Elektr stansiyalarda va podstansiyalarda kuchlanishni rostlash

2. Sinxron generatorning qo‘zg‘atish tizimi
Sinxron generatorning qo‘zg‘atish tizimi deb qo‘zg‘atish tokini hosil qilib uni boshqarishni ta'minlab beruvchi elektr mashina yoki elektr jixozlari yig‘indisiga aytiladi (qo‘zg‘atgich, yordamchi va rostlovchi qurilmalar majmui). Qo‘zg‘atgich rotor chulg‘amlari bilan kontakt halqalari va cho‘tkalar orqali elektr jihatdan ulangan bo‘ladi.
Qo‘zg‘atish tizimining ishonchli, mustahkam, tejamli, qo‘zg‘atish tokini ruxsat etilgan chegaralarda rostlash imkonini beradigan, tez ishlovchi, avariya holatlarida qo‘zg‘atish tokini eng katta qiymatini ta'minlab beradigan bo‘lishi talab qilinadi. Qo‘zg‘atish tizimi 2 guruhga bo‘linadi: mustaqil qo‘zg‘atishli; o‘z-o‘zidan qo‘zg‘atishli.
Birinchi guruhga o‘zgaruvchan va o‘zgarmas tokda ishlovchi barcha elektr mashinali qo‘zg‘atgichlar kiradi. Ikkinchi guruhga bevosita generator chiqishlariga maxsus pasaytiruvchi transformator orqali ulangan qo‘zg‘atish tizimlari kiradi. Ishlashi tarmoq holatiga bog‘liq bo‘lmaganligi sababli mustaqil qo‘zg‘atish tizimlari keng tarqalgan.
Hozirgi paytda generatorlarda quyidagi qo‘zg‘atish tizimi keng ko‘lamda qo‘llaniladi: o‘zgarmas tok elektr mashinali; yuqori chastotali; tiristorli; cho‘tkasiz qo‘zg‘atish tizimli.
O‘zgarmas tok mashinali qo‘zg‘atish tizimlari 150 MVt quvvatgacha bo‘lgan generatorlarda ishlatiladi. Bu qo‘zg‘atish tizimlarining kamchiligi ularning qo‘zg‘atish tokini o‘sib borish tezligining yuqori emasligidadir.
Katta quvvatli generatorlarda yarim o‘tkazgichli to‘g‘rilagichga ega qo‘zg‘atish tizimlaridan foydalaniladi. Bunda generator bilan bitta umumiy valga qo‘shimcha generator ulangan bulib, uning kuchlanishi to‘g‘rilagichlar orqali rotor chulg‘amlariga uzatiladi (10.1-rasm).
. (10.1)

10.1-rasm. Generatorning qo‘zg‘atish tizimining sxemasi. Unda: K(IG)-induksion generator; BVU-boshqarilmas ventilli o‘zgartirgich; QQCh-induksion generatorining qo‘zg‘atish chulg‘ami; QAR-qo‘zg‘atishni avtomatik rostlagich; GQCh-sinxron generatorning qo‘zg‘atish chulg‘ami; SG-sinxron generator; Tr-kuch transformatori; KT-kuchlanish transformatori.

Bu yerda energiya manbai bo‘lib induksion generator xizmat qiladi. Qo‘zg‘atish tizimlarida qo‘zg‘atish tokini o‘sib borish tezligini oshirish uchun jadallashtirishdan, ya'ni qo‘zg‘atish tokini keskin oshirish-forsirovkalashdan, foydalaniladi. Elektr mashinali qo‘zg‘atish tizimida qo‘zg‘atish tokining o‘sib borish tezligi t=0,4 0,5 soniya bo‘lsa, yuqori chastotali qo‘zg‘atish tizimlarida t=0,3 0,4 soniyaga, jadallashtirish karraligi K_f=2ga teng. Yuqori chastotali qo‘zg‘atish tizimlari 300 Mvt gacha bo‘lgan generatorlarda qo‘llaniladi (10.2-rasm).

10.2-rasm. Katta quvvatli generatorning yuqori chastotali qo‘zg‘atish tizimi. Bunda: BV-tiristorli to‘g‘rilagich; GQCh-sinxron generatorning qo‘zg‘atish chulg‘ami; TBS-tiristorni boshqarish sxema; QAR-qo‘zg‘atishni avtomatik rostlagich; KT-kuchlanish transformatori; Tr-kuch transformatori; SG-sinxron generator.

