса, Т3 ва Т4 лар очилиб ток иккинчи шахобчадан ўта бошлайди ва У1 ни узиб қуйиш мумкин. Бундай схеманинг камчилиги шундаки, тиристор занжири узилгандан сўнг мазкур тиристор қутбларида тармоқнинг тўла кучланиши тикланади. Айниқса индуктив юкланишда тиристорни ўта кучланишдан ҳимоялаш чоралари кўрилиши керак. Шундай КЮР нинг структура схемаси 8.5-расмда кўрсатилган. Ҳар бир тиристорлар гуруҳи учун бошқариш кучланиши бошқа тиристорлар гуруҳидан олинади. Бошланғич ҳолатда бош контактлар К11 ва К12 билан блок-контакт К2 лар уланган ва бош контактлар К21 ва К22 билан блок-контакт К1 узилган бўлади. Контакт К11 биринчи шахобча тиристорларини шунтласа, иккинчи шахобча тиристорлари тармоқдан контакт К22 билан узилган бўлади. Контактларнинг ишлаш диаграммаси 8.5,б-расмда келтирилган. қайта улаш даври К22 контактнинг уланишидан бошланади, бунинг натижасида Т2 тиристор жуфтида ростлаш кучланишининг қадамига тенг бўлган кучланиш пайдо бўлади ва бу кучланиш биринчи шахобчани бошқариш блоки Б1 га узатилади. Бошқариш блоки Б2 да кучланиш йўк, шунинг учун Т2 тиристорлар жуфти ёпиқ қолаверадилар. Блок-контакт К1 узилган ҳолда кучланиш берилган Б1 блоки Т1 тиристорлар жуфти учун бошқариш кучланишини ҳосил қилади. Кейинчалик К11 контакт узилганда унинг узилиши ёйсиз бўлиб, бунга ягона сабаб, Т1 тиристорнинг очиқлигидир. Ундан сўнг блок-контакт К2 узилади ва блок-контакт К1 уланади. Тиристорлар Т1 дан бошқариш кучланиши узилгандан сўнг ва ўтказувчи шахобча Т1 даги ток нолгача камайгандан сўнг, бу шахобча тиристорларида кучланиш тиклана бошлайди ва Б2 бошқариш блокига келувчи кучланиш оша бошлайди. Натижада Т2 тиристор блоки очилади. Токлар сукути қисқа вақтли бўлиб, схема сиғимларининг йўқлиги сабабли, бундай турдаги схемаларда занжирнинг узилиши сезиларли бўлмайди. Коммутация жараёни тугагандан сўнг тиристор Т2 ни шунтловчи контакт К21 уланади ва контакт К22 узилади. Кейинги босқичдаги қайта уланиш жараёнлари шунга ўхшаш бўлади. Сақлагич С1 ва С2 лар кўп ҳолларда тиристорлар шикастланганда ростлаш ўрамларини ҳимоялаш учун қўлланилади. Сақлагичлар С1 ва С2 лар кўп ҳолларда тиристорлар шикастланганда ростлаш ўрамларини ҳимоялаш учун қўлланилади. Сақлагичлар ишлаб кетса (яъни узилса), трансформатор Тр1 ва Тр2 лардан r1 ва r2 резисторлар орқали ток ўтиб, кучли трансформаторни тармоқдан узувчи хабар автоматик ўчиргич учун ҳосил қилинади. 8.4. Вольт қўшувчи трансформаторли (ВҚТ) тиристор-контактли кучланишни ростлаш тизимлари Ростлаш ўрамларини токсиз қайта улашда айниқса кўп фазали коммутацион тизимларни ҳосил қилишда қўшимча вольтқўшувчи трансформаторларни татбиқ этиш тиристорнинг ишончли (надежность) ишлашини оширади. ВҚТ ли тиристор қайта улаш қурилмалари (ТҚУҚ) корхоналарнинг электр таъминоти кучланиши (610)/0,4 кВ бўлган трансформаторларида эффектив қўлланилмоқда. Ҳозирги замон ВҚТ ли ТҚУҚ ларда кучли трансформаторларнинг бирламчи чулғами кучланишининг вектори билан ТҚУҚ иккиламчи чулғами кучланишининг вектори геометрик қўшиш ёки айириш принципи қўлланилади (8.6-расм). 