Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Instalime elektrike

30,143 views

Published on

Instalime elektrike me shembuj numerik nga Dr. Vjollca Komoni.
Publikuar ne www.e-libraria.com

Published in: Education
  • Sex in your area is here: ❶❶❶ http://bit.ly/2F4cEJi ❶❶❶
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here
  • Dating for everyone is here: ❤❤❤ http://bit.ly/2F4cEJi ❤❤❤
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here

Instalime elektrike

  1. 1. FIEK Ligjerata me shembuj numerik Dr.Vjollca Komoni
  2. 2. FAKULTETI)I)INXHINIERISË)ELEKTRIKE)DHE)KOMPJUTERIKE) ! INSTALIME!ELEKTRIKE) Ligjerata)me)shembuj)numerik) ) Dr.Vjollca)Komoni) ! ) ) ) ) ) ) ) PUBLIKUAR)ME)PËLQIMIN)E)AUTORIT)NË:) ) ) )
  3. 3. PËRMBAJTJA Parathënie KAPITULLI I PARË 1. DEFINICIONI DHE KLASISFIKIMI I INSTALIMEVE ELEKTRIKE ............... 1 KAPITULLI I DYTË 2. SHPENZUESIT E ENERGJISË ELEKTRIKE ..................................................... 6 2.1 Veçoritë e përgjithshme të shpenzuesve ................................................................ 6 2.2 Definicioni i vlerave nominale të madhësive fizike me të cilat përshkruhen shpenzuesit ........................................................................................ 9 2.3 Vetiti themelore të komponentëve për instalimet elektrike ..................................... 11 2.4 Burimet elektrike (elektrorezistuese) të nxehtësisë ................................................ 12 2.5 Burimet elektrike të dritës ........................................................................................ 12 2.6 Motori (asinkron) elektrik për tension alternativë .................................................... 13 2.7 Shpenzuesit e tjerë të energjisë elektrike .................................................................. 14 2.8 Fuqia në qarkun me rrymë alternative me periodë të thjeshtë .................................. 16 2.9 Interpretimi fizik për qarqet elementare ................................................................... 18 2.10 Kompensimi i energjisë reaktive ........................................................................... 19 2.11 Përcaktimi i fuqisë së nevojshme për kompensim .................................................. 20 2.12 Kompensator[t sinkron dhe motorët sinkron .......................................................... 21 2.13 Kompesnimi i fuqisë reaktive me kondensator ...................................................... 21 2.14 Rregullatorët bashkëkohor për fuqi reaktive .......................................................... 25 2.15 Kontaktorët elektromagnetik për kyçje dhe shkyçje të kondensatorëve ................. 27 2.16 Llogarotja e vlerës së fuqisë reaktive të nevojshme për kompensimin e stabilimentit të ri .................................................................................................... 28 2.17 Llogarotja e vlerës së fuqisë reaktive të nevojshme për kompensimin e stabilimentit ekzistues ............................................................................................ 28 2.18 Kompnesimi dinamik ............................................................................................... 31 2.19 Metodat për kompensimin e fuqisë reaktive gjatë prezencës së harmonikëve të lartë 33 2.20 Filtrat pasiv ............................................................................................................... 33 2.21 Filtrat aktiv ............................................................................................................... 34 Shembuj numerik ..................................................................................................... 36 KAPITULLI I TRETË 3. PROCEDURA E PUNIMIT TË INSTALIMEVE ELEKTRIKE .......................... 49 3.1 Projekti i instalimeve elektrike ................................................................................. 49 3.2 Standardet nacionale .................................................................................................. 50 3.3 Rregullat për realizimin e instalimeve elektrike ....................................................... 51 KAPITULLI I KATËRTË 4. KOMPONENTET THEMELORE TË INSTALIMEVE ELEKTRIKE ............... 52 4.1 Përcjellësit elektrik ................................................................................................... 52 4.1.1 Nxehja e përcjellësve ............................................................................................ 56 4.2 Çelësat ....................................................................................................................... 57 4.3 Komponentet elektrike mbrojtëse ............................................................................. 60 4.3.1 Siguresat shkrirëse ................................................................................................ 60 4.3.2 Releu mbrojtës me bimetal ..................................................................................... 62
  4. 4. 4.3.3 Releu mbirrymor ..................................................................................... 63 4.3.2 Releu i mbitensionit dhe nëntensionit ..................................................................... 64 4.4. Kompozimi i çelësave mbrojtës .............................................................................. 64 4.5 Komponentet për programin e kohës ........................................................................ 66 4.6 Komponentet joelektrike të instalimeve elektrike .................................................... 67 KAPITULLI I PESTË 5. ZGJEDHJA VENDOSJA DHE LIDHJA E KOMPONENTAVE NË INSTALIMET ELEKTRIKE ......................................................................................... 69 5.1 Zgjidhja e komponenteve elektrike .............................................................................. 69 5.2 Vendosja e komponenteve elektrike ........................................................................... 69 5.3 Dirigjimi me punën e çelësit ........................................................................................ 74 5.3.1 Funksioni EDHE ...................................................................................................... 74 5.3.2 Funksioni OSE ......................................................................................................... 75 5.3.3 Funksioni JO ..... ...................................................................................................... 75 5.3.4 Funksioni KUJTESË ................................................................................................ 75 5.4. Vendosja në hapësirë e komponenteve elektrike .......................................................... 77 Shembuj numerik ..................................................................................................... 78 KAPITULLI I GJASHTË 6. LLGARITJA E INTENZITETIT TË RRYMËS DHE RËNIES SË TENSIONIT NË PJESËT E INSTALIMIT ELEKTRIK.................................................................... 84 6.1 Llogaritja e intenzitetit të rrymës ............................................................................ 84 6.1.1 Llogaritja e intensitetit të rrymës së njëkohshme në objekte e banimit ................ 84 6.1.1 Llogaritja e intensitetit të rrymës së njëkohshme për objektet industriale dhe publike 85 6.2 Llogaritja e rënies së tensionit ................................................................................. 85 Shembuj numerik ..................................................................................................... 86 KAPITULLI I SHTATË 7. TOKËZIMI NË INSTALIMET ELEKTRIKE........................................................... 119 7.1 Tokëzimi ..................................................................................................................... 119 7.2 Përhapja e rrymës në tokë nga një tokëzues i vetëm .................................................. 120 7.2.1 rezistenca e tokëzimit e një tokëzuesi të vetëm ........................................................ 122 7.3 Përhapja e rrymës në tokë nga një grup tokëzuesish ................................................. 124 7.3.1 Shpërndarja e potencialeve në sipërfaqen e tokës .................................................... 124 7.3.2 Rezistenca e tokëzimit e grupit të tokëzuesve .......................................................... 125 7.4 Tokëzuesi i themelit .................................................................................................... 128 7.5 Tensioni i prekjes .................................................................................................... 130 7.6 Tensioni i hapit ....... .................................................................................................... 132 7.7 Rezistenca elektrike e tokës ........................................................................................ 133 7.7.1 Njohuri të përgjithshme ........................................................................................... 133 7.7.2 Matja e rezistencës specifike të dheut ..................................................................... 135 Shembuj numerik ..................................................................................................... 137 KAPITULLI I TETË 5. KYÇJA E OBJEKTIT ME INSTALIME ELEKTRIKE NË RRJETIN ELEKTRIK SHPËRNDARËS PUBLIK............................................................................................... 145 8.1 Rrjeti elektrik shpërndarës elektrik .............................................................................. 145 8.2 Përkufizimi i vendit të kyçje ......................................................................................... 145
  5. 5. 8.3. Vendi shpërndarës matës .......................................................................................... 146 KAPITULLI I NËNTË 9. VERPIMI I RRYMËS ELEKTRIKE NË TRUPIN E NJERIUT DHE NDIHMA E PARË NË RASTIN E GODITJEVE NGA RRYMA ELEKTRIKE ........................ 149 9.1. Llojet ve dëmtimeve nga rryma elektrike ................................................................. 149 9.2 Rezistenca elektrike e trupit të njeriut ....................................................................... 152 9.3 Faktorët që ndikojnë në dëmtimet nga rryma elektrike .............................................. 153 9.4 Vlerat e lejuara të tensionit të prekjes ........................................................................ 156 9.5 Ndihma e parë në rastet e goditjeve nga rryma elektrike ........................................... 157 9.5.1 Kërkesat e përgjithshme .......................................................................................... 157 9.5.2 Çlirimi nga rryma elektrike ...................................................................................... 158 9.5.3 Ndihma e parë për të aksidentuarit nga rryma elektrike .......................................... 160 9.5.4 Mënyrat e kryerjes së frymëmarrjes artificiale ........................................................ 160 9.5.5 Masazhi i jashtëm i zemrës ..................................................................................... 162 KAPITULLI I DHJETË 10. MBROJTJA NGA GODITJA ELEKTRIKE ......................................................... 166 10.1 Mbrojtja nga prekja e drejtpërdrejtë........................................................................... 166 10.1.1 Mbrojtja me izolim elektrik .................................................................................... 166 10.1.2 Mbrojtja me rrethojë dhe shtëpiza ........................................................................... 166 10.1.3 Mbrojtja me pengesa ............................................................................................... 166 10.1.4 Mbrojtja me vendosje jashtë largësisë që mund të arrihet me dorë ........................ 166 10.1.5 Masat mbrojtëse plotësuese me vendosjen e pajisjes mbrojtëse të rrymës diferenciale (PMRrD) (FID) (RCD) ...................................................................... 167 10.2 Mbrojtja nga prekja jo e drejtpërdrejtë e tensionit .................................................. 167 10.2.1 Mbrojtja me ndarje elektrike .................................................................................. 168 10.2.2 Mbrojtja me barazimin e potencialit pa lidhje me tokën ........................................ 169 10.2.3 Mbrojtja me ndërtimin e hapësirave të izoluara .................................................... 169 10.2.4 Mbrojtja me përdorimin e pajisjeve të klasës së dytë ose me izolim përkatës ....... 169 10.2.5 Shkyçja automatike e furnizmit të qarkut të rrymës ose pjesës së instalo. elektrik 170 10.3 Mbrojtja nga prekja e drejtpërdrejtë dhe jo e drejtpërdrejtë..................................... 180 KAPITULLI I NJËMBËDHJETË 11. MBROJTJA E OBJEKTEVE NË TOKË NGA ZBRAZJET ATMOSFERIKE 181 11.1 Elektriciteti atmosferik dhe zbrazjet ndaj tokës ......................................................... 181 11.2 Zbrazja normale atmosferike ..................................................................................... 183 11.3 Veprimi i zbrazjes atmosferike në objektet në tokë ................................................... 183 11.4 Mënyra e mbrojtjes së objekteve në tokë .................................................................. 184 11.5 Instalimi mbrojtës rrufepritës ................................................................................... 185 11.6 Tokëzimi i instalimeve mbrojtëse rrufepritëse .......................................................... 188 KAPITULLI I DYMBËDHJETË 12. INSTALIMET E TELEKOMUNIKACIONIT (INSTALIMET E RRYMËS SË DOBËT ............................................................................................................................ 190 12.1 Njohuri të përgjithshme ................................. ......................................................... 190 12.2 Funksionet dhe elementet e instalimeve të telekomunikacionit ............................... 191 12.3 Instalimet kabllore të përgjithshme ....................... ................................................... 203 12.3.1 Rrjetet kompjuterike ........................................................................................... 203 12.3.2 Rrjetet e telekomunikacionit me shumë servise ................................................... 205 12.4 Sistemte multimediale ............................................................................................. 209
  6. 6. 12.5 Sistemet e interfonisë për derën e hyrjes ............................................................... 215 12.6 Instalimet elektrike të telefonisë publike .............. ................................................... 217
  7. 7. 1 KAPITULLI I PARË 1. DEFINICIONI DHE KLASIFIKIMI I INSTALIMEVE ë dhjetëvjetëshin e fundit të shekullit XIX njeriu ka filluar të shfrytëzoj energjinë elektrike Për përdorimin e energjisë elektrike për të gjitha këto qëllime duhet gjithsesi të ekzistojnë: artjen e sajë prej burimit e deri te shpenzuesi hpenzuesit ndodhen në objektet të cilat njeriu i ka ndërtuar për ndonjë qëllim. Mirëpo, anë të përfaqësuara me Sot kteve paraqiten centralet me fuqi të instaluar të in, mbartjen dhe shpërndarjen e energjisë elektrike, ELEKTRIKE N për veglat e punës si dhe pajisjet tjera elektrike si burimet elektrike të dritës, të cilat i kanë shërbyer për përmirësimin e kushteve të punës. Përdorimi i energjisë elektrike, në dhjetëvjetëshat e fundit të shekullit XX e ka përfshirë edhe lëmin e informatikës, respektivisht zgjerohet edhe në marrësit (shpenzuesit) të cilët energjinë elektrike e shfrytëzojnë për përfitimin e sinjalit elektrik me fuqi të vogël si p.sh. telefoni, televizioni, rrjetet kompjuterike dhe në rrjetet e tjera IT. - burimet e energjisë elektrike ose informatës - shpenzuesit - pajisjet për b S burimi nuk duhet domosdo të gjendet në ato objekte. Burimi më së shpeshti është jashtë objektit. Për këtë, përveç pajisjeve që gjenden në objekt dhe që shërbejnë për mbartjen e energjisë elektrike dhe informatave, paraqiten edhe ato jashtë objektit. Pajisjet për mbartjen e energjisë elektrike ose informatat nëpër objekt j instalimet elektrike. Ato përbëhen prej bashkësisë së përcjellësve dhe komponenteve elektrike të tjera, të cilat mundësojnë mbartjen e sigurt dhe kualitative të energjisë elektrike ose informatave deri te shpenzuesi. Duke marrë parasysh qëllimet ato ndahen në: - instalimet elektrike të rrymës së fortë, - instalimet elektrike të rrymës së dobët. , si burime të energjisë elektrike jashtë obje madhe, të cilat janë të lidhura paralel në sistemin e vetëm për prodhim mbartjen dhe shpërndarjen e energjisë elektrike. Një sistem i tillë mbulon territorin e një shteti ose madje edhe të disa shteteve. Objektet me shpenzuesit në te, kyçen në sistemin e tillë i cili për ata paraqet burimin e energjisë elektrike. Zakonisht, në sistemet për prodhim përdoret tensioni i punës më i lartë se në instalimet elektrike, ashtu që energjia elektrike të mbartet me fuqi të njëjtë dhe me rrymë të intensitetit më të vogël, me qëllim të zvogëlimit të humbjeve. Këto tensione sillen deri në disa qindra mija volt.
  8. 8. 2 Shpenzuesit e energjisë elektrike zakonisht prodhohen për tensione të punës më të ulët, madhësia e të cilit nuk e kalon vlerën 1000 V. Kjo mundëson konstruksion më të thjeshtë dhe siguri më të madhe. Për këtë, edhe tensioni i punës i instalimeve të tilla është më i ulët dhe ato thirren: Instalimet elektrike të rrymës së fortë dhe tensioni të ulët. Në kohët e fundit po prodhohen shpenzues të energjisë elektrike edhe për fuqi të mëdha, të rendit MW. Edhe tensionet e punës të shpenzuesve të tillë janë më të larta, mirëpo nuk kalojnë vlerën prej 10.000 V. Instalimet e tyre thirren instalime elektrike të rrymës së fortë dhe tensionit të lartë dhe radhiten në lëmin e instalimeve elektrike speciale. Në fig. 1.1. është bërë paraqitja skematike e sistemit për prodhim, mbartje dhe shpërndarje të energjisë elektrike, si dhe kyçja e objektit me instalim elektrik. Në sistemet e prodhimit mbartjes dhe shpërndarjes së energjisë elektrike përdoret sistemi trefazor i tensionit alternativ periodik me frekuencë 50 Hz. Në pjesët me tension mbi 1000 V përdoren tre përcjellës, ndërsa në ato me tension nën 1000 V përdoren katër përcjellës. Li Lsh Lb gj U - tensioni i gjeneratorit, U - tensioni i linjës i mbartjes, U - tensioni i linjës i shpërndarjes, U - tensioni i linjës i instalimit Fig.1.1. Paraqitja skematike e sistemit për prodhim mbartje dhe shpërndarje të energjisë elektrike, si dhe kyçja e instalimeve elektrike të objekteve në atë sistem Sh Sh3,N~50 ULiFL 3,N~50 UU ULB Sh Sh Sh Sh ULsh Ufsh LshU ULsh 3,N~ 50 Hz, 400/230V 3~ 50 Hz, 110, (20) ose 35 dhe 10 kV Termocentralet Hidrocentralet gjU 3~50Hz,400,220 dhe110kV LBU Gj Shpenzuesit (konsumatorët) Instalimet elektrike Objekti i konsumatorit (shfrytëzuesit) Rrjeti elektrik për shpërndarje Shteti ose bashkimi i shteteve Shteti ose bashkimi i shteteve Rrjeti elektrik për mbartje Prodhimi i energjisë elektrike Centrali Sistemi me katër përcjellës ka nën sistemin e tij me dy përcjellës, fazën dhe zeron i cili njëherësh paraqet sistem njëfazor. Të tri sistemet e cekura janë treguar në formë skematike në fig 1.2. Në pjesët e sistemit për prodhimin, mbartjen dhe shpërndarjen e energjisë elektrike dhe në instalimet elektrike, tensioni nuk është i njëjtë në të gjitha pikat, për arsye të rënies së tensionit. Në mënyrë që shpenzuesi dhe transformatori të kryejnë funksionet e tyre, duhet që
  9. 9. 3 tensioni në skajet e tij të jetë as më i madh e as më i vogël se vlerat e tensionit të caktuara më parë, çka do të thotë se rënia e tensionit duhet të jetë e kufizuar në çdo pjesë të atij sistemi. Kjo matematikisht tregohet në këtë mënyrë: (1.1)UUUUU nn Ku janë: U – tensioni në çfarëdo pike Un – vlera nominale e tensionit në ndonjë pjesë të sistemit U – rënia e tensionit më e madhe e lejuar. L3~50Hz, U L3,N~50Hz, U /UF LU UL L1 2L 1L 2LUL UL SISTEMI TREFAZOR ME TREPËRCJELLËSA L UL LU L3 L 3L 2L 1L L1 LU 2L UF NUL SISTEMI TREFAZOR ME KATËRPËRCJELLËSA UU F1,N~50Hz, U UL FU 3L N UL L3 L3 SISTEMI NJËFAZOR ME DYPËRCJELLËSA FU FU N 3 32 21 1 NL L L Fig.1.2. Paraqitja grafike e sistemit trefazor me tre dhe katër dhe e nënstemit njëfazor L , L , L përcjellësat e fazave, N- përcjellësi nular UFUF
  10. 10. 4 Vlerat nominale të tensionit janë vlera referente të cilat shërbejnë si shënime për konstruksionin e shpenzuesve dhe komponenteve elektrike, prej të cilave është ndërtuar sistemi për prodhim, mbartje dhe shpërndarje, si dhe instalimet elektrike. Vlerat nominale të tensionit që shfrytëzohen në pjesët e sistemit për prodhimin, mbartjen dhe shpërndarjen e energjisë elektrike dhe në instalimet elektrike janë të standardizuara. Këto janë: - për pjesët e sistemit mbi 1000V, 400kV, (220kV), 110kV, (35kV) dhe 20kV përkatësisht 10 kV, dhe - për pjesët e sistemit nën 1000V - 400V, 400/230V dhe 230V Në sistemet mbi 1000V në rastet e veçanta përdoren edhe këto vlera nominale të tensionit 6 kV dhe 3 kV, e te ato nën 1000V – vlerat e tensionit 900V dhe 600V. Burimet e energjisë elektrike që ndodhen në objekte si burime të pavarura, mund të janë edhe burimet e tensionit të vazhduar. Këto kanë vlerën nominale të tensionit të instalimeve elektrike respektivisht të vetë shpenzuesve të energjisë elektrike, të cilat gjithashtu janë të standardizuara, dhe atë: 440V, 220V dhe 110V Në instalimet elektrike të tensionit të ulët që trajtohet në këtë kurs, do të paraqiten edhe tensionet nën vlerën 100 V dhe atë alternativ dhe të vazhduar, vlerat standarde të cilëve janë: 48V; 24V; 12V; 6V. Këto tensione lajmërohen te sistemet me dy përcjellës me tension alternativ me periodë të thjeshtë si vlere efektive e tij, ose si vlera e vërtet e tensionit të vazhduar. Edhe burimet e informatave elektrike mund të gjenden në objekt ose jashtë tij. Nëse ato gjenden jashtë objektit, atëherë në mes të burimit dhe marrësit duhet të ekzistojnë pjesët të cilat gjenden jashtë objektit dhe në objekt dhe të cilat shërbejnë për mbartjen e informatës. Pjesët e sistemit që ndodhen në objekt dhe që shërbejnë për mbartjen e informatës janë instalimet elektrike të rrymës së dobët. Te sistemet e cekura më lartë të cilat shërbejnë për mbartjen e energjisë elektrike paraqitej rënia (dobësimi) i tensionit si rezultat i mbartjes së energjisë nëpër mjedisin elektropërçues të papërsosur, kurse te sistemet për mbartjen e informatës elektrike lajmërohet rënia (dobësimi) i fuqisë. Kjo në këtë rast do të shkaktoj jo vetëm dobësimin e tensionit por edhe të rrymës. Për këtë arsye në këto sisteme, kërkohet vlera e kufizuar e fuqisë e jo e tensionit të marrësit. Në vend të transformatorit i cili shërben për mbulimin e rënieve të tensionit, në sistemet për mbartjen e informatave përdoren përforcuesit e fuqisë. Te dy llojet e instalimeve përbëhen prej shumë pjesëve funksionale si janë të përshkuar në fig. 1.3. Në instalimet elektrike të rrymës së fortë janë të radhitura edhe instalimet mbrojtëse nga rrufeja sepse ato ndodhen në të njëjtin objekt, si edhe instalimet elektrike të tjera dhe që kanë për detyrë mbrojtjen e tyre.
  11. 11. 5 a) Mbrojtja e instalimeve nga mjedisi Karakte- ristikat elektrike e marrësit Karakteristika e jashtme e burimit të informatës Fig.1.3. Paraqitja grafike e pjesëve funksionale të instalimeve elektrike të rrymës së fortë dhe të dobët a) për rastin kur burimi ndodhet jashtë objektit, b) kur burimi ndodhet në objekt Pengesat, lagështia, materiet agresive, dëmtimet mekanike b) Karakte- ristikat elektrike e marrësit Karakte ristika e rrjetit f OBJEKTI ( I shfrytëzuesit të informatës ) INSTALIMET ELEKTRIKE Mbrojtja e objektit nga zbrazja atmosferike Qarqet e rrymës Nga pengesat e brendëshme dhe të jashtme, lagështia pluhuri, materiet agresive, temperatura e lartë, dëmtimet mekanike Burimi i informatës Vendi shpërndarës Kyçja e burimit Kyçja e marrësit Marrësi i informatës Qarqet e rrymës OBJEKTI ( I shfrytëzuesit të informatës ) INSTALIMET ELEKTRIKE Mbrojtja e instalimeve nga mjedisi Linjat kyçëse Vendi i kyçjes Vendi shpërndarës Mbrojtja nga zbrazja atmosferike Rrjeti publik për mbartjen e informatës Marrësi i informatës Kyçja e shpenzuesve a) Mbrojtja e instalimeve nga mjedisi Karakte- ristika elektrike e shpen- zuesit I=f(U,t) Karakte ristika e rrjetit U, S Shpenzuesi i ener. elekt. Burimi i ener. elektrike INSTALIMET ELEKTRIKE Mbrojtja e mjedisit nga instalimet Mbrojtja e instalimeve nga mjedisi Nga tensioni i lartë i prekjes, zjarri,etj. Nga lagështia, pluhuri,materialet agresive Qarqet e rrymës Karakteristika e jashtme e burimit të energjisë elektrike --- f,U U=f(I) Instalimet elektrike të rrymës së dobët b) Kyçja e burimit elektrik Vendi shpërndarës rregullues Karakte- ristikat elektrike e shpen- zuesit I=f(U,t) Vendi i kyçjes së shpenzuesit OBJEKTI ( I shpenzuesit të energjisë elektrike ) Mbrojtja e objektit nga zbrazja atmosferike Nga ndezja, ndezja e gazrave eksploziv, dhe efekteve tjera të rrymës elektrike Nga tensioni i lartë i prekjes Mbrojtja e mjedisit nga instalimet Nga lagështia, pluhuri,materialet agresivePrej mbi tension. të jashtmekQ " Instalimet elektrike të rrymës së fortë Qarqet e rrymës OBJEKTI ( I shpenzuesit të energjisë elektrike ) Mbrojtja e rrjetit dhe objektit nga zbrazja atmosferike Vendi matës shpërndarës INSTALIMET ELEKTRIKE Vendi i kyçjes Linja el. kyçëse Linjat elekt. shpërndarës Vendi shpërndarës Rrjeti elekt. shpërndarës Vendi i kyçjes së shpenzuesit Shpenzuesi i ener. elekt.
  12. 12. 6 KAPITULLI I DYTË 2. SHPENZUESIT E ENERGJISË ELEKTRIKE .1. VEÇORITË E PËRGJITHSHME TË SHPENZUESVE kzistojnë lloje të ndryshme të shpenzuesve. Të gjithë këta kanë një veti të përbashkët që shpenzuesit me qëllim të dallimit të veçorive karakteristike të tyre, t jisë. Mirëpo, ësi është vetëm fuqia e mbjeve tregohet nëpërmjet pjesëmarrjes së sajë në fuqinë e tërë për shndërrim, e jo 2 E energjinë elektrike ta shndërrojnë në formë tjetër të energjisë. Për këtë, mund të konsiderohen si shndërrues të energjisë. Në vijim do të analizohen që ndikojnë në zgjedhjen e komponenteve elektrike nga të cilat përbëhet instalimi elektrik. Në fillim do të bëhet analiza e përbashkët për shpenzuesit, e cila ka për qëllim të tregoj se cilat karakteristika të tyre kanë rëndësi në zgjedhjen e komponenteve për instalime elektrike. Karakteristika të rëndësishme të shpenzuesve janë niveli i potencialit dhe fuqia me të cila bëhet shndërrimi i energjisë elektrike në ndonjë formë tjetër të energjisë. Njohja e tyre, nevojitet për shprehjen e intensitetit të rrymës, e cila së bashku me nivelin e potencialit, janë të domosdoshme për zgjedhjen e numrit më të madh të komponenteve elektrike. Gjatë shndërrimit të energjisë elektrike, fitohen forma të ndryshme të energ vetëm njëra prej tyre është e dëshiruar dhe paraqet dobinë energjetike, e të gjitha tjerat paraqesin humbjet energjetike. Këto fuqi shënohen me Pd dhe Ph . Për shfrytëzuesin e shpenzuesit të energjisë elektrike me rënd dobishme energjetike, dhe kjo paraqet një shënim teknikë për çdo shpenzues të energjisë elektrike. Fuqia e hu me vlerë absolute. Kjo tregohet nëpërmjet “koeficientit energjetikë të shfrytëzimit” i cili definohet me shprehjen: hd d PP P (2.1) Koeficienti energjetik i shfrytëzimit, lajmërohet si shënim i dytë teknikë për të gjithë und të llogaritet fuqia elektrike e shpenzuesit, shpenzuesit e energjisë elektrike. Me ndihmën e këtyre dy shënimeve m respektivisht fuqia me të cilën nga instalimi elektrik merret energjia elektrike. Vlera e sajë përcaktohet me shprehjen: dP P (2.2) Për të caktuar intensitetin e rrymës nevojitet të dimë edhe nivelin e potencialit të energjisë energjisë elektrike mund të jenë të konstruktuar për tension të vazhduar ose për elektrike, respektivisht vlerën e tensionit. Ky lajmërohet si shënim i tretë teknikë i shpenzuesit. Shpenzuesit e atë alternativ me periodë të thjeshtë, i cili mund të jetë njëfazor ose trefazor. Për tension të
  13. 13. 7 vazhduar mjafton të jepet shënimi për vlerën e tij, ndërsa për tension alternativ nevojiten edhe shënime tjera. Në fig.2.1. është paraqitur një shpenzues për tension të vazhduar (a) dhe rrjedhja e energjisë në te gjatë këtij shndërrimit (b). Në tabelën e shpenzuesit shënohen madhësitë të cilat jepen si shënime teknike për te. Pranë disa madhësive është shënuar indeksi “n” i cili tregon vlerën nominale. Për shpenzuesit me tension alternativ, ndonjëherë janë të nevojshme shënime shtesë për llogaritjen e intensitetit të rrymës. Te disa shpenzues paraqitet formë e posaçme e energjisë e cila nuk mund të numërohet as në dobi e as në humbje. Kjo energji elektrike nuk shndërrohet në formë tjetër te energjisë. Kjo merret nga burimi gjatë një gjysmë periode dhe i kthehet atij në gjysmë periodën e ardhshme. Kjo quhet energji reaktive, ndërsa energji aktive quhet energjia e cila merr pjesë në mënyrë aktive në procesin e shndërrimit. Energjia reaktive “lëkundet” në mes të burimit dhe shpenzuesit me fuqinë e cila quhet reaktive dhe vlera efektive e saj shënohet me Q. U Fig.2.1. Paraqitja grafike e shpenzuesit të energjisë elektrike për tension të vazhduar (a) dhe rrjedhja e energjisë gjatë shndërrimit të saj P - fuqia elektrika, P - fuqia e dobishme, - fuqia e humbjeve, - koeficienti energjetik i shfrytëzimit, U - vlera e tensionit të kyçjes hPd P , ndn n Pd PP(I= )I U Ph = U Fazori i kësaj fuqie është i shfazuar për këndin 2/ para ose mbetet prapa nga fazori i fuqisë aktive i cili është në fazë me tensionin. Te këta shpenzues të energjisë elektrike, fuqia me të cilën energjia merret prej instalimit elektrik është e caktuar me këtë barazim. jQPS (2.3) Ku janë: S - vlera efektive e fuqisë së dukshme (plotë) P - vlera efektive e komponentës aktive të fuqisë Q - vlera efektive e komponentës reaktive të fuqisë Fuqinë e dobishme më parë e kemi caktuar me fuqinë elektrike aktive dhe koeficientin , në mënyrë analoge edhe fuqia elektrike aktive caktohet me fuqinë e dukshme dhe koeficientin Ks, i cili quhet faktori i fuqisë, dhe definohet si vijon:
  14. 14. 8 S P Ks (2.4) Për tensionin alternativ me periodë të thjeshtë, i cili lajmërohet në sistemet për prodhimi, mbartje dhe shpërndarje të energjisë elektrike, ky faktor është i barabartë me cos e këndit të shfazimit të fazorit të fuqisë së dukshme dhe fazorit të fuqisë aktive, pra: cossK (2.5) Kur dihet faktori i fuqisë, fuqia e dukshme, e cila nevojitet për llogaritjen e intensitetit të rrymës, caktohet me shprehjen: cos dP S (2.6) Mirëpo, për llogaritjen e intensitetit të rrymës me anë të kësaj fuqie duhet njëkohësisht të dihet numri i fazave të shpenzuesit dhe vlera efektive e tensionit të linjës ose të fazës. Për shpenzuesit e energjisë elektrike me tension alternativ me periodë të thjeshtë, krahas fuqisë së dobishme dhe koeficientit të shfrytëzimit energjetike, duhet të dihen edhe: - numri i fazave të shpenzuesit (njëfazor ose trefazor) - vlera efektive e tensionit fazor ose të linjës ( Uf ose Ul ) - faktori i fuqisë (cos ). Në figurën 2.2. është paraqitur grafikisht shpenzuesi njëfazor me tension alternativ (a) dhe rrjedhja e energjisë gjatë shndërrimit (b). Në tabelën e shpenzuesit janë të shënuara madhësitë të cilat jepen për shpenzuesin si shënime teknike. Në tabelë të shënimeve teknike të shpenzuesit jepet si shënim edhe frekuenca e cila në të vërtet nuk është e nevojshme për llogaritjen e intensitetit të rrymës, por shërben për identifikimin e shpenzuesit. Fig.2.2. Paraqitja grafike e shpenzuesit njëfazor të energjisë elektrike për tension alternativ (a), dhe rrjedhja e energjisë gjatë shndërrimit të saj P - fuqia elektrike aktive Q - fuqia elektrike reaktive, S - fuqia e dukshme (plotë), P - fuqia e dobishme, -fuqia e humbjeve, - koeficienti energjetik i shfrytëzimit, U - vlera efektive e tensionit fazor ndnP , d Ph 1,N ~ f,U ~f,U , cosn I (I= ) U S j I Re U dP Ph Q P S= P+jQ
  15. 15. 9 2.2. DEFINICIONI I VLERAVE NOMINALE TË MADHËSIVE FIZIKE ME TË CILAT PËRSHKRUHEN SHPENZUESIT Më parë treguam se çdo shpenzues elektrik përshkruhet me disa madhësi fizike, vlerat e të cilave jepen si shënime teknike të shpenzuesit. Këto vlera janë të caktuara në bazë të sforcimeve kufitare te lejuara të materialeve prej të cilave ndërtohen shpenzuesit. Materialet prej të cilave ndërtohen shpenzuesit e energjisë elektrike sforcohen në pikëpamje dielektrike (materialet elektroizoluese) elektromekanike dhe të temperaturës (të gjitha materialet e shpenzuesve). Sforcimi dielektrik i materialeve elektroizoluese varet prej madhësisë së tensionit, ndërsa ai elektromekanik dhe i temperaturës nga intensiteti i rrymës. Vlera nominale e tensionit të shpenzuesit, është e barabartë me vlerën nominale të tensionit të instalimit elektrik në të cilin ai kyçet, dhe këto vlera janë të standardizuara. Në bazë të kësaj vlere zgjidhet materiali elektroizolues si dhe caktohet mënyra e vendosjes së tij. Te shumica e shpenzuesve të tensionit të ulët është dominant sforcimi nga temperatura. Kjo është e kushtëzuar me humbjet energjetike të cilat në fund shndërrohen në nxehtësi, dhe në këtë rast në të gjitha pjesët e shpenzuesit vjen deri te rritja e temperaturës. Rritja e temperaturës nuk do të jetë e njëjtë në të gjitha pjesët e shpenzuesit. Vlera e temperaturës e cila arrihet duhet të jetë më e vogël ose e barabartë me vlerën kufitare të lejuar për atë material. Kjo, më së shpeshti është temperatura e materialeve elektroizoluese të cilat përdoren. Që kjo rritje e temperaturës, të jetë sa më e vogël në cilëndo pjesë të shpenzuesit, ai duhet të ftohet, përkatësisht nxehtësia duhet të përcillet në mjedis. Nëse kjo ftohje është më e mirë nëpër shpenzues mund të kaloj rryma e intensitetit më të lartë, përkatësisht ai mund të bëjë shndërrimin e energjisë elektrike me fuqi më të madhe. Nga shpenzuesi nxehtësia mund të përcillet në mjedis me përcjellje, rrezatim dhe rrjedhjen e fluidit të lëngët ose të gazet që gjendet përreth shpenzuesit. Se si do të zhvillohet ky proces varet prej rritjes së temperaturës, dhe kualitetit të përcjelljes i cili mund të përshkruhet me ‘rezistencën e nxehtësisë”. Kjo rezistencë e nxehtësisë është çdoherë e definuar në mes të dy pikave (në këtë rast në mes T=T -TCt hP =const. Fig.2.3. Paraqitja e thjeshtësuar e procesit së nxemjes të shpenzuesit me ndihmen e modelit analog elektrik dhe grafiku i rritjes së temperaturës së ndonjë pike në shpenzues T C(=)tC T R(=)t sh R a I(=) Ph sha tR Tsh * a * T Tlej sh a t
  16. 16. 10 të pikave me temperaturë më të lartë dhe mjedisit) si është paraqitur në fig. 2.3. Procesi i nxehtësisë në shpenzues, mund të tregohet në mënyrë të përafërt me skemën elektrike analoge të treguar në figurën 2.3, në të cilën kapaciteti elektrik paraqet masën e shpenzuesit ose kapacitetin e nxehtësisë, rezistenca elektrike paraqet rezistencën e nxehtësisë, rryma paraqet fuqinë e nxehtësisë e tensioni në kondensator paraqet rritjen e temperaturës. Rritja e temperaturës në cilëndo pikë të shpenzuesit gjatë fuqisë konstante të humbjeve mund të tregohet me barazimin. t Rh etPT 1 (2.7) Ku janë: - fuqia e humbjeve e cila është e barabartë mehP dP 1 tR - rezistenca e nxehtësisë në mes të pikës në shpenzues dhe mjedisit, - konstanta kohore e nxehtësisë ( cR tt ) Kjo është një shprehje e thjeshtësuar, sepse në të kundërtën do të ketë edhe anëtar të tjerë (tRi dhe ti). Nga grafiku i rritjes së temperaturës, i dhënë në të njëjtën figurë shihet se temperatura e cilësdo pikë në shpenzues, praktikisht pas një kohe të gjatë do të arrin vlerën më të madhe. Fuqia e shpenzuesit Pd dhe koeficienti i shfrytëzimit do të kanë vlera nominale nëse rritja e temperaturës në pikën më kritike dhe gjatë temperaturës së mjedisit Ta, është e barabartë me vlerën e lejuar. Nëse analizohen grafikët e rritjes së temperaturës të shpenzuesit të njëjtë, për fuqi më të madhe se ajo nominale si në fig. 2.4. mund të përfundojnë se shpenzuesi i njëjtë, mund të ngarkohet me fuqi më të lartë se ajo nominale (P2 > Pn), mirëpo kjo duhet të zgjas një kohë më të shkurtë, e cila caktohet me kohën t2. Nëse në një sistem të koordinatave (t,P) vendosim pikat (t2, P2) (t3,P3) do të fitohet lakorja për mbingarkesën e mundshme për shpenzuesin e paraqitur në të njëjtën figurë. Kjo tregon, se shpenzuesi mund të mbingarkohet, mirëpo si pasojë të kësaj kemi rritjen e intensitetit të rrymës nëpër instalim. Fig.2.4. Paraqitja grafike e lakoreve për mbingarkesat e lejuara. T T t2 =const. lej T T 2 n P =P t 2 n P >P2 n t3 2t t P 2 1 P P P t P =P2 n P >P2 n
  17. 17. 11 2.3. VETITË THEMELORE TË KOMPONENTEVE PËR INSTALIMET ELEKTRIKE Për realizimin e instalimeve elektrike përdoren komponentet elektrike dhe jo elektrike. Këtu do të bëhet fjalë për komponentet elektrike. Komponentet elektrike më në masë gjithsesi janë përcjellësit elektrike. Pas tyre vijnë çelësat e ndryshëm, komponentet mbrojtëse, etj. Të gjitha këto shërbejnë që energjia elektrike të mbartet në mënyrë të sigurt dhe kualitative deri te shpenzuesit. Kualiteti i izolimit elektrik të komponentëve ndaj mjedisit, është përcaktuar me tensionin nominal të instalimeve elektrike i cili njëherësh është tensioni nominal i komponentëve. Këto komponente janë të lidhura në seri, dhe nëpër to kalon rryma me intensitet të njëjtë për të gjitha, e të cilën e caktojnë madhësitë teknike të shpenzuesit. Secila komponent elektrike mund të paraqitet me një impedancë si në figurën 2.5. Gjatë kalimit të rrymës nëpër këto komponenta, do të paraqiten humbjet energjetike, fuqia e të cilave është e caktuar me shprehje h n U;cos 2 1 Fig.2.5. Paraqitja grafike e renditjes së komponenteve elektrike në pjesën e instalimit elektrik deri te shpenzuesit U P;n n U P Ph 1Z U1 sh *P = Re U I1h1 sh n shishiehi IRIURP 2* (2.8) Ku janë: Ui - rënia e tensionit në komponenten e i-të I sh - rryma e shpenzuesit, përkatësisht rryma nëpër komponent, dhe Ri - pjesa aktive e impedancës. Si te shpenzuesit ashtu edhe te komponentet elektrike, në të cilat paraqiten humbjet energjetike do të paraqiten sforcimet e materialit në temperaturë. Këto do të kufizojnë intensitetin e rrymës nëpër komponentë, duke e përcaktuar vlerën e saj nominale. Nëse humbjet energjetike të komponenteve janë të vogla, atëherë vlerën nominale të rrymës e cakton sforcimi elektromekanikë më i madh i lejuar.
  18. 18. 12 2.4. BURIMET ELEKTRIKE (ELEKTROREZISTUESE) TË NXEHTËSISË Te ky grup i shpenzuesve bëhet shndërrimi i energjisë elektrike në nxehtësi. Këto janë të vetmit shpenzues tek të cilët shndërrimi i energjisë elektrike në një formë tjetër të energjisë bëhet pa humbje. Për këtë, te këta shpenzues koeficienti i shfrytëzimit është i barabartë me një ( =1.) Me kyçjen e shpenzuesit të tillë në tension alternativ, nëpër atë do të vendoset rryma me formë të njëjtë si e tensionit, dhe në këtë rast nuk paraqitet fuqia reaktive, e si rezultat i kësaj është se faktori i fuqisë është i barabartë me një ( cos =1). 1 Fig.2.6. Simboli grafike i burimit elektrorezistues të nxehtësisë me shënimet teknike (a) dhe diagrami i rrymës fillestare (b) k, U Pn a) k =1,3n b) 0 t P(I= ) nII kU I Kur këta shpenzues të kyçen në tension, atëherë rryma fillestare nuk do të jetë më e madhe se ajo nominale. Këta shpenzues konstruktohen si njëfazor ose trefazor. Në figurën 2.6 është treguar shenja grafike e shpenzuesve të tillë me madhësitë fizike, si dhe diagrami kohor i rrymës fillestare. Krahas burimeve elektrorezistuese të nxehtësisë ekzistojnë edhe lloje tjera të burimeve si p. sh. me hark elektrik ose dielektrik. Për këto lloje të burimeve, nuk vlejnë përfundimet e nxjerra më parë. Instalimet për kyçen e këtyre shpenzuesve bëjnë pjesë në lëmin e instalimeve speciale. 2.5. BURIMET ELEKTRIKE TË DRITËS Këta shpenzues sot përdoren në masë të madhe. Burimet elektrike të dritës energjinë elektrike e shndërrojnë në energji të dritës. Gjatë këtij shndërrimi shfaqen humbje të konsiderueshme, me çka edhe koeficienti energjetik i shfrytëzimit është shumë më i vogël se një ( < 1). Sipas mënyrës së shndërrimit të energjisë, dallojmë burimet me tel metalik të skuqur ose burimet inkandeshente dhe burimet me shkarkim elektrik nëpër përzierjen e gazrave dhe avujve të metalit (llambat fluoreshente, llambat e zhivës, llambat metal hollogjene dhe llambat e natriumit me shtypje të lartë). Këto burime çdoherë konstruktohen si njëfazore. Te burimet inkandeshente gjatë procesit të shndërrimit të energjisë elektrike, në atë të dritës nuk lajmërohet energjia reaktive. Për këtë, edhe faktori i fuqisë është i barabartë me një (cos =1). Mirëpo, te burimet me shkarkim elektrike, lajmërohet energjia reaktive. Kjo energji është më shumë për arsye të pajisjeve shtesë (paralidhëse), pa të cilat nuk mund të punojnë
  19. 19. 13 këto burime, e më pak për arsye të procesit të shndërrimit. Në fig. 2.7. janë dhënë simbolet grafike për të dy llojet e burimeve si dhe shënimet teknike me të cilat përshkruhen: Për të dy llojet e burimeve rryma në fillim është më e madhe se ajo nominale, kjo shihet nga diagrami kohor i paraqitur në të njëjtën figurë. Te burimet inkandeshente, regjimi nominal vendoset pas një kohe shumë të shkurtë (të rendit disa milisekonda), ndërsa te burimet me shkarkim elektrike kjo periodë matet me minuta, me përjashtim të llambave fluoreshente tek të cilët zgjatë disa sekonda. Te këto burime të dritës si shënime teknike janë dhënë fuqia elektrike dhe fuqia e dritës së burimit, përkatësisht fluksi i dritës. Zakonisht projektuesi i instalimeve elektrike, bënë zgjedhjen e llojit të burimeve elektrike të dritës dhe cakton numrin e nevojshëm të tyre, dhe atë më së shpeshti duke përdorur metodën më të thjeshtë e cila është metoda e faktorit të shfrytëzimit. Të njëjta llogaritje tani bëhen përmes softuerëve përkatëse ( Silicht, Relux, etj) Fig.2.7. Simboli grafike i burimit elektrike të dritës për burimet inkadescente (a) dhe fluoreshente (b) dhe shënimet teknike të tyre 0 a) n n, J U , P n P I(I= ) U 1 I I n t0t b) n , J U ,P ,cosn n IP (I= ) Ucos 1 I I n 2.6. MOTORI (ASINKRON) ELEKTRIK PËR TENSION ALTERNATIVË Ky lloj i shpenzuesve bënë shndërrimin e energjisë elektrike në atë mekanike. Gjatë shndërrimit të tillë lajmërohen humbjet, prandaj edhe koeficienti i shfrytëzimit energjetik do të jetë më i vogël se një ( < 1). Te këta shpenzues lajmërohet edhe energjia reaktive, dhe si rezultat i saj edhe faktori i fuqisë do të jetë më i vogël se një (cos < 1). Këta shpenzues ndërtohen (konstruktohen) si njëfazor ose trefazor dhe atë me rotor me faza (ose unaza) ose me rotor të lidhur në të shkurtër (ose me pështjellë në formë kafazi). Rryma fillestare te motori me rotor të lidhur shkurtë është disa herë më e madhe se rryma nominale, ndërsa te motorët me rotor me faza ajo mund të rregullohet (përshtatet) duke ndryshuar vlerën e rezistencës të kyçur në qarkun e rotorit. Koha e lëshimit në punë varet nga karakteristika e ngasjes. Në fig. 2.8 janë paraqitur simbolet grafike të këtyre motorëve me shënimet teknike dhe lakoret e rrymave të lëshimit. Për këta motor, si shënim teknikë jepet edhe numri i rrotullimeve në boshtin e tij, dhe i cili shërben për llogaritjen e momentit rrotullues i cili i nevojitet projektuesve të ngasjeve elektromotorike.
  20. 20. 14 2.7. SHPENZUESIT E TJERË TË ENERGJISË ELEKTRIKE Krahas shpenzuesve të cekur, e të cilët më së shpeshti përdoren, ekzistojnë edhe shpenzues të tjerë. Këtu do të shqyrtohen, vetëm ata të cilët në instalimin elektrik kyçen nëpërmjet të ndonjë shndërrues elektroenergjetik, i cili mund të jetë: transformatori, ridrejtuesi, shndërruesi i frekuencës dhe kondensatori elektrik. Ridrejtuesi gati çdo herë në hyrje ka transformatorin, e shndërruesi i frekuencave ka ridrejtuesin. Për këtë, problemi nga aspekti i instalimeve elektrike mund të reduktohet vetëm në transformator me ndonjë shpenzues në qarkun e sekondarit. Ky rast është treguar në fig. 2.9. transformatori është shndërrues i energjisë elektrike të një niveli të potencialit në energji elektrike të nivelit tjetër të potencialit. Gjatë këtij shndërrimi shfaqen humbjet për çka edhe koeficienti i shfrytëzimit energjetik është më i vogël se një ( < 1). Te këta shpenzues paraqitet edhe energjia reaktive, e cila ka vlerë relativisht të vogël të fuqisë. Për këtë arsye, edhe faktori i fuqisë do të jetë afër njëshit nëse shpenzuesi i kyçur është kryesisht me fuqi aktive. Gjatë kyçjes së shpenzuesit tjetër ky faktor i fuqisë do të ndryshoj në varësi nga karakteristika e tij. M k~ M k~ 1 Fig.2.8. Simboli grafike të motorëve asinkronme rotor të lidhur shkurtë (a) dhe me rotor me faza (unaza) (b) nnnP , n ) k~f ,U , cosnn a) n zt b) t (b) P/ (I= ) III k Ucos k=1 ose 3 n I me hov të rëndë me hov të lehtë nP=P (a) Transformatori caktohet me fuqinë e plotë nominale S dhe vlerën nominale të tensionit në primar U’n, pa marrë parasysh llojin e shpenzuesit të kyçur në qarkun e sekondarit. i Fig.2.9. Skema elektrike e kyçjes së shpenzuesit të energjisë elektrike në instalim përmes transformatorit dhe diagrami kohor i rrymës së kyçjes së transformatorit me sekundar të hapur 1 S= P +Q (VA) 22 t ~U Shp. i2 T I1
  21. 21. 15 Me ndihmën e shënimeve teknike të cekura më lartë, mund të llogaritet intensiteti i rrymës i nevojshme për zgjedhjen e komponenteve të instalimit elektrik. Me rastin e kyçjes së transformatorit me sekondar të hapur, në instalimin elektrik do të paraqiten rryma fillestare më të larta (1,5 – 2,5) In të cilat zgjasin shkurtë. Me rastin e kyçjes së transformatorit me shpenzues në qarkun e sekondarit, atëherë rryma fillestare caktohet me rrymën fillestare të shpenzuesit. Përmes transformatorit më së shpeshti kyçen shpenzuesit me karakteristika të posaçme, të cilët përveç tjerash mund të kanë rryma të mëdha fillestare, lidhje të shkurta të shpeshta dhe formë të deformuar të rrymës periodike. Këto mund të jenë shkaktare të rënieve të mëdha të tensionit, lëkundjeve të tensionit dhe paraqitjen e harmonikave të larta. Mirëpo, në instalimet elektrike për qëllime të përgjithshme, shpenzues të tillë nuk do të kyçen, përjashtim mund të bëhet për ata me fuqi të vogël me të cilin rast mund të mos merret parasysh ndikimi i tillë. Kondensatori është shpenzues, i cili energjinë elektrike nuk e shndërron në ndonjë formë tjetër (me përjashtim të nxehtësisë dhe atë me fuqi të papërfillshme), por vetëm këtë e shkëmben me burimin. Për këtë, mund të konsiderohet gjenerator i energjisë reaktive, fazori i fuqisë reaktive të së cilit është para tensionit për këndin /2. Pasi që fazori i fuqisë reaktive të shumicës së shpenzuesve të tjerë mbetet pas tensionit për këndin /2, atëherë kondensatori elektrik përdoret për kompensimin e energjisë reaktive të shpenzuesve të tillë. Pasi që, pjesëmarrja e energjisë reaktive në instalime dhe sisteme për prodhim, mbartja dhe shpërndarja të energjisë elektrike është e padëshirueshme atëherë bëhet kompensimi i saj. Shpenzuesi i tillë është përshkruar me vlerën nominale të fuqisë reaktive Qn dhe tensionit në kyçje Un. Me kyçjen e shpenzuesit të tillë në instalimin elektrik, mund të lajmërohet rryma fillestare e cila është e afërt me rrymën e lidhjes së shkurtë në atë vend. Ajo do të varet nga momenti i kyçjes së tij. Grafiku i rrymës fillestare është treguar në (fig. 2.10. b.), në të kundërtën gjatë shkyçjes së shpenzuesit të tillë mund të lajmërohet mbitensioni, vlera e të cilit varet nga çasti i shkyçjes. Fig.2.10. Paraqitja grafike e kyçjes së kondenzatorit elektrike (a) dhe grafiku i rrymës fillestare (b) a) i ~U C N b) t Q= CU2 S=Q(VAr) U I= Q i Paraqitja e rrymave të mëdha dhe e mbitensioneve nuk është e dëshirueshme në instalimet elektrike, prandaj këto duhet të pengohen. Kjo arrihet duke vendosur induktivitet/shuarse pa qark magnetik, para kondensatorit elektrik, dhe i cili gjatë kyçjes zvogëlon intensitetin e rrymës fillestare. Qe të pengohet dukuria e paraqitjes së mbitensionit gjatë kohës së shkyçjes, në skajet e kondensatorit duhet kyçur rezistencat shkarkuese, të cilat energjinë e akumuluar në kondensator e shndërrojnë në nxehtësi. Skema elektrike e kyçjes së këtyre dy komponenteve në kondensator elektrik është treguar në fig. 2.11.
  22. 22. 16 2.8. FUQIA NË QARKUN ME RRYMË ALTERNATIVE ME PERIOD TË THJESHTË Fig.2.11. Skema elektrike tripolëshe e kyçjes së shuarses dhe rezistencës shkarkuese në qarkun e kondenzatorit KONDENZATORI L Instalimi elektrik 422 2 R 3121 6 315 32 Nocioni i fuqisë merret kur analizohet dukuria me të cilën kryhet ndonjë punë ose bëhet transformimi i energjisë. Nëse është i dhënë tensioni alternativ në mes të dy skajeve të qarkut elektrik tcosUu 2 dhe rryma alternative në qark )tcos(Ii 2 në raport me kahun referent të njëjtë ( këndi , i cili tregon ndryshimin në fazë të rrymës dhe tensionit, ka vlerën pozitive nëse rryma është pas tensionit, dhe negative nëse rryma është para tensionit). Vlera momentale e fuqisë në qark është: )tcos(tcosUIiup 2 (2.9) Kjo mund të paraqitet si shumë e anëtarit konstant dhe anëtarit me frekuencë të dyfishtë ( fig. 2.12), pra: )tcos(UIcosUIp 2 (2.10) Në shprehjen e fundit, - T pdt T UI 0 1 cos paraqet vlerën mesatare të fuqisë momentale, dhe - PtUI )2cos( vlerën momentale të komponentës të frekuencës së dyfishtë, amplituda e së cilës është e barabartë .SUI Komponenta P mund të shprehet si: tsinsinUItcoscosUIP 22 (2.11) Kështu vlera momentale e fuqisë mund të transformohet në shumën e fuqisë aktive dhe reaktive ( si në fig. 2.12 b).
  23. 23. 17 tsinsinUI)tcos(cosUIp 221 (2.12) I II I. Vlera momentale e fuqisë aktive II. Vlera momentale e fuqisë reaktive Pjesa konstante e këtij anëtari, cosUIP , është i barabartë me vlerën mesatare të fuqisë momentale në qark dhe quhet fuqia aktive. Vlera momentale e fuqisë aktive oshilon me frekuencë të dyfishtë në mes të 0 dhe 2P. Amplituda e anëtarit oshilues është e barabartë me fuqinë aktive P. Vlera momentale e kësaj komponente oshilon me frekuencë të dyfishtë në mes sinUI dhe sinUI . Vlera mesatare e kësaj komponente është e barabartë me zero. Amplituda e kësaj komponente sinUIQ quhet fuqia reaktive. b) a) II I S Q P t t i u p=u i P Fig.2.12. a) Tensioni, rryma dhe vlera momentale e fuqisë së qarkut; b) fuqia momentale dhe komponenta aktive dhe reaktive e saj.
  24. 24. 18 Amplituda e komponentës P e shënua UIr me S , quhet fuqia e dukshme. Raporti i fuqisë aktive dhe asaj të dukshme ( S P ) quhet faktori i fuqisë. Kështu mund të nxirren këto shprehje: cos 22 QPS (VA) tgPQ (VAr) (2.13) cosSP (W) 2.9. INTERPRETIMI FIZIK PËR QARQET ELEMENTARE Nëse qarku elementar përbëhet nga rezistenca termogjene ideale R ndryshimi i fazës së rrymës në krahasim me tensionin është 0 , dhe fuqia momentale ka vetëm komponentin aktive, pra: ),tcos(P)tcos(UIp 2121 2 2 RI R U P (2.14) Vlera mesatare e fuqisë momentale është pozitive. Vlera momentale e fuqisë është çdoherë pozitive në raport me kahun referent të aprovuar në qark, çka nënkupton se rezistenca termogjene gjithnjë absorbon energjinë elektrike, e cila nëse në skajet e qarkut që ka tension shndërrohet në nxehtësi. Kështu, kahu i mbartjes së energjisë dhe fuqisë është në pajtim me kahun referentë në qark në bazë të së cilit janë caktuar tensioni dhe rryma. Nëse qarku elementar përbëhet nga bobina induktive me induktivitet L, ndryshimi i fazës së rrymës në krahasim me tensionin është 2/ , dhe fuqia momentale ka vetëm komponenten reaktive, pra: ,tsinQtsinUIp 22 2 2 LI L U UIQ (2.15) Vlera mesatare e fuqisë momentale është zero. Vlera momentale e rrymës ndërron në mënyrë alternative kahun në krahasim me kahun referentë të aprovuar në qark, çka nënkupton se në intervalet kur rrymën në qark e mban tensioni i burimit ( duke e mposhtur FEM të vetinduksionit) rryma do të rritet nga zero deri në vlerën maksimale, deri sa puna elektrike të cilën e bën tensioni i rrjetit shndërrohet në energjinë e fushës magnetike. Fuqia e burimit në këtë interval është pozitive. Në intervalet kur rryma zvogëlohet nga vlera maksimale deri në zero, energjia magnetike nëpërmjet FEM të vetinduksionit shndërrohet në punë elektrike e cila kthehet në burim. Për këtë, në këto intervale fuqia e burimit është negative. Puna të cilën qarku e kthen në burim është e barabartë me punën të cilën burimi i ka dhënë qarkut në intervalin e mëparshëm. Në gjysmë periodat e ardhshme të rrymës, të gjitha dukurit e përshkruara përsëriten me radhitje të njëjtë, vetëm se me ndryshimin e kahut të rrymës edhe fusha magnetike e ndërron kahun. Sipas marrëveshjes, merret se burimi ia dërgon fuqinë reaktive bobinës induktive, përkatësisht bobina shpenzon fuqinë reaktive. Në qarkun i cili përbëhet vetëm prej kondensatorit ideal rryma është para tensionit të burimit për këndin 2/ ( )2/( , dhe fuqia momentale ka vetëm komponenten reaktive, pra :
  25. 25. 19 tsinQtsinUIp 22 , C I CUUIQ 2 2 . (2.16) Vlera mesatare e fuqisë momentale është zero. Vlera momentale e rrymës ndërron në mënyrë alternative kahun në krahasim me kahun referentë të aprovuar në qark, çka nënkupton se në intervalet kur rrymën në qark e mban tensioni i burimit, duke e mposhtur FEM të kondensatorit, fusha elektrike në kondensator rritet, ndërsa puna elektrike të cilën e kryen tensioni i rrjetit shndërrohet në energjinë elektrostatike të fushës elektrike. Fuqia e burimit në këtë interval është pozitive. Në intervalet që pasojnë fusha elektrike dobësohet dhe energjia elektrostatike zvogëlohet deri në zero. Kjo nëpërmjet FEM të kondensatorit shndërrohet në punë elektrike e cila i kthehet burimit. Për këtë, në këto intervale fuqia e burimit është negative. Puna të cilën qarku e kthen në burim është e barabartë me punën të cilën burimi i ka dhënë qarkut në intervalin e mëparshëm. Në gjysmë periodat e ardhshme tensioni përsëritet me radhitje të njëjtë, vetëm se me ndryshimin e kahut të tensionit ndërrohet edhe kahu i fushës elektrike. Në qarkun me kondensator energjia reaktive është madhësi negative për kahet referente të dhëna. Sipas marrëveshjes kondensatori konsiderohet si gjenerator i fuqisë reaktiv, dhe themi se kondensatori i dërgon energji reaktive burimit, i cili shpenzon fuqinë reaktive. Të gjitha analizat e bëra janë për sistemin njëfazor. Pasi sistemi trefazor ka specifikat e veta duhet të përmenden ngjashmëritë dhe ndryshimet e përkufizimeve të fuqisë aktive dhe reaktive. Për sistemin trefazor të balancuar kemi: - Fuqia momentale është e barabartë me shumën e fuqive momentale të secilës fazë. - Fuqia momentale është konstante dhe e barabartë me trefishin e vlerës të fuqisë aktive të një faze: PUIp f 3cos33 (2.17) - Sipas marrëveshjes fuqia reaktive e sistemit trefazor të balancuar është e barabartë me trefishin e vlerës të fuqisë reaktive të një faze: QQ f 33 (2.18) - Për arsye të simetrisë së plotë në mes të fazave, e mjaftueshme është të caktohet rryma dhe tensioni i një faze. 2.10. KOMPENZIMI I ENERGJISË REAKTIVE Shumë pajisje elektrik për kryerjen e punës normale përveç energjisë aktive shfrytëzojnë edhe energjinë reaktive. Kur shpenzuesit të furnizohen me energji reaktive nga sistemi energjetik paraqitet rritja e rënieve të tensionit dhe humbjet shtesë të energjisë në gjeneratorë, transformatorë dhe linja. Mirëpo, nëse energjia reaktive kompensohet drejtpërdrejt në vendin ku shpenzuesi furnizohet me energji, duke përdorur aparaturën për prodhimin e energjisë reaktive, mund të përmirësohen vlerat e tensionit në sistemin energjetik dhe të zvogëlohen humbjet energjetike në prodhim dhe mbartje. Me kompensim bëhet shkarkimi i burimeve ekzistuese të energjisë dhe rrugëve mbartëse, dhe kështu pajisjet ekzistuese për prodhimin dhe mbartjen e energjisë mund të prodhoj dhe mbartë energji me fuqi aktive më të madhe. Energjia reaktive e nevojshme për punën e numrit më të madh të shpenzuesve është ajo induktive, çka do të thotë se fazori i fuqisë Qsh mbetet pas fazorit të tensionit për këndin /2.
  26. 26. 20 Qc=Qk ndërsa shkëmbimi i energjisë reaktive në mes të burimit dhe shpenzuesit do të bëhet e në sistemet ensatori sinkron dhe motori sinkron), të, grupor ose - Në kohët e fundit teknologjia e prodhimit të kondensatorëve për kompensim aq shumë është .11. PËRCAKTIMI I FUQISË SË NEVOJSHME PËR KOMPENSIM ve si dhe Nëse paralel me shpenzuesin e tillë kyçet kondensatori elektrik me fuqi Qc ku Qc<Qsh, atëherë kondensatori me shpenzuesin në mes veti do të shkëmbejnë energjinë reaktive me fuqi me fuqinë Qsh-Qk. Në këtë mënyrë, do të bëhet kompensimi i një pjese të energjisë reaktive, në pjesën e instalimit në mes të burimit dhe shpenzuesit. Nëse Qk=Qsh, energjia reaktive do të shkëmbehet vetëm në mes të kondensatorit dhe shpenzuesit. Kjo do të thotë se ajo plotësisht do të kompensohet. Në fig. 2.13 është dhënë paraqitja grafike e këtij procesi. Për kompensimin e energjisë reaktive, përkatësisht të fuqisë reaktiv kshI shPQ -Qsh k Pshshkk shQ II Q S= +j(Q -Q ) hPshkP =0 Fig.2.13. Paraqitja grafike e shkëmbimit të energjisë reaktive në mes të shpenzuesit me kondenzatorin dhe burimin P elektroenergjetike përdoren këto pajisje: - Kompensatorët rrotullues ( Komp - Kondensatorët ( të lidhur në seri ose paralel për kompensim të veçan qendror si dhe kompensimi dinamik), Filtrat pasiv, - Filtrat aktiv. zhvilluar dhe ata kanë arrit të bëhen zgjidhje universale, dhe atë si për stabilimentet industriale ashtu edhe për ato shpërndarëse. 2 Duke shfrytëzuar përkufizimin për vlerat momentale të fuqisë aktive dhe reakti përkufizimin për faktorin e fuqisë dhe lidhjen në mes të fuqisë aktive reaktive dhe asaj të dukshme, mund të formohet diagrami vektorial i fuqive. Për kompensimin e fuqisë reaktive nga vlera fillestare e faktorit të fuqisë 1cos në faktorin e fuqisë 1cos , është e nevojsh het fuqia reaktive )( 21 2cos me të prodho tgtgPQC . Në figur rën 2.14 është tregua P- fuqia aktive Q- fuqia reaktive S- fuqia e dukshme 2Q Q1 P CQ S2 1S 2 C Fig.2.14. Diagrami i fuqive për sistemin e pakompensuar (ideksi 1) dhe të kompensuar (indeksi2); Q fuqia reaktive e prodhuar e nevojshme për kompensim në cos 1 2
  27. 27. 21 diagrami vektorial i fuqive për gjendjen para dhe pas kompensimit. Pas kompensimit shpenzuesi nga rrjeti merr fuqinë reaktive më të vogël se ajo fillestare, , duhet ti shmangemi sepse në atë rast do të mbartet fuqia reaktive h burim .12. KOMPENSATORËT SINKRON DHE MOTORËT SINKRON je ekonomike .13. KOMPENSIMI I FUQISË REAKTIVE ME KONDENSATORË ërdorimin e cilat janë kryesisht induktive, lidhen në seri kondensatorët 12 QQ kështu që gjatë vlerës së fuqisë aktive P të pandryshueshme fitohet vlera e zvogëluar së dukshme )( 12 SS . Mbi kompensimit e fuqisë 1QQC prej shpenzuesit ka i i furnizimit, çka nënkupton se krahas kompensimit të bërë do të kemi humbje të rritura të energjisë dhe tension të rritur në shpenzues. 2 Te shpenzuesit industrial të fuqive të mëdha, është e justifikueshme në pikëpam investimi në stabilimentet për kompensim, puna e të cilave bazohet në aplikimin e makinave rrotulluese. Këtu duhet të dallohet rasti kur makina sinkrone punon vetëm si burim i fuqisë reaktive ( atëherë ajo quhet kompensator sinkron dhe praktikisht punon si motor sinkron me mbi eksitim në punë pa ngarkesë) dhe rasti kur makina punon si motor (sinkron) me ngarkesë normale. Për rastin e dytë është e paraparë që motori të punon me rrymën nominale për ngarkesën e dhënë ( pra ai as nuk shpenzon dhe as nuk prodhon fuqi reaktive). Nëse parashihet që motori sinkron të shfrytëzohet edhe për prodhimin e fuqisë reaktive atëherë makina duhet të ketë konstruksion të posaçëm për atë regjim pune. Një ngasje e këtillë elektromotorike do të jetë e leverdishme, sepse njëkohësisht vepron edhe si kompensator i fuqisë reaktive, prandaj për uzina industriale mund të jetë me rëndësi të madhe ekonomike. Por këtu duhet pas kujdes gjatë përzgjedhjes së sistemit përkatës të eksitimit, si dhe gjatë projektimit të rregullatorit automatik të eksitimit me qëllim që të sigurohet stabiliteti i makinës sinkrone. 2 Kompensimi i fuqisë reaktive në sistemin elektroenergjetik mund të bëhet me p kondensatorëve serik apo paralel. Nëse në linjat e tensionit të lartë, të atëherë kemi të bëjmë me kompensimin serik. Efekti i ndërtimit të kondensatorëve serik vërehet në zvogëlimin e rënieve të tensionit dhe humbjeve të fuqisë reaktive, si dhe në rritjen e rezervës së stabilitetit të sistemeve mbartëse. Kondensatorët e lidhur në seri praktikisht nuk ndikojnë në humbjet e fuqisë dhe energjisë aktive në mbartje. VSHM VSH - vendi shpërndarës VSHM - vendi shpërndarës matës VSHVSH c) SH a)b) Fig.2.15. Skema principiele elektrike e mënyrës së realizimit të kompenzimit të energjisë reaktive:kompenzimi i veçant (a), grupor(b), qendror (c) SH - shpenzuesi
  28. 28. 22 Nëse te shpenzuesit kondensatorët i lidhim paralel, do të zvogëlohet vlera e fuqisë reaktive të jisë reaktive lidhet drejtpërdrejt në skajet e shpenzuesit dhe mbartur. Kjo do të ndikojnë në mënyrë të volitshme në zvogëlimin e rënieve të tensionit dhe humbjeve të fuqisë dhe energjisë reaktive në mbartje. Ekzistojnë katër mënyra të mundshme për realizimin e kompensimit paralel: i veçantë, grupor, qendror dhe i përzier (fig..2.15). Përzgjedhja e zgjidhjes konkrete teknike duhet të marrë parasysh karakteristikat teknike dhe ekomomike të secilit rast të cekur. .13. 1. Kompensimi i veçantë2 Pajisja për kompensimin e energ kyçet dhe shkyçet së bashku me te (fig. 2.16). Nëse nuk bëhet fjalë për motorët me masa volante të mëdha, nuk paraqitet nevoja për çelës të veçantë për kondensatorin, si dhe nevoja për rezistencat për shkarkim. Shpenzuesi dhe kondensatori janë të mbrojtur me pajisjen mbrojtëse të përbashkët. Pa marrë parasysh që kompensimi i veçantë është i dedikuar për shpenzuesit të cilët janë të kyçur për një periudhë më të gjatë të kohës, me shkyçjen e shpenzuesve nga rrjeti atëherë edhe bateria e kondensatorëve nuk është në funksion. Kështu paraqitet nevoja për shfrytëzim më të mirë të pajisjes, e cila mund të realizohet me aplikim e llojeve të tjera të lidhjeve. Kompensimi i veçantë i transformatorit. Transformatori me fuqi nominale Sn, tensioni e lidhjes së shkurtë uk%, i ngarkuar me fuqinë e dukshme S, shpenzon fuqinë reaktive QT, e cila përbëhet nga dy komponente: fuqinë reaktive të punës pa ngarkesë Q0 dhe fuqinë reaktive që i përgjigjet reaktancës së shkapërderdhjes. Pra fuqia reaktive QT që e shpenzon transformatori është: Fig.2.16. Kompensimi i veçantë M ~ M ~ M ~ 2 100 S S% %u QQ n k 0T (2.19) Nëse bëhet kompensimi i veçantë i transformatorit me kyçjen e drejtpërdrejtë të baterisë së kron. Nëse motori lëshohet në punë drejtpërdrejt reaktive e motorit në punë pa ngarkesë). kondensatorëve, ajo zakonisht dimensionohet ashtu që ti përgjigjet fuqisë reaktive të transformatorit gjatë ngarkesës së plotë. Kompensimi i veçantë i motorit asin atëherë bateria e kondensatorëve lidhet drejtpërdrejt në skajet e motorit, pra paralel pas çelësit dhe siguresave dhe atëherë fuqia e baterisë nuk guxon të kaloj 90% të fuqisë reaktive të motorit në punë pa ngarkesë, kështu: 090 Q.QC (Q0 është fuqia
  29. 29. 23 K dukurin e vetë ngacmimit të motorit asinkron gjatë ndaljes,y kufizim pengon e sidomos kur makina e ngasur ka moment të inercisë të madh dhe ndalet ngadalë. Në rastin kur është e montuar mbrojtja e motorit, preferohet që ajo të programohet në vlerën më të ulët të rrymës sipas shprehjes: nTh I cos I 1 cos 2 (2.20) u janë: h – vlera e re e rrymës së mbrojtjes së motorit, – rryma nominale e motorit në A ( nga tabela e shënimeve) , Në s jet ndërçelësit yll-trekëndësh, manual ose automa jt në skajet e motorit para elementet për k - IT - In - cos – faktori i fuqisë nominal i motorit ( nga ta1 bela e shënimeve) , - cos – faktori i fuqisë pas kompensimit.2 ra tin kur motori lëshohet në punë nëpërm tik, bateritë e kondensatorëve nuk duhet të lidhen drejtpërdre ndërçelësit, por duhet të lidhen në skajet e motorit i cili drejtpërdrejt kyçet në furnizim. Te ndërçelësat manual për motorët me kompensim përdoren ndërçelësat special me kontakte nëpërmjet të së cilëve lidhet bateria e kondensatorëve. Këto kontakte gjatë kyçjes, i lidhin bateritë drejtpërdrejt në tensionin e plotë të rrjetit dhe ajo mbetet e lidhur edhe gjatë lëshimit në punë dhe gjatë punës së motorit. Te ndërçelësi automatik bateria lidhet në kontaktorin me të cilin dirigjon automatika e ndërçelësit. Edhe këtu njëjtë si te ndërçelësi manual bateria gjatë lidhjes drejtpërdrejt kyçet në tensionin e plotë të rrjetit, dhe mbetet kështu e lidhur deri në shkyçje. Kompensimi i veçantë i burimeve të dritës (llambave) me shkarkim elektrik. Për punën normale të burimeve të dritës me shkarkim elektrik janë të domosdoshëm kufizimin e rrymës së shkarkimit. Te llambat e natriumit me shtypje të ulët me fuqi të vogël përdoret transformatori me fushë shkapërderdhëse të madhe, ndërsa te llambat e tjera me shkarkim elektrik më së shpeshti përdoret shuarsja e lidhur në seri. Për shkak të induktivitetit të lartë faktori i fuqisë te transformatorët me fushë shkapërderdhëse është rreth 0.3, ndërsa te shuarsja e lidhur në seri është rreth 0.5. Llambadarët bashkëkohorë me pajisje paralidhëse elektronike kanë faktorin e fuqisë afër njëshit dhe nuk kërkojnë kompensim të energjisë reaktive. Për arsye të natyrës jo lineare të rrymës së burimeve të dritës me shkarkim elektrik, e sidomos në rastin e instalimit të një numri të madh të llambadarëve, duhet të merret në konsiderim prezenca e rritur e harmonikëve të lartë. Kondensatorët e lidhur paralel në llambadarët dhe kondensatorët energjetik në aparaturat për kompensim të fuqisë reaktive së bashku me impedancën e rrjetit formojnë qarkun rezonant. Ky qark i forcon harmonikët e lartë të rrymës së llambadarit, çka mund të sjell deri te dukuria e mbitensionit dhe dëmtimin e pajisjes. Prandaj me rastin e projektimit të kompensimit të fuqisë reaktive të objekteve me konsum dominues të llambadarëve me gypa fluoreshent duhet të kemi parasysh prezencën e harmonikëve të larta dhe dukurin e rezonancës. Në objektet e mëdha, për arsye të numrit të madh të llambadarëve me gypa fluoreshent, kompensimi individual nuk është i leverdishëm, dhe në atë rast zakonisht përdoret kompensimi qendror i fuqisë reaktive. Për shkak të prezencës së harmonikëve të lartë ky kompensