ЭЛЕКТР МАШИНАЛАРИ трансформатор. Электр машиналари трансформаторлар
 Скачать 4.38 Mb.
|
|
7.3. уланиш гурухлари ҳар хил бўлган уч фазали трансформаторларнинг параллел ишлаши Параллел ишлаётган трансформаторларда биринчи ва учинчи шартлар бажарилиб, уларнинг уланиш гурухлари ҳар хил бўлсин. У ҳолда икала трансформаторлар чулғамларининг aI-a2, вI-в2 ва ст-с2 учлари орасида (7.1- расм) хар доим кучланишлар фарқи хосил бўлади, чунки трансформаторларнинг иккиламчи кучланишлари орасида фаза силжиши мавжуд бўлади (7.5-расм). Иккиламчи кучланишлар векторларининг модуллари тенг бўлганда кучланишлар фарқи тенг ёнли учбурчакдан аниқланади: Бу кучланишнинг таъсирида трансформаторларнинг чулғамларида мувозанатловчи (IM) ток пайдо бўлади. Унинг қиймати қуйидагича аниқланади: (7.17) Юқорида кўрилган 3.7 дан маълумки бурчакнинг минимал қийматини ( қ 0) фақат икки трансформаторнинг уланиш гурухлари бир хил бўлгандагина хосил қилиш мумкин. Уланиш гурухлари хар хил бўлган трансформаторларда эса минимал қиймат фақат уланиш гурухларининг рақамлари ёнма-ён бўлгандагина учраши мумкин. Масалан, биринчи трансформатор ва иккинчиси бўлсин. Трансформаторларнинг қувватлари ва уларнинг қисқа туташув кучланишлари тенг бўлганда, яъни энг енгил шароитда параллел улансалар юксиз ишлаганда хам мувозанатловчи токIMмавжуддир ва унинг қиймати қуйидагига тенг: ва унинг номинал тока нисбати га тенг бўлади. Кучланишлари қуйидаги қийматда UK = 5,5%, UН = 6-10кВ ва уланиш гурухлари ва бўлган икки параллел уланган трансформаторлардаги мувозанатловчи токнинг қиймати иккиламчи номинал токда марта катта бўлади. Бундан кўринадики, хар хил гурухли трансформаторларни параллел улашнинг ўзи на фақат мумкин эмас, балки хавфлидир. Бироқ, чулғамларнинг уланишида ўзгартириш киритиб, параллел ишашга имкон яратиш мумкин. Бунинг учун жадвал 7.1 даги таклифлардан фойдаланиш мумкин (Л.7). Асосий гурухда, масалан Y/Y-0 даги трансформаторни исталган гурух, масалан Y/Y-I даги трансформатор билан параллел улаш учун, кейингисининг чулғамларини қайта белгилаб Y/Y-0 га келтириш керак. қуйида (7.1-жадвал) маълум асосий гурухдаги трансформаторларни бошқа гурухдаги трансформаторлар билан чулғамлари қайта белгиланиб параллел уланиши мумкинлиги кўрсатилган. Бунда «Ха» мумкин ва «Йўқ»-улаш тақиқланади деган шартли қисқартиришлар киритилган. 7.1-жадвал.
5- ва 11- гурух трансформаторларнинг параллел ишлаши фақат чулғамлар бағишланиши қуйидагича бажарилгандагина амалга оширилиши мумкин: 7.2-жадвал
7.4. ҚисҚа туташув кучланишлари ҳар хил бўлган трансформаторларнинг параллел ишлаши Фараз қилайлик, трансформаторлар параллел ишлаш шартларининг биринчи ва иккинчилари бажарилиб, учинчиси бажарилмаяпти ( UкII). қисқа туташув кучланишларининг тенг эмаслиги тўғрисида сўз кетганда шуни назарга олиш керакки, биринчидан Uk ларнинг қийматлари тенг бўлмаслиги мумкин, иккинчидан Uk лар тенг бўлиб, уларнинг ташкил этувчи Uk.a ва Uk.p. лари ўзаро тенг бўлмасликлари мумкин. 1. Аввалига иккинчи ҳолнинг таъсирини кўриб чиқайлик. Масалан, қувватлари 10 ва 100 кВА бўлган трансформаторларни олайлик. Давлат стандартига кўра қуввати 10 кВА бўлган трансформатор учун Uk=5,5%, Uk.a=3,35%, Uk.p.=4,36%; худи шунингдек, 100 кВА лик трансформатор учун: Uk=5,5%, Uk.a=2,4% ва Uk.p.=4,95%. қисқа туташув учбурчаклари АВIC ва АВ2С нинг гипотенузаларини устма-уст жойлаштирсак, 7.6-расмдаги вектор диаграммасини ҳосил қиламиз. Агар юксиз ишлаш токининг қийматини ҳисобга олмасак, қисқа туташув кучланишининг актив ташкил этувчиси СВI нинг йўналиши ток I2I нинг йўналиши билан мос ва, шунга ўхшаш, СВ2 нинг йўналиши I2II нинг йўналиши билан мос бўлишини кўрамиз. Демак, I2I ва I2II токларининг векторлари фазалари билан бурчагига фарқ қилар экан ва тармоқ токи Аммо, 7.6-расмдаги диаграммадан кўринишича, параллел уланаётган трансформаторлар ва Uk.p. ларининг ўзаро фарқи жуда катта бўлганда ҳам бурчаги шунчалар кичикки, I2I ва I2II векторларнинг геометрик йиғиндисини алгебраик йиғинди билан алмаштириш мумкин бўлади, яъни I2т=I2II+I2I (7.18) Бу хулоса умумий характерга эга, яъни уни бошқа исталган сонли трансформаторларга татбиқ этиш мумкин. II. Энди фараз қилайлик Параллел ишлаётган трансформаторларнинг бирламчи ва иккиламчи чулғамлари кучланишлари ўзаро тенг ва фазалари мос (иккинчи шарт) бўлганлиги сабали, ҳамма трансформаторлардаги кучланишлар пасаюви тенг бўлади, яъни: Демак, (7.19) бунда - ҳар бир параллел ишлаётган трансформаторларнинг қувватлари. (7.19) тенгликдан қуйидагиларни ҳосил қиламиз: Демак, m- трансформаторнинг қуввати (7.20) га тенг. Мисол учун, учта мойли трансформатор параллел уланиш керак бўлсин. Ҳар бирининг номинал қуввати 100 кВА дан қисқа туташув кучланишлари UkI=3,5%, UkII=4,0% ва UkIII=5,5% бўлсин. Умумий юкнинг қиймати эса кВА. Юқоридаги (7.20) тенгликка кўра Демак, ҳар бир трансформаторлар қуйидагича юкланганлар: кВА кВА ва кВА яъни, биринчи трансформатор 19,5% га иккинчиси- 4,5% ўта юкланганлар ва учинчи трансформатор 24% га чала юкланган. Ташқи юкланишнинг қийматини 19,5% га камайтириб, трансформаторлар юкланишининг янги тақсимотини аниқлаймиз: PI=100 кВА; PII=81,2 кВА ва PIII=63.5кВА. Бу ҳолда биринчи трансформатор нормал юкланган ва қолганлари чала юкланган бўлади. Трансформаторларнинг бундай параллел ишлаш шароитларини нормал деб бўлмайди. Шунинг учун давлат стандартларининг талабига кўра, параллел ишлашга мўлжалланган трансформаторлар қисқа туташув кучланишларининг қийматлари ўртача арифметик қийматдан 10% га фарқ қилиши мумкин. Агар трансформаторлар ҳар хил қувватли бўлса, бу ҳолда ҳам қуввати каттароқ трансформаторнинг Uk cи бошқаларникидан каттароқ бўлгани яхши. Ҳақиқатдан ҳам, юкланганда мазкур трансформатор камроқ чала юкланган бўлиб, бу катта ноқулайликлар ҳосил қилмайди, чунки кичик қувватли трансформаторнинг чала юкланиши, электроэнергетик тизимнинг умумий қувватига, катта қувватли трансформаторнинг чала юкланишидан кўра камроқ таъсир этади. Аксинча, агар кичик қувватли трансформатор кичик қийматли Uk га эга бўлса, у ҳолда бу трансформатор умумий юкланишига чекловчи таъсир этади, чунки унинг ўта юкланганлигини номинал юккача пасайтириш учун умумий юкнинг қийматини (бошқа трансформаторлар қуввати билан биргаликда) пасайтириш лозим бўлур эди. Трансформаторлар қувватларининг фарқи қанча катта бўлса, уларнинг қулай шароитдан узоқлашиши шунчалар кўпроқ бўлади. Шу сабабли, давлат стандартининг таклифига кўра, параллел уланувчи трансформаторлар энг катта номинал қувватининг энг кичигига нисбати 3:1 дан ошмаслиги керак. САККИЗИНЧИ БОБ ТРАНСФОРМАТОРЛАР КУЧЛАНИШИНИ РОСТЛАШ Трансформаторларнинг кучланишини ростлаш учун бирламчи ёки иккиламчи чулғамларнинг ўрамлари сонини контактларни қайта улагичлар ёки контактсиз усулда ўзгартириш орқали амалга оширилади. Кучли трансформаторлар турли хилдаги ростловчи қурилмалар билан жиҳозланадилар; оддий қурилмалар - уларни ишлатиш учун трансформаторлар тармоқдан узиб қўйилади, ёки мураккаброқ қурилмалар – трансформатор кучланишлари юкланишни узмаган ҳолда (юкланиш жараёнида ёки юкланиш остида) ростланади. Контактли қайта улагичлар билан бир қаторда қўшимча магнитланувчи трансформаторлар ва қувватли ярим ўтказгич асбобларини ўз ичига олган беконтакт қайта улагичларлар ҳам кенг қўлланилмоқда. Уларда ярим ўтказгичлар (тиристорлар) трансформатор чулғамларига кетма-кет уланиб, қувватни ЭҲМ ни, радиоэлектрон ускуналар ва махсус электротехник ускуналарни таъминловчи трансформаторлардаги кучланишларни беинерция (инекциясиз) ростлашга имкон беради. 8.1. Трансформатор кучланишларини ростлашнинг асосий усуллари Электр тармоғининг турли қисмларида кучланишнинг қийматини маълум даражада сақлаш кераклиги, трансформатор кучланишини ростлаш эҳтиёжини туғдиради. Электр энергиясининг сифатини белгиловчи давлат стандартининг (ГОСТ 1310967) таклифига кўра, кўпчилик истеъмолчилар учун кучланишнинг номинал қийматидан оғиши 5% дан ошмаслиги керак. Баъзи истеъмолчилар гуруҳи учун кучланишни ундан ҳам аниқроқ - 2,5%, айрим ҳолларда эса 1 % гача стабиллашни талаб этилади. Булар кўпчилик автоматик, радиоэлектроника тизимлари ва ЭҲМ ларнинг хусусияти билан боғлиқ. Ҳозирги пайтда энерготизимларда кўплаб миқдорда ҳар хил қурилмалар ишламоқдаки, улар истеъмолчиларнинг кучланишини талаб этилган режимда бошқариш учун трансформаторларнинг трансформациялаш коэффициентини ўзгартириш (ўрамлар сонини қайта улаш) асосида бажармоқдалар. Ўрамлар сонини қайта улаш юк чулғамларида бажарилгани мақсадга мувофиқдир. Чунки ростлаш жараёнида чулғам токининг қиймати кичик бўлса, чулғам кучланишининг қандайлигидан қатъий назар ростлаш қурилмаси қ.к ростлагичидан кўра анчагина тузилиш жиҳатидан соддароқ, енгилроқ ва арзонроқ (тежамлироқ) бўлади. Ҳамма кучли трансформаторларда чулғамлар ўрамларидан контактли ёки беконтакт ростлагичларга чиқарилган шахобланиш симлари мавжуд. қуввати 1600 кВА гача бўлган умуммўлжал трансформаторларида аксарият юк чулғамида бешта ростловчи шахобчалари мавжуд (+5; +2,5; 0; -2,5; -5 %). Улар содда ва арзон бўлган контактли қайта улагичлар ёрдамида, юк ва қ.к чулғамларини таромқдан узган ҳолда шахобчаларнинг уланган уч фазали чулғамларининг нейтрал нуқта яқинидан (расм 8.1) кўрсатилганидек чиқарилади. 8.1-расм. Кичик қувватли трансформаторларда чулғам баландлиги устига симметрияланмаган қайта улаш ўрамлари бўлган савдо схема (расм 8.1,а) ишлатилиши мумкин. Катта қувватли трансформаторларнинг қисқа туташув режимларида қайта улаш ўрамларининг бундай жойланиши катта динамик кучларнинг ҳосил бўлишига олиб келади ва қайта улаш ўрамларининг чулғам баландлиги бўйича симметриялаш учун: кўп қатламли чулғамларда 8.1,б-расмдаги схема ишлатилади; узлуксиз чулғамларда 8.1,в,г-расм схемалари қўл келади. Бу ростлаш турлари юксиз қайта улаш (ЮҚУ) деб номланади ва кенг қўлланилишига қарамай, кучланишнинг керакли сифатини таъминлашда катта имкониятларга эга эмас. Чунки ўрамларнинг қайта улаш учун трансформаторни тармоқдан узиб қўйиш шарт. Шу сабабли трансформаторларни тармоқлардан узмаган ҳолда кучланишни юкли ростлаш (КЮР) усули охирги пайтда жадал қўлланилмоқда. Трансформаторларнинг ростлаш ўрамларини юкли қайта улаш асосан қуввати 1000 кВА дан юқори бўлган трансформаторларда ишлатилади. Бундай КЮР ли трансформаторлар юк чулғамларида жуда кўп кичик қадамли (1,51.0% гача) ростлаш ўрамларига эга бўлиб, умумий ростлаш оралиғи (диапазони) 10 – 20 % ни ташкил этади. Махсус трансформаторларда, масалан ярим ўтказгичлар техникасида ишлатилувчи трансформаторларда, КЮР ни қўллаган ҳолда ёки ЮКР ва ЮҚУ ларнинг биргаликдаги (комбинацион) қўлланилишида ростлаш диапазони 80% гача бўлиши мумкин. Чулғамнинг қайта улаш ўрамлари ёки бошқача қилиб айтганда ростловчи ўрамлари махсус қурилган бўлиб, алоҳида ўрама ҳолида бўлади ва трансформатор ўзагига жойлаштирилган мазкур фаза чулғамининг ташқарисига (максимал диаметрда) жойлаштирилади. Бу эса бакнинг ичида махсус қурилма сифатида жойлаштирилган КЮРнинг контактларини чулғамнинг ростловчи ўрамлари учлари билан боғловчи симларнинг қулай жойланишига имкон беради. КЮР нинг ўт ўчириш хоналари трансформатор бакидаги мойнинг асосий ҳажмидан изоляцияланган бўлади. Трансформаторнинг қўввати ва кучланиши ошиши билан КЮР нинг иқтисодий самараси кўпайиб боради. КЮР нинг қўлланилиши кучланиш диапазонининг 35 330 кВига тўғри келади. Трансформатор қуввати 100 мВА дан ошса КЮР 110 кВ ва ундан юқори кучланишга мўлжаллаб ҳисобланади. Бундай қувват ва кучланишлар диапазонларида алоҳида ростловчи автотрансформаторлар кенг қўлланилади. Бундай трансформаторларнинг КЮР билан уланган ростловчи чулғамлари бирламчи чулғамга нисбатан иккиламчи – вольт қўшувчи (вольтодобовочная) ҳисобланиб, чулғамларнинг ҳисобий қувватлари берилган ростлаш диапазонига тааллуқли бўлади. Бу, ўз навбатида, ростлаш диапазони жуда кичик бўлганда ҳам ҳамма трансформатор комплекси савлатининг ошишига олиб келади, чунки, қўшимча вольтқўшувчи трансформатор ҳисобига актив материалларнинг солиштирма сарфи ошади. Актив ва конструктив материалларнинг қўшимча сарфланишига қарамай, бутун КЮР нинг ҳамма ростлаш тизимларини асосий трансформатордан ажратиб олиш, ростлаш контурларини ўта кучланишдан ҳимоялаш масалаларини енгиллаштириш керак бўлганда, асосий трансформаторни эксплуатациядан чиқармасдан туриб, ростлаш тизимини узиб қўйиш каби бир қанча афзалликларга олиб келади. Ишлаб чиқарилаётган токли ростлашнинг механик қурилмалари электроэрозион емирилиш ҳисобига контакт элементларнинг едирилишга чидамлилиги чеклангандир. Шу сабабли, ҳамда механик тизимларнинг секин ҳаракатланиши сабабли (айниқса трансформация коэффициентини ростлашнинг бир неча поғонасига ўзгартириш мўлжалланса), КЮР қурилмаларининг эксплуатацион хусусиятлари маълум танқидларга учрайди. Масалан, аниқландики, трансформаторнинг 3560 % ишга яроқликлари КЮР даги шикастланиш сабабли бўлар экан. Кучланишни ростловчи тизимларнинг тезкорлигини оширишнинг афзаллиги контактли механик ростлаш қурилмалари ўрнига беконтакт қайта улаш қурилмалари ёки беконтакт ростлагич (БР) ларнинг кенг кўламда қўлланилишига сабаб бўлди. қуввати 1000 кВА гача ва кучланиши 10 кВ гача бўлган траснформаторлардаги қайта уловчи механик қурилмалар самарадорлигининг пастлиги кейинги ўн йил мобайнида тиристорли ва транзисторли ростлаш тизимларини татбиқ этиш кенг кўламда олиб борилмоқда. Улар трансформациялаш коэффициентларини дискрет ёки равон контактсиз ўзгартиришни юқори тезликда (баъзи ҳолларда кучланиш даврининг ярмида) амалга оширадилар. Трансформаторлар кучланишларини ростлаш тизимлари уч хил турга бўлинадилар: 1. Кучланишни фақат механик ростлаш тизимлари: а) трансформациялаш коэффициентини ўзгартириш пайтида трансформаторни бирламчи ва иккиламчи тармоқлардан буткул узувчи юксиз қайта улаш (ЮСҚУ); б) КЮР – кучланишни юкли ростлаш, яъни контактларни трансформаторни тармоқлардан узмаган ҳолда қайта улаш. Бундай ростлаш контурларидаги токлар клапинловчи ва қайта улашдаги электр ўчирилади. 2. Тиристорли ва механик ростлаш қурилмаларининг биргаликдаги ишлатилиши ёки қўшимча вольтқўшувчи трансформатор ёрдамида контактларни билвосита улаш. 3. Беконтакт равон ростлаш тизимлари: а) дискрет турдаги; б) трансформациялаш коэффициентини фазали ростлаш; в) кучли трансформатор қайта улаш ўрамларини юқори частотали коммутациялаш. 8.2. Трансформатор кучланишини ростлашнинг механик тизимлари Ростлашнинг механик тизимлари энг содда ҳолда ЮКҚУ қурилмаларининг турларида (8.1-расм) акс эттирилиб, уларга нисбатан КЮР қурилмалари, шубҳасиз мураккаброқ тузилишга эга, КЮР ростлагичларининг асосий турлари 8.2-расмда акс эттирилган. Бу расмлардан кўринадики, КЮРли траснформаторлар таркибида бирламчи 1 ва иккиламчи 2 чулғамлардан ташқари, уларни тўлдирувчи қайта улаш ўрамларига эжга бўлган ростлаш чулғами 3 ҳам мавжуддир. қайта улаш қурилмаси реверслаш ёки ростлаш қадамини ўзгартирувчи 5 сайлагич билан тўлдирилади. 8.2,а-расмда ростлаш чулғами (РЧ) нинг кучланиши кучланишнинг ростлаш диапазонига тенг, 8.2,б-расмда эса РЧ кучланиши – ростлаш диапазонининг ярмига мос келади. Бу эса РЧ ни реверсловчи қайта улаш аппаратларининг маълум даражада мураккабланиши ҳисобига РЧ нинг ўрамлари сонини камайтиришга имкон беради. 8.2-расм. 8.2. - расм Чулғамнинг коммутацион токини камайтириш учун ЮК томонига ўрнатилган қайта улаш қурилмаси аксарият қуйидаги элементлардан иборат: ростловчи чулғамнинг манбадан ажралган қисмидаги контурга контактор уланишини тайёрловчи сайлагич; икки ёнма-ён жойлашган ростлаш симларини ўзаро уловчи контактор; контакторнинг икки контакти бир вақтда уланган ҳолатда бўлиши натижасида ҳосил бўлувчи контур чегараловчи элемент; ҳаракатга келтирувчи механизм. Ҳозирги пайтда асосан индуктив ток чегаралагич ўрнини эгаллаган резисторли ток чегаралагичли КЮР лар қўлланилмоқда. қайта улаш натижасида ҳосил бўлувчи контур токларини камайтирувчи резисторли ток чегаралагичлардаги резисторлар қизиш шартларига кўра, токларнинг қисқа вақт оқиб ўтиши шарти билан ишлатиладилар. Индуктив ток чегаралагичлари эса нисбатан содда тузилган бўлиб, улар орқали ток узлуксиз оқиб ўтиши тақиқланмайди. Аммо индуктив ток чегаралагичлари контактордаги электр ёйини кучайтириб, унинг контактлари емирилишини тезлаштиради. Шу туфайли резисторли ток чегаралагичларини қайтав улаш жараёни тугагандан сўнг уларни қўшишга коммутаторлар ёрдамида қисқа туташтириш лозимлигига қарамай, улар кенг қўлланиладилар. 8 .3-расмда трансформтаор чулғамининг сайлагич ёрдамида аниқланган икки симининг контактор уланиши кетма-кетлиги кўрсатилган. 8 8.3-расм. .3,а,б-расмда сайлагични 2-ҳолатга тармоқдан узилгандаги ўтказиши кўрсатилган, 8.3,в-расмда К1 контактнинг узилиши жараёнида токни r1 резистор ва К2 контакт контурига ўтказиш акс эттирилган. Кейинги ҳолатда (8.3,г-расм) К3 контактни уланганда, ростлаш симлари орасидаги кучланишлар фарқи натижасида r1 k2 k3 r3 контурдан оқувчи ток r1 ва r2 резисторлар таъсирида чегараланади (ошишига йўл қўйилмайди), юк токи эса резисторларга тенг тақсимланади. Ҳар бир резистордаги натижавий токнинг оний қиймати юк ва контур токларининг йиғиндиси сифатида аниқланади. Сўнгра (8.3,д,е-расм) К2 контактрлари уланади, натижада ростлагич қайта уланиши жараёни тугайди. Бундай ростлагич тизимидаги қайта улаш жаарёни нисбатан узоқ давом этади (20 с гача). Фақат қисқа муддатли токлар оқиб ўтишига мўлжалланган резисторларнинг мавжудлиги, катта кучларни аккумуляцияловчи эластик элементлар билан биргаликда контакт элементларининг катта тезликда катта миқдордаги зарбли юкларнинг мавжудлиги ростлагичларнинг тузилишига, материалларнинг сифатига ва ишлаб чиқаришнинг аниқлигига қатъий талаблар қўяди. Резисторли КЮР лар енгил ва кичик савлатли бўлиб, унинг резистор ва контактлари трансформатор умумий бокида ўрнатилган қўшимча бок ичига жойлаштирилади. Чунки электр ёйи ўчирилаётганда унинг мойи жуда ифлосланади ва у ўз навбатида, асосий бокнинг мойи билан аралашмаслиги керак. |