8.6-расм қурилманинг таркибига кучли трансформатор 15, вольтқўшувчи трансформатор 18, ўн иккита комутацион тиристор КТ1 – КТ12 лар киради. ВҚТ 18 нинг учбурчак уланган иккиламчи чулғами 16 кучли трансформатор 15 нинг юқори кучланишли уч фазали чулғами 13 нейтралига уланган. ВҚТ нинг бирламчи 17 чулғами 19 контактор ва коммутатив тиристорлар (КТ) орқали кучли трансформаторнинг 15 чулғамига уланган, бунда ВҚТ нинг бирламчи чулғами 17 КТ1 - КТ6 ёрдамида икки усулда учбурчак уланиши мумкин: КТ1 - КТ3 ёрдамида «тўғри учбурчак» схемасида ва КТ4 – КТ6 ёрдамида «тескари учбурчак» схемасида. Бунда ВҚТ ли ТҚУҚ беш хил режимда ишлаши мумкин ва бу режимларнинг вектор диаграммалари жадвал 8.1 да келтирилган. «қисқа туташув» режимида КТ1 – КТ6 лар уланади ва ВҚТ нинг бирламчи чулғами қисқа туташади. Натижада у ток трансформатори каби ишлайди ва юкланишдаги кучланишнинг қиймати кучли трансформаторнинг трансформациялаш коэффициенти билан аниқланади. «1-камайтириш» режимида КТ7 – КТ9 ва КТ4 – КТ6 тиристорлар уланиб, кучли трансформаторнинг бирламчи чулғам фаза кучланишлари вектор лари тахминан ВҚТ иккиламчи чулғамлари кучланиши векторининг қисмига камаяди. Бу камайиш эса кучланиш ростланишининг биринчи поғонасига мос келади. «2-камайтириш» режимида КТ7 – КТ9 ва КТ1 – КТ3 тиристорлари уланиб, кучли трансформатор бирламчи чулғамлари фаза кучланишлари вектори ВҚТ нинг иккиламчи чулғами кучланишининг қисмига камаяди ва «қисқа туташув» режимига нисбатан юкланиш кучланиши ростланишининг иккинчи поғонасига мос келади. 8.1-жадвал «1-ошириш» режими бўлиши учун КТ1-КТ3 ва КТ10-КТ12 тиристорлари уланиши керак. Бу ҳолда кучли трансформатор бирламчи чулғами фаза к 8.7-расм. учланишлари вектор лари тахминан ВҚТ иккиламчи чулғамлари кучланиши векторларининг қисмига ошади ва «қисқа туташув» режимидагидан бир поғона юқори ҳисобланади. «2-ошириш» режимида КТ4-КТ6 ва КТ10-КТ12 тиристорлари уланиб кучли трансформатор бирламчи чулғами фаза кучланишларининг векторлари ВҚТ иккиламчи чулғамлари кучланиши векторларининг қисмига ошади ва юкдаги кучланиш икки поғонага ошади. Келтирилган беш поғона кучланиш ростланишининг тавсифлари жадвал 8.1 да берилган. Мазкур ростлаш тизимининг контакт қурилмалари, аввало КТ ларни ҳимоялаш вазифасини бажариб, КТ лар шикастланганда уларни юксизлантириш учун ҳам ишлатилади. КТ лардан бири шикастланганда ҳосил бўлувчи катта токли ўта юкланишлар ток трансформатори 20 орқали ўлчанади (сезилади) ва бошқариш тизими ёрдамида контактор 19 узилиб, ВҚТнинг бирламчи чулғами узилади. Шу ондаёқ ВҚТ иккиламчи чулғамининг «қисқа туташув” режимининг ўрнини босувчи контакторлар 4К1, 2К1 ва 3К1 нинг уланиши содир бўлади, яъни кучли трансформаторнинг иккиламчи кучланиши қиймати унинг трансформациялаш коэффициенти билан аниқланади. ВҚТ ли ТқУқ ларни бир режимдан иккинчи режимга ўтказиши шундай бажариладики, юкланиш токининг қиймати ва характеридан қатъий назар, КТларнинг қатъий ва табиий беркилиши таъминланади. Масалан, «қисқа туташув” режимининг кучланиш поғонасидан “1 орттириш” режимига ўтиш учун учта оралиқ босқичдан ўтиш керак (расм 8.7). Биринчи оралиқ босқичи КТ2 ва КТ4 тиристорларидан бошқариш импульсини узиб, шу КТ лардаги токнинг нолдан ўтаётганда мазкур КТлардаги токнинг сўнишидан бошланади. Сўнгра КТ8 ва КТ10 ларга бошқариш импульси берилади. КТ8 ва КТ10 ларнинг очилиш онлари шундай