ЭЛЕКТР МАШИНАЛАРИ трансформатор. Электр машиналари трансформаторлар
 Скачать 4.38 Mb.
|
|
10.6. Мойли трансформаторлар совутиш тизимларининг ёрдамчи ускуналари Мойли трансформаторлар совутиш тизимларининг ёрдамчи ускуналари мой ҳолатини назорат қлиш, уни атроф-мухит ҳавоси таъсиридан ҳимоялаш ва трансформаторнинг ички шикастлари натижасида бокнинг парчаланишидан ҳимоялаш учун қўлланилади. Ёрдамчи ускуналар қаторига қуйидаги асосий ускуналар киради: кенгайтиргич, мой сатҳи кўрсаткичи, термометр ёки термометрик хабарловчи (сигнализатор), ҳаво қуритгич, термосифон саралагич (фильтр), газ релеси, чиқарувчи най ва бокнинг арматураси. Кенгайтиргич – трансформатор эксплуатацияси жараёнида ҳар қандай ҳарорат ўзгариши натижасида содир бўлувчи бокдаги мой сатҳининг ўзгаришини компенсациялаш ва бокдаги мойга атроф-мухит ҳавоси таъсир этишидан асраш учун хизмат қилади. қуввати 25 кВт ва кучланиши 5 кВ дан ктата бўлган барча мойли трансформаторларда ўрнатилади. Тузилиши жиҳатидан кенгайтиргич пўлат цилиндрик идиш шаклида бўлиб, горизонтал ҳолатда бок қопқоғи устига ўрнатилади ва у билан най орқали уланади (расм 10.10). Кенгайтиргич ҳажми бокдаги мой ҳажмининг 10 % ини ташкил этади. Кенгайтиргичдан фойдаланиш натижасида мойнинг муддатидан илгари оксидланиши бартараф этилади, чунки, биринчидан, кенгайтиргичдаги мойнинг ҳаво билан туташган юзаси трансформатор бокидагидан анчагина кичикдир, иккинчидан, кенгайтиргичдаги мойнинг ҳарорати, бокнинг юқори сатҳидаги ҳароратдан пастроқ ва учинчидан, кенгайтиргичдаги мойнинг циркуляцияси бўлмаганлиги сабабли, унга атроф-мухитдан тушадиган сув ва ундаги оксидланиш маҳсулотлари кенгайтиргич тубига йиғилади ва трансформатор бокига тушмайди. Мой сатҳи кўрсаткичи трансформатордаги мойнинг сатҳини назорат қилиш учун қўлланилади ва кенгайтиргичнинг Қ.К. томонидаги ёнига, кенгайтиргичсиз трансформаторларда эса – бок деворининг юқори қисмида ўрнатилади. Кенгайтиргичда ёки бевосита мой кўрсаткичда учта назорат чизиғи кўрсатилиб, улардан ҳар бири трансформатор ишлаётгандаги атроф-мухит ҳарорати -45 оС, +15 ва +40 оС (расм 10) бўлгандаги мойнинг сатҳини кўрсатади. Термометр бокдаги мойнинг юқори қисмларидаги ҳароратни ўлчаш учун мўлжалланган бўлиб, унинг қопқоғида ўрнатилади. қуввати 630 кВА гача бўлган трансформаторларда 0 дан 15 оС гача даражаланган шкалали симоб шиша термометри ўрнатилади. Нормал ишланган 1000 кВА ва ундан каттароқ бўлган трансформаторларда, шунингдек, қуввати 160 кВА ва ундан катта бўлган герметик траснформаторларда ҳароратни назоратлаш мақсадида бокнинг деворига термометрик хабарловчи (сигнализатор) ўрнатилади (расм 10.11). Совутиш турлари МТ, МЦ, МЙЦ, ММЦ, ММЙЦ, ММС ва ММСЦ бўлган трансформаторларда иккитадан термохабарловчи ўрнатилади. Улардан бири мой ҳароратини ўлчаса, иккинчиси насослар ва шамолпарракларни автоматик бошқариш учун қўлланилади. Ҳаво қуриткич – трансформатор ҳарорати ўзгаришидан унинг сатҳи тебраниши натижасида бокка кираётган ҳавони намлик ва ифлосланишдан тозалаш учун қўлланилади. қуввати 630 кВА гача бўлган трансформаторларда ҳаво қуритгич кенгайтиргич (расм 7.10) билан бирга бўлади. қуввати 1000 кВА ва ундан катта бўлган трансформаторларда кенгайтиргичнинг устига ўрнатилган мойли тўсиқли метал цилиндр (расм 7.8 ва 7.11) бўлиб, унинг ичига силикагель тўлдирилади. Кенгайтиргичдаги мой сатҳи пасайганда, трансформатор сўраётган ҳаво силикагель қатламларидан ўтиб қуритади (намдан тозалайди). Кенгайтиргичда мойнинг сатҳи кўтарилганда ортиқча ҳаво юқорида келтирилган йўналишга тескари ўтади. Кучланиши 220 кВ ва ундан ортиқ бўлган трансформаторларда мойни оксидланишдан пухтароқ ҳимоялаш учун азотли ҳимоядан фойдаланилади. Бунда кенгайтиргичдаги мойдан қолган фазога азот тўлдирилади, кенгайтиргич эса, ёки герметик беркитилади, ёки эластик парда билан беркитилади. Термосифон саралагич қуввати 1000 кВА ва ундан катта трансформаторларда ўрнатилиб, мойни узлуксиз автоматик тиклайди. 1985 й. гача термосифон саралагич қуввати 160 кВА ва ундан юқори бўлган трансформаторларга ўрнатилар эди. Термосифон саралагичларнинг қўлланилаётган турлари расм 7.12 да келтирилган. Термосифон саралагич ЙҒЙС навли (йирик ғовакли йирик силикагель) силикагель билан тўлдирилади. У мойдан нам, мой ва трансформатор қаттиқ изоляциясининг эскириши натижасида ҳосил бўлувчи тошқол, кислота ва пероксид бирикмаларини шимиб олади. Газ релеси кенгайтиргични бок билан боғловчи найга ўрнатилади. Трансформаторнинг ички шикастлари (чулғамлардаги ўрамлар қисқа туташуви, изоляциянинг тешилиши, магнит ўзак «пўлатдаги ёнғин» ва ҳ.к.) натижасида газ ажралиб чиқишида газ релеси ишга тушиб, трансформаторни ҳимоялайди (расм 7.8.). газ релесининг тузилиш принципи расм 7.13 да кўрсатилган. Реленинг ичида икки 1 ва 2 пўкаклар жойлашган. Уларга симобли шиша қайтаўчиргич 3 маҳкамланган. Нормал ҳолатда реле мой билан тўлдирилган, пўкаклар юқори ҳолатда ва контактлар уланмаган. Трансформаторнинг ичида суст газ ажратувчи ички шикаст пайдо бўлганда, бокдаги газ юқори кўтарилади, релега киради ва ундаги мойни кенгайтиргичга сиқиб чиқаради. Натижада 1 пўкак пастга тушади ва овоз хабарловчининг контактини улайди. Йирикроқ ички шикастланиш натижасида газ ажралиши жадаллашади, натижада мойнинг кучли оқими реле орқали кенгайтиргичга ҳаракатланади, пўкак 2 мой йўналишида улоқтирилади ва унинг контактлари уланиб, трансформаторни тармоқдан узишга олиб келади. Реленинг ишга тушиш вақти 0,1 с. Газ релеси қуввати 1000 кВА ва ундан катта трансформаторларда ўрнатилади. Чиқарувчи (эҳтиётловчи) най трансформатор бокини мойнинг кучли босимларидан ҳимоялайди. Трансформаторнинг ички шикастлари натижасида электр ёйи ҳосил бўлиб, катта миқдорда газ ажралади ва бок ичидаги босим кескин ошади. Чиқарувчи най бок қопқоғига (расм 7.8) ўрнатилади. Найнинг пастки учи қопқоқдаги тешик орқали бок билан боғланган, юқоридаги учи эса мембрана (шиша гардиш) билан беркитилган. Трансформатор боки ичида босим ошганда ва трансформаторни тармоқдан узувчи ҳимоялар ишламаса, шиша мембрана синади ва газлар билан мой ташқи мухитга ташланади. Чиқарувчи найлар қуввати 1000 кВА ва ундан катта трансформаторларда қўлланилади. Бок арматураси трансформаторга мой қуйиш, намуна учун мой олиш, оқизиб юбориш ва мойни тозалаш учун хизмат қилади. Уларга кранлар, вентиллар, тўсиқлар киради. ЎН БИРИНЧИ БОБ МАХСУС ТРАНСФОРМАТОРЛАР Ўзгарувчан токни ўзгармасга ва аксинча ўзгармас токни ўзгарувчавн токка айлантиришлар илгари электр машиналари “электр машинали ўзгарткичлар” ёрдамида амалга оширилар эди. Бугунги кунда уларнинг ўрнини ихчам ва арзон нархли ўзгарувчан токни ўзгармасга айлантирувчи тўғрилагичлар (вўпрямители) ва ўзгармас токни ўзгарувчан токка айлантирувчи инвертор агрегатлари эгалладилар. Бу агрегатларнинг барчасида ҳозирги замон техникасида аҳамияти жуда катта бўлган трансформаторлар иштирок этади. Аксарият ўзгарткич трансформаторларнинг чулғамларидан носинусоидал токлар оқади. Ишлатилаётган ўзгарткич схемалари турига қараб трансформаторларни ҳисоблаш ва лойиҳалаш муаммолари турлича бўлади. Кўпгина трансформаторларнинг нисбатан кичик бўлган чиқиш кучланишларида ток қийматлари юзлаб килоамперни ташкил этади. 11.1. Ўзгарткич техникасида қўлланилувчи трансформаторларнинг таснифи Юқорида таъкидланганидек, ўзгарувчан токни ўзгармасга ва аксинча айлантиришга электр машинали ва статик ўзгарткичлар қўлланилади. Схемалари мотор-генетор ёки бир якорли ўзгарткичдан иборат бўлган электр машинали ўзгарткичлар ўрнини энергетик кўрсаткичлари баланд, нархи арзон ва эксплуатацион харажатлари кичик бўлган статик ўзгарткичлар кейинги ўн йилликлар мобайнида деярли буткул эгалладилар. Статик ўзгарткичлар деб ярим ўтказгичли диод ва тиристорлари (ёки транзисторлари) бўлган ўзгарткичларга айтилади. Ў 3 згарткич агрегатлари таркибига кўп ҳолларда уларнинг энергетик курсаткичларини юқори кўтарувчи кучли трансформаторлар ҳам киради. Ўзгарткичлардаги қувват исрофлари қувватнинг 25% ини ташкил этса, бу қийматнинг 30-50% трансформаторларда иссиқлик энергияси сифатида ажралиб чиқади. Статик ўзгарткичлар таркиби учун кучли трансформаторлардан ташқари, қўшимча индуктив ускуналар ҳам ишлаб чиқарилади. Улар қаторига мувозанатловчи, катодли ва тўлқинларга халақитли (помехозаҳитнўе) реакторлар, анодли бўллагич, тўйиниш дросселлари, стабиллаш ускуналари ва бошқалар киради (11.1-расм). 