Tiristorli qo‘zg‘atish tizimlarida o‘zgartirgich sifatida tiristorlardan foydalaniladi. Tiristorli boshqarish sxemasi orqali esa qo‘zg‘atish tokini qiymati o‘zgartiriladi. Bu tizimning afzalligi jadallashtirish koeffisienti K_f>2, qo‘zg‘atish tokini o‘sib borish tezligi esa t=0,02 0,04 soniyani tashkil etadi. Shuning uchun bu qo‘zg‘atish tizimlari 500 MVtgacha bo‘lgan sinxron generatorlarda qo‘llaniladi.

Yuqorida ko‘rib chiqilgan qo‘zg‘atish tizimlarining umumiy kamchiligi ularda kontakt cho‘tka jixozining mavjudligi bo‘lib, bu narsa tizimlarning ishonchliligini pasaytirib yuboradi. Shuning uchun hozirgi paytda katta quvvatli generatorlarda cho‘ztkasiz qo‘zg‘atish tizimlari qo‘llaniladi (10.3-rasm).

10.3–rasm. Katta quvvatli generatorlarda cho‘tkasiz qo‘zg‘atish tizimlari. Rasmda: K(AG)-aylantirilgan (obrashenniy) generator; BV- tiristorli boshqarish sxemasi; QQCh- K(AG) generatorini qo‘zg‘atish chulg‘ami; BVU-tiristorli to‘g‘rilagich generator; GQCh-sinxron generatorning qo‘zg‘atish chulg‘ami; SG-sinxron generator; Tr-kuch transformatori; KT-kuchlanish transformatori; QAR-qo‘zg‘atishni avtomatik rostlagich; TBS-tiristorni boshqarish sxema.

Bu qo‘zg‘atish tizimlari 800 1200 MVt quvvatli sinxron generatorlarda qo‘llanadi. Ularda qo‘zg‘atish tokini o‘sib borish tezligi t=0,1s. Ikkinchi guruhga kiruvchi o‘z-o‘zidan qo‘zg‘atishli tizimlarning ishonchliligi kamroq, chunki ularda qo‘zg‘atgichning ishlashi o‘zgaruvchan tok tarmoqining holatiga bog‘liq bo‘ladi. Tarmoqdagi har qanday o‘zgarish qo‘zg‘atish tizimining normal ishlashiga putur yetkazadi (10.4-rasm).

10.4-Rasm: O‘ET-o‘z ehtiyoj transformatori; M-asinxron mator, Q-qo‘zg‘atgich, ya'ni o‘zgarmas tok generatori, QQCh- qo‘zg‘atgichning qo‘zg‘atish chulg‘ami; GQCh- sinxron generatorning qo‘zg‘atish chulg‘ami; SG-sinxron generator.

Bu tizimlarda qo‘zg‘atish jixozi bo‘lib o‘z ehtiyoj shinalaridan ta'minlanuvchi asinxron motor va o‘zgarmas tok generatori xizmat qiladi. Bu qo‘zg‘atish tizimlaridan odatda elektr stansiyalarida qo‘zg‘atishning rezerv manbai sifatida foydalaniladi.