танланадики, КТ2 ва КТ4 лардан бошқариш импулси узилгандан сўнг тармоқ кучланиши ярим даврига тенг бўлган вақт ўтсин. Бунда кучланиш векторлари диаграмма ўзгармайди, ток векторлари диаграммаси эса шу токлар оқадиган контурларнинг ўзгаришига кўра ўзгаради. Иккинчи оралиқ босқич КТ12 нинг уланиши ва КТ5 билан КТ8 нинг узилишидан сўнг пайдо бўлади. ВҚТ нинг бирламчи чулғами а1 – с1 га кучли трансформаторнинг паст кучланишли чулғамининг кучланиши берилади, в1 фазаси эса юксиз ишлаш режимида бўлади. Учинчи оралиқ босқичи КТ6 дан бошқариш импулси узилиши ва КТ11 нинг уланишидан бошланади. Бу ҳолатда ВҚТ нинг бир фазасига тўла кучланиш уланиб, иккинчи фазасига тўла кучланиши уланган бўлади, учинчи фазаси эса юксиз ишлаш режимида бўлади. Иккинчи ва учинчи оралиқ даврларда ВҚТ носимметрик кучланиш олишига қарамай, ВҚТ нинг чулғамларидан мувозанатловчи ток оқмайди. Бу эса ВҚТ чулғамлари ҳосил қилган контурларидаги кучланишнинг нолга тенглигидан далолат беради. «1 ортиш» режими КТ2 нинг уланиши билан бошланади ва ВҚТ нинг носимметрик кучланиш билан таъминланиши нисбатан тезлик билан симметрик кучланиш билан алмашади. Ҳар бир фанни даврнинг бошланиш они тиристорларни бошқариш схемасининг махсус алгоритми асосида бошқарилиб, ўткинчи токларнинг қийматини минималлаштириш мақсадида уларни қўшимча демиферлаш (камайтириш) реактор 22 лари билан таъминланади. Бундан ташқари, тиристорлар шикастланганда ёки бошқариш схемаси камчиликлари сабабли тиристорлардан оқадиган ўта токларни ҳам чеклашни ҳам реактор 21 бажаради. Мазкур мисол контактли-механик ростлаш схемаларининг ўрнига келаётган тиристорли коммутациялаш схемаларининг юқори ривожланиш йўналишда эканлигидан далолат беради. 8.5. Уч фазали тармоқлар кучланишини автоматик стабиллаш ва симметриялашда қўлланилувчи контактсиз равон ростловчи қўшимча магнитланувчи трансформаторлар Ҳозирги замон контактсиз равон ростловчи трансформаторларнинг чулғамларини қувватли ярим ўтказгичли асбоблар ёрдамида коммутациялаш схемаларининг ривожланиши билан бир қаторда, юқори ишончлилиги (надежность), ишлаб чиқаришдаги паст таннархи ва камюмушлилиги билан ажралиб турувчи магнитланувчи трансформаторлар ҳам электроэнергетикада муҳим ўрин тотмоқда. Бироқ қўшимча магнитланувчи трансформаторларнинг кўп материал исрофлилиги ва энергетик кўрсаткичларининг салбийлиги, уларнинг янада қўлланилиши ва ривожланишига тўсқинлик қилмоқда. Шу билан бирга, қўшимча магнитланувчи трансформаторларнинг кучланиш стабилизаторлари сифатида ишлатилишида ҳозирги пайтгача улар ўринбосарсиз эканлиги ҳам аниқдир. Қўшимча магнитланувчи трансформаторларнинг конструкциялари саноатда кенг қўлланилмоқда: магнитли коммутацияловчи трансформаторлар (МКТ) ва автотрансформаторлар (МКАТ); кучланишни қайта тақсимлаб ростловчи трансформаторлар (КҚРТ) ва автотрансформаторлар (КҚРАТ). Магнитли коммутацияловчи трансформаторлар (МКТ) нинг ҳозирги замон тузилишлари ва ишлаш принципи ораларидаги масофа бирмунча узайтирилган бирламчи ва иккиламчи чулғамларни кесиб ўтувчи магнит оқимнинг ўзгартирилишига асосланган. қўшимча магнитловчи чулғамлар магнит ўзакнинг махсус қисмида бошқарувчи тўсинларда жойлаштирилади. Ўзакнинг бир қисми, аслида, магнит шунт вазифасини бажариб, қўшимча магнитланиш даражаси (қўшимча ўзгармас магнит оқимининг қиймати) ва юкланиш токининг қийматларига кўра асосий магнит майдонини шунтлаш коэффициентини ўзгартиради ва натижада, бирламчи ва иккиламчи чулғамлар орасидаги магнит боғланишни камайтириб ёки кучайтириб туради. Бундай трансформаторларнинг иккиламчи чулғамлари катта қиймати қўшимча тарқоқ индуктивликка эга бўлиб, МКТ ни лойиҳалаш жараёнидан камайтирилиши кўзда тутилади. МКТ турдаги трансформаторларнинг асосий тузилиши расм 8.8 да кўрсатилган. Жуфт гармоникаларнинг ночизиқли таъсирларини камайтириш мақсадида бошқарувчи тўсинлар икки қисмга ажратилган ҳолда ва уларнинг қўшимча магнитлаш чулғамлари улардаги индуктивланаётган асосий (частотали) давр тезликли э.ю.к. ларга нисбатан қарама-қарши уланадилар. Ўзгарувчан ток чулғамлари «юлдуз» усулда уланадилар. Бу ҳолда симметрик юкланишларда ростлагичнинг учларидаги линия кучланишлари таркибидаги учинчи гармоникалар деярли йўқ бўлиб, юқори гармониклар мавжудлиги коэффициенти 3-5 % гача камаяди. МқТ ларнинг равон ростлаш диапазонини кенгайтиришнинг эффектив усулларидан бири уларнинг қўшимча тарқоқ индуктивлигини сиғимли компенсациялашдир. Бунинг учун МКТнинг чулғамларига параллел ёки кетма-кет конденсаторлар уланади. Бундай МКТ ларда равон ростлаш диапазонининг кенгайиши билан бирга, трансформаторнинг қувват коэффициенти ҳам ошади. Бундай турдаги трансформаторлар ва айниқса, автотрансформаторлар ҳар бир ростлаш даражасида уни стабилизациялаш лозим бўлган кўпгина электротехнологик жараёнларда ишлатиладилар. Бундай ҳолларда, трансформаторнинг кучланиши кенг диапазонда қўлда ёки автоматик равишда ростланишидан сўнг, кераклича аниқлик билан кучланишнинг стабилизацияси бажарилади. Кўпинча кучланишнинг равон ростланиши, чулғамларнинг поғонали қайта уланиши (расм 8.8) билан бирга олиб борилади ва иккиламчи кучланишнинг нолга яқин қийматидан бошлаб равон ростлаш имконини беради. Бундай трансформаторлар 25-250 кВА қувватлар оралиғида кўпроқ қўлланилади. МТА автотрансформаторлари эса уларнинг массаси билан савлати нисбатан катталиги ва қувват коэффициенти билан ФИК нинг нисбатан кичиклигига қарамай, стабиллашнинг кучланишнинг қиймати кенг диапазонда ўзгарувчи стабилизатор сифатида рақобатсиздир. II. Кучланишни қайта тақсимлаб ростловчи трансформаторлар (КҚТР) ва автотрансформаторлар (КҚРА). Иккиламчи кучланиш стабилизацияланган Ққийматининг ўзгариши шарт бўлмаса, чулғами автотрансформатор схемасида уланган ва тузилиши расм 8.9. да кўрсатилган кучланишни қайта тақсимлаш равон ростловчи трансформаторлар (КҚРТ) кенг қўлланилади. КҚРТ ларнинг ҳар бирида икки гуруҳдан бирламчи ва иккиламчи чулғамлари мавжуд бўлиб, магнит ўтказгичларининг иккита ярим ўзакларида қўшимча магнитловчи чулғамлар жойлаштирилади ва улар асосий э.ю.к. ларга қарама-қарши уланади. КқРТ ларнинг ишлаш принципини тушуниш магнитловчи тавсифнинг тўғри бурчакли аппроксимацияси (расм 8.10,а даги а чизиғи) ёрдамида амалга ошириш қулайдир. Бундай тавсиф ҳозирги замон КҚРТ лари совуқ жўваланган пўлатларининг қайта магнитланиш жараёнини аниқ кўрсатади. КқРТ ишлашининг асосий хусусияти шундаки, трансформаторнинг ва ярим ўзакларидаги чулғамлар галма-гал олиниб, кучланишни к ва к траснформациялаш коэффициентлари галма-гал ўзгариши натижасида ростлайди (расм 8.10,б). Кучланишнинг бир вақтнинг ўзида ва ярим ўзаклар чулғамлари ёрдамида трансформацияланиш эҳтимоли чекланган, чунки ва чулғамлари магнитловчи токларининг оний қийматлари ҳар хил, чунки ва тенг эмас. Бирорта ярим ўзакнинг тўйинмаган ҳолати учун ва I20 бўлса, иккинчи ярим ўзак албатта тўйинган бўлади ва унга тенгсизлик мос келади. Тўйинган ярим ўзакнинг магнит сингдирувчанлиги жуда кам бўлганлиги сабабли унинг чулғамларидаги кучланиш нолга яқин бўлади, кучланишнинг трансформацияланиши тўйинмаган ярим ўзаклар чулғамлари орқали амалга оширилади. Ярим ўзакларнинг галма-гал тўйиниш жараёни даврий равишда ўзгариб туради. 8.9-расм давоми. Умумий ҳолда, кучланишнинг ярим даврида трансформациялашнинг икки даври (яъни ҳар бир даврда ва чулғамлари орқали галма-гал трансформацияланади) мос келади. Магнитловчи тавсифнинг тўғри бурчакли аппроксимациясига трансформаторнинг к трансформациялаш коэффициентидан к га ўтиши бир онда содир бўлиши мос келади. Аслида эса, магнитловчи тавсифнинг ҳақиқий кўриниши тўғри бурчакли аппроксимациядан фрақланганлиги (расм 8.10, а даги б чизиғи) сабабли к дан к га ўтиши кучланиш ярим даврининг 0,050,01 қисмини ташкил этади. А. Трансформациялашнинг даври. Трансформациялашнинг даврида иккала 1 ва 2 ярим ўзаклар тўйинмаган (расм 8.10,б), ярим ўзакнинг иккитадан ҳеч бўлмаганда бири тўйингандир. Я 8.10-расм. рим ўзак 2 тўйинган бўлса, бошқарув чулғами да индуктивланаётган э.ю.к. нолга тенг бўлади, даги э.ю.к. актив қаршилиги нисбатан кичик бўлган бошқарув занжирида таъсир этади. Шу сабабли, бошқарув чулғами ярим ўзакнинг бирламчи чулғамига нисбатан қисқа туташувга яқин бўлади. Натижада ўзакнинг бирламчи чулғами кучланиши нинг қиймати га нисбатан ҳисобга олинмас даражада кичик бўлади. Агар ўзгарувчан ток чулғамининг актив ва тарқоқ индуктив қаршиликларини ҳисобга олмасак, у ҳолда даври қуйидаги тенгламалар билан таърифланади: (8.1) Ўзак нинг бошқарув чулғамидаги ток нолга тенг, чунки иккала 1 ва 2 ярим ўзаклар тўйинмаган ва бошқарув чулғамидаги кучланиши ва чулғамларида индуктивланган ва қуйидаги тенгламалар билан ифодаланган э.ю.к.лар айирмалари билан тенглашади: (8.2) Ўзак учун магнитловчи токлар тенгламаси қуйидагича кўринишда ёзилади: (8.3) ва ўз навбатида, шуни кўрсатадики, трансформа-циялашнинг даврида тармоқ кучланишининг мусбат ярим даврида бу ўзакнинг ўзгарувчан токли чулғамларининг м.ю.к. лари манфий қийматга эга, шу билан бирга, 2 ярим ўзакдаги магнитловчи чулғам м.ю.к. и билан қўшилади. Шунинг учун 2 ярим ўзак тўйинган ва ундаги магнит оқим тўйиниш оқими ФТ нинг манфий қийматига тенг. Тўйинмаган 1 ярим ўзагида, уч фазали трансформаторлардаги каби, м.ю.к. лар йиғиндиси нолга тенг бўлади: (8.4) ва магнитловчи чулғамга трансформацияланувчи токнинг қий (8.5) Бунда бошқарув чулғамининг занжири учун қуйидаги тенгламалар қониқарли ҳисобланади: (8.6) Кучланишнинг манфий ярим даврида шу жараёнлар қайтарилади ва юқорида кўрилгандан фарқи шундаки, 1 ярим ўзак тўйинади, чунки ундаги ўзгарувчан ток чулғамларининг м.ю.к. лари энди магнитловчи чулғам м.ю.к. лари билан мос бўлади. |