11.8-расм. Ўзгарткич агрегатнинг тузилиш схемаси 1 – трансформатор; 2 – вентиль схемаси; 3 – силлиқлаш фильтри; 4 – юк; 5.6 – кучлашни фазали бошқариш тизими элементлари. Ҳозирги пайтда ўзгарткич ускуналари учун туркум қувватлари 400-20000 кВА бўлган, юкланган ҳолда кучланишни ростловчи туркум қувватлари 1600-80000 кВА бўлган мойли трансформаторлар, 10-3200 кВА қувватли қуруқ трансформаторлар ва ёнмайдиган суюқликли қуввати 200-2000 кВА бўлган трансформаторлар ишлаб чиқарилмоқда. Уларнинг бир қанча турдагилари республикамиздаги Чирчиқ трансформатор заводи ва бошқа кичик корхоналарда чиқарилмоқда. Ушбу трансформаторлар 50 кА гача бўлган ток билан ўзгарткич ускуналарини таъминлайдилар. Ҳозирги кунда 200 кА токкача бўлган 200 мВА қувватли трансформаторлар лойиҳаланаяпти. Республикамиз ва баъзи чет давлатларида ишлаб чиқарилаётган ўзгарткич трансформаторларининг асосий тавсифлари 11.1-жадвалда келтирилган. Ў згарткич агрегатлар трансформаторлари мўлжалланишига кўра қуйидаги туркумларга бўлинадилар: а) рангли металлургия ва химия саноати электролиз ускуналари тўғрилагичлари учун; б) вентилли электр юритмалари қурилмалари учун; в) электрлаштирилган транспорт учун; г) ёйли плазма ускуналарини таъминлаш учун; д) синхрон машиналарининг вентилли қўзғаткичлари учун; е) ўзгармас токли электр узатиш линиялари ва кондукцион (магнитогидродинамик) генераторлар учун. Ўзгарткич трансформаторлари эксплутацияси жараёнида қўлланиладиган атамашуносликка мувофиқ, бирламчи чулғам – тармоқ кучланиши уланадиган чулғами тармоқ чулғами деб аталади; иккиламчи чулғам – схеманинг вентиллари уланадиган чулғами вентил чулғами ёки схема чулғами дейилади. Уч фазали ўзгарткич трансформаторлар тармоқ чулғамлари «юлдузча» ёки «учбурчак» усулда уланадилар, вентил чулғамлари учун эса оддий ва мураккаб схемаларга бўлинувчи ҳар турдаги бир неча улаш усуллари мавжуддир. Вентиль чулғамларининг қуйидаги оддий схемалари мавжуд: - ажратилган ёки юлдуз – оддий юлдуз, қўшюлдуз, оддий z-симон, қўш z-симон ва икки карра қўш z-симон; z-симон схемалар тенг томонли ва ҳар хил томонли, мос йўналган ва қарама-қарши йўналган бўлиши мумкин; - берк – учбурчак ва кўпбурчак (олтибурчак). Мураккаб схемалар ўзаро боғланмаган оддий схемалар мажмуасидан ёки улар комбинациясидан иборат бўлади. Вентиль чулғамларининг кўп қўлланиладиган схемалари ўзгарткич агрегатларнинг принципиал схемалари 11.4-11.11-расмларда келтирилган. 11.1-жадвал Ўзгарткич трансформаторларининг асосий параметрлари
Бир фазали ўзгарткич агрегатлари асосан «ўрта» нуқтали (11.4-расм) ва кўприксимон схемалар ёрдамида бажарилади. Аксарият ҳолларда ўрта ва катта қувватли ўзгарткич агрегатлари уч фазали кучланиш тармоғидан таъминланадилар; бу эса уч-; олти- ёки ўн икки фазали ўзгарткич схемасини ҳосил қилиш имконини беради. Уч фазали «нол» нуқтали схема ўрта қувватли агрегатларда (11.7-расмга қаранг) қўлланилади. Олти фазали кўприксимон (11.11-расм) ва мувозанатловчи реакторли (11.10-расм) ўзгарткичлар кенг тарқалган ҳисобланади. Оддий вентиль схемаларининг йиғиндисидан иборат бўлган мураккаб вентиль схемаларидан таъминланувчи кўприксимон схемалар оддий схемаларнинг яхши фазилатларини сақлаб қоладилар ва бирламчи тармоқдан олинаётган чулғанинг токи шаклини кескин яхшилашга, ҳамда тўғриланган кучланишнинг пульсланишини камайтиришга имкон беради. 