Elеktr stansiyalardagi kuchaytiruvchi transformatorlari TDS/110. Yuqori kuchlanish chulg‘amining nominal kuchlanish U_nom,yu=110 kV va bir qism TDS/220, U_n=220 kV gеnеratorga o‘xshab kuchlanishni rostlovchi yordamchi vositalar hisoboanadi va ±2x2,5% U_nom, rostlash oralig‘iga ega va ular yordamchi yaqin va uzoqdagi istе’molchilar uchun kuchlanish bo‘yicha talablarni moslashtirmoq mumkin emas. Shuning uchun kuchlanishni rostlovchi asosiy vosita rayon podstansiyalarini transformator va avtotransformatorlari hisoblanadi.
Pasaytiruvchi podstansiyalarda kuchlanishni rostlash
Kuchlanishni rostlash qurilmasi transformatorlarning transformasiyalash koeffisientini chulg‘am shaxobchalarini o‘zgartirish yo‘li orqali amalga oshirilib iste'molchilarda kuchlanishning darajasi kerakli bo‘lgan qiymatda ta'minlanadi. Shaxobchalarni o‘zgartirishning ikki xil turi mavjud:
a) qo‘zg‘atishsiz qayta ulash (PBV) -barcha chulg‘amlarini tarmoqdan o‘chirib, ya'ni ushbu transformatordan ta'minlanadigan barcha iste'molchilarning elektr ta'minoti o‘chiriladi. Bu turdagi o‘zgartirish juda kam ishlab chiqiladi. Mamlakatimizda ishlatiladigan transformatorlarda PBV ± 5 % ga teng;
b) yuklama ostida rostlash (RPN), ya'ni tarmoqdan o‘chirmasdan va elektr ta'minotida tanaffuslarsiz amalga oshiriladi (9.2-rasm). Bunday o‘zgartiruvchi qurilmalar yil va sutka davomida yuklama va kuchlanish o‘zgarishi balan ishlatiladi. Mamlakatimizda ishlatiladigan transformatorlarda RPN ning diapazoni, odatda ± 9 yoki ± 12 % ga teng, 110 kV kuchlanishli transformatorlarda esa ± 16 % ga teng. Elektropech va to‘g‘rilagich transformatorlarda esa diapazon bundan ham yuqori bo‘ladi.
PBV qurilmasining asosiy elementi bo‘lib mos keluvchi rostlanuvchi shaxobchalarga ulangan qo‘zg‘almas kontaktlar tizimi va u yoki bu qo‘zg‘almas kontaktlarga ketma-ket ulangan qo‘zg‘aluvchan kontaktlar tizimidan tashkil topgan. PBV qurilmasiga misol tariqasida mamlakatimizda keng tarqalgan bir fazali P-6 barabanli turdagi qayta ulagichni keltirish mumkin (10.5-rasm). Qayta ulagichni boshqaruvi bakning tepasida joylashgan yuritma orqali qo‘lda amalga oshiriladi. Yuritmaning vali shtanga orqali qayta ulagichning tirsakli valiga bog‘langan. P-6 turidagi qayta ulagich beshta holat orqali rostlashni ta'minlaydi.

a) b)
10.5-rasm. Qo‘zg‘atishsiz rostlanuvchi transformator: a) PBV li transformator uchun P-6 barabanli qayta ulagich sxemasi, b) rostlash shaxobchasi
Yuklama ostida rostlanmaydigan transformatorlar asosiy va to‘rtta qo‘shimcha shoxobchali qilib tayyorlanadi. Bunday transformatorni chulg‘amlari 10.6b-rasmda ko‘rsatilgan. Asosiy shoxobcha transformatorni birlamchi chulg‘am kuchlanishi U_yu.nomga tеng kuchlanishga ega. Pasaytiruvchi transformatorlar uchun U_yu.nom, transformator ulanadigan tarmoq kuchlanishi U_nom.tga (6, 10,20 kV) tеng. Asosiy shoxobchada transformatorni transformatsiya koeffitsiyenti nominal dеyiladi. To‘rtta qo‘shimcha shoxobchalar +5, +2,5, -2,5, -5% ishlatilganda, transformatsiya koeffitsiyenti nominaldan farq qiladi. Shuning uchun transformatorni ikkilamchi chulg‘am kuchlanishi tarmoq kuchlanishidan katta bo‘ladi: +5% ga –quvvati katta bo‘lmagan transformatorlarda, 10% ga qolgan transformatorlar uchun masalan: asosiy kuchlanish shoxobchasi ishlatilganda transformatorlarni birlamchi shoxobchasiga Unom.tga tеng kuchlanish kеltirildi va salt yurishda PK tomonidan kuchlanish 1,05 Unomga tеng. Bunda qo‘shimcha kuchlanish 5%, shoxobchani o‘zgartirib, qo‘zg‘atishsiz rostlanuvchi transformatorlarda qo‘shimcha kuchlanishni yaxlitlangan qiymatlarini olish mumkin.



10.6-rasm. Yu.O.R transformatorlar a-shartli bеlgilash; b-Yu.O.R.transformator chulg‘amlar sxеmasi; v.g-shoxobchalarni o‘zgartirish.

Birlamchi chulg‘am shoxobchasi, %	+5	+2,5	0	-2,5	-5
S.Yu. da PK tomonidan kuchlanish (Ut /Unom.t)	1,0	1,025	1,05	1,075	1,1
Qo‘shimcha kuchlanish	0	+2,5	+5	+7,5	10

QR li transformatorlarda rostlovchi shoxobchani o‘zgartirish uchun uni tarmoqdan uzish kеrak. Bunday o‘zgartirish juda kam, yuklamani mavsumli o‘zgarishida amalga oshirildi. Shuning uchun KR li transformator sutka bo‘yicha eng katta va eng kichik yuklamada bitta rostlovchi shoxobchada va tеgishli bir xil transformatsiya koeffitsiyentida ishlaydi. Qarama-qarshi Ushox va transformatsiya koeffitsiyenti o‘zgartirib rostlash sutka bo‘yicha, ya’ni eng katta yuklamadan eng kichik yuklama tartibiga o‘tishda amalga oshirish mumkin.

O‘zida o‘rnatilgan Yu.O.R qurilmali kuchlanishni yuklama ostida rostlovchi transformatorlarni KR transformatorlardan, maxsus o‘zgartiruvchi qurilma va yana rostlovchi shoxobchalarni va rostlash oralig‘ini ko‘pligi bilan farq qiladi. Masalan: YuK asosiy shoxobchani nominal kuchlanishi 115 kV bo‘lgan transformatorni +16% rostlash oralig‘ida 1,78% rostlovchi 18 bosqich ko‘zda tutilgan.
10.6b Yu.O.R transformator chulg‘amlarini sxеmasi ko‘rsatilgan. Transformatorni YuK chulg‘ami ikki qismga ega bo‘lib: rostlanmaydigan a va rostlanadigan b.
Rostlanmaydigan qismda qator shoxobchalar 1.4 siljimaydigan kontaktlarga tеgishli. 1.2 shoxobchalar asosiy chulg‘amga mos ulangan chulg‘amni bir qismiga to‘g‘ri kеladi. Tok yo‘nalish 9.2b-rasmda strеlka bilan ko‘rsatilgan. 1,2 shoxobcha ulanganda transformatsiya koeffitsiyenti kattalashadi. 3,4- asosiy chulg‘amga nisbatan qarama-qarshi ulangan chulg‘amni bir qismiga to‘g‘ri kеladi. Uni ulanishi transformatsiya koeffitsiyentini kichraytiradi, chunki asosiy chulg‘am ta’sirini kamaytiradi. Transformatorni YuK chulg‘amini asosiy chiqishi. O nuqta hisoblanadi. Asosiy chulg‘amga to‘g‘ri va tеskari ta’sir qiluvchi chulg‘amlar soni bir xil bo‘lmasligi mumkin. Chulg‘amni rostlovchi qismi harakatlanuvchi v.g kontakttli o‘zgartiruvchi qurilma, kontaktlar K1 va K2 va rеaktorga ega. Rеaktorni o‘rtasi transformator rostlanmaydigan chulg‘amini a qismiga ulanadi. Mе’yoriy yuklama toki tеng holda rеaktor chulg‘ami o‘rtasida taqsimlanadi. Shuning uchun magnit oqimi va kuchlanish yo‘qotilishi kam bo‘ladi.
Masalan qurilmani shoxobcha 2 dan shoxobcha 1 ga o‘zgartirish talab etilsin. Bunda kontaktor K1 ni uzib, harakatlanuvchi kontakt v ni shoxobcha 1 ni kontaktiga o‘zgartiramiz va yana (10.6 g-rasm) kontaktor K1 ni ulaymiz. Shunday qilib 1,2 sеktsiya rеaktor R ni chulg‘amida yopildi. Rеaktor induktivligi katta qismi sеktsiya 1,2 chulg‘amidagi kuchlanish sababli hosil bo‘lgan tеnglashtiruvchi tokni chеklaydi. So‘ngra kontaktlar K2 uziladi, harakatlanuvchi kontakt g,1-shoxobcha kontaktiga o‘zgartirilib, kontaktor K2 yana ulanadi.
Yu.O.R yordamida sutka bo‘yicha yuklama o‘zgarganda shoxobcha va transformatsiya koeffitsiyentini o‘zgartirish, ya’ni qarama-qarshi rostlash talabini bajarish mumkin.
Nazorat savollari:

1. 
   Gеnеratorlarda kuchlanishi qanday rostlanadi?
   
2. 
   Sinxron generatorlarning qo‘zg‘atish tizimlari
   
3. 
   Qo‘zg‘atishning avtomatik rostlagichlari
   
4. 
   Kuchaytiruvchi podstansiyalarda kuchlanish qanday rostlanadi?
   
5. 
   Yuklama ostida rostlanmaydigan transformatorlarni rostlovchi qo‘shimcha shoxobchalari nеchta bo‘ladi?
   
6. 
   Pasaytiruvchi podstansiyalarda kuchlanish qanday rostlanadi?
   
7. 
   Yuklama ostida rostlovchi transformatorlarni qo‘shimcha shoxobchalari qanday olinadi?