11.2. Ўзгарткич трансформаторлари фазалари орасидаги токнинг коммутацияси Ўзгарткич трансформаторларининг икки-ламчи чулғамларига уланган вентиллар (11.2-расм) галма-галлик билан ток ўтказадилар. Бу токлар оқими вентиль чулғамлари ҳар бир фазалари оний қийматларининг даврий ўзгариб туришига боғлиқ бўлиб, юк билан учала фаза чулғамларини боғлайди; ушбу фаза вентили токининг оқими, кўрилаётган вақт оралиғида шу фаза кучланишининг оний қиймати бошқа фазаларникидан катта бўлганда вужудга келади. Бу вентиллар анодидаги потенциал катоддагига нисбатан мусбат бўлганда ўтказувчанлик ҳолатида бўладилар. қолган вентиллар эса (шу онда) тескари кучланиш таъсирида ёпиқ ҳолатда бўлиб, оний қийматлари кичик бўлган кучланишли чулғамларни узадилар. Ушбу фазалар вентиллари очилишининг галма-галлик муносабати бошқарилмайдиган вентилли (диодли) ўзгарткич схемаларига хосдир. Бошқарилувчи вентиллар (масалан тиристорлар) қўлланганда мазкур электродларга бошқарувчи сигналлар берилгандагина тиристор очилади ва потенциали каттароқ бўлган чулғамдан юкка узатилаётган кучланишни ўтказаётган тиристорнинг очилиш они ўзгариб бироз кечикиш ҳосил қилиш мумкин. Айнан шу ҳодисага, диодни очиқ ҳолатига ўтиш онига нисбатан тиристор очилишини кечиктириши натижасида тўғриланган кучланиш қиймати максимал қийматига нисбатан камайишини таъминловчи жараёнга тўғриланган кучланишнинг фазовий бошқарилиши дейилади. Ўзгарткич вентилларининг галма-гал ишлашидаги ток оқиши жараёнининг бир вентилдан иккинчи вентилга ўтказилиши коммутация жараёни (коммутацион ён) дейилади ва ўзгарткич агрегати ишлаш жараёни ёни учун катта аҳамиятлидир. Вентиллар ва, демак ўзгарткич трансформтаорлари фазалари орасидаги токнинг коммутацияси умумий анодли ёки катодли чиқиш клеммалари бўлган жуфт вентиллардан иборат бўлган контурларда ва ушбу вентиллар уланган схема чулғамларида таъсир этувчи ЭЮК га боғлиқ. Ушбу ЭЮК нинг коммутацион оралиқдаги ишораси ўзгарткич юкининг ток оқаётган вентил ўтказиш йўналишига мос бўлади, кўрилаётган жуфт вентилнинг иккинчиси учун эса бу ишора беркитувчи ҳисобланади. Жуфт вентиллар контуридаги ЭЮК нинг ишораси ўзгариш онидан бошлаб коммутация жараёнини имкони туғилади; бу жараён оддий бошқарилмайдиган вентилларда ЭЮК нинг ишораси ўзгариши они билан дарҳол бошланса, бошқарилувчи вентилларда эса тиристор очилиш онининг силжишини таъминлайдиган бурчагига кечикади. Узилаётган ва ишга тушаётган вентиллар орасидаги ток коммутацияси жараёнининг давомийлиги трансформтаор чулғамларининг тарқоқ индуктивлигини қиймати билан аниқланади; маълумки ушбу индуктивлик юк токининг бир вентилдан иккинчи вентилга бир онда ўтишига йўл қўймайди. Бунда тўғриланган ток қиймати ики фаза ёки вентиллар токлари йиғиндисига тенг бўлади; вентиль чулғамларининг ЭЮК лари эса вентиллар орқали иккиламчи чулғам тарқоқ индуктивликларига қуйилган бўлади. Биринчи вентиль токи коммутация контури ЭЮК нинг таъсири натижасида камаяди, иккинчи вентилнинг токи эса нол қийматдан бошлаб орта бошлайди. Биринчи вентилнинг токи нолгача камайгандан сўнг шу вентиль тескари кучланиш таъсирида бўлади ва барча юк токи иккинчи вентил орқали оқа бошлайди; яъни бир жуфт вентиллар орасидаги коммутация жараёни тамом бўлиши билан иккинчи жуфт вентиллар орасидаги коммутация жараёни бошланади; бун эюк токи фақат битта вентилдан оқади. Кўпгина ҳолларда коммутация оралиғини шундай ошириш имкони яратиладики, бунда кейинги жуфт вентиллар коммутацияси бошланишида биринчи жуфт вентиллар коммутацияси тугамайди ва бир вақтнинг ўзида бир неча (уч ёки тўрт) вентил орқали ток ўтказилади. Эътиборга кўпроқ лойиқ бўлган жараён – коммутациялараро оралиқда катод ёки анод гуруҳларининг бир вентили очилишидир; бу жараён оддий қоплаш деб аталади. қоплашнинг давомийлиги коммутацияланувчи чулғамлар орасида ток тақсимланишига зарур бўлган вақт оралиғига боғлиқ ва демак, қоплаш бурчаги ва давомийлиги, биринчи галда, трансформатор чулғамлари тарқоқ индуктивлигига ва ўзгарткич юкининг токи қийматига боғлиқ экан. Коммутацион жараён таҳлил қилинганда иккиламчи ЭЮК ни юксиз ишлаш ЭЮК га тенг бўлмаган вақтнинг синусоидал функцияси деб қабул қилинади; асосий аниқловчи қийматлар деб тўғриланган кучланишнинг ва коммутация бурчагининг қийматлари қабул қилинади. Коммутацион оралиқда беркилаётган иккиламчи чулғам (11.2-расм) нинг э.ю.к.и га тенг, очилаётган чулғамнинг э.ю.к.и эса (11.1) бўлади. Умумий ҳолда юк занжири, яъни тўғриланган токнинг занжири кетма-кет уланган индуктивлик ва актив қаршиликлардан, ҳамда вақтнинг ихтиёрий функциясида бўлиши мумкин бўлган тескари эюк дан иборат бўлиши мумкин. қоплашгача бўлган оралиқда бир контур биринчи вентиль орқали беркилган бўлади ва ушбу контур учун э.ю.к. лар тенгламаси қуйидагича бўлади: (11.2) қоплаш оралиғида тизимнинг ишлаш режими икки вентилларнинг контури учун икки тенглама билан ифодаланиши мумкин: (11.3) (11.4) бунда - иккиламчи чулғамнинг тарқоқ индуктивлиги. Тенгламаларда (8.4) дан (8.3) ни айириб, қуйидаги ифодани ҳосил қиламиз: (11.5) Коммутация жараёнига деярли таъсир қилмайдиган чулғам актив қаршилигини ушбу жараённи таҳлил қилишда эътиборга олмаса бўлади. Коммутация оралиғида тўғриланган кучланишнинг қийматини 8.3-расмдан келиб чиққанидек, коммутация оралиғидаги кучланиш пасаювига мос келган э.ю.к. фарқининг ярмисига тенг: (11.6) Тенгликлар (8.1) ва (8.5) асосида қуйидагини ҳосил қилиш мумкин: (11.7) ва умумий ҳолда коммутацион оралиқ давомлилиги қуйидагича ифодаланади: (11.8) Хусусий қ0 бўлган ҳолат учун бошқарилмайдиган тўғрилагичнинг қоплаш бурчаги ҳосил бўлади. Кучланиш коммутацион пасайишининг ўтача қиймати қуйидаги ифода билан аниқланади: (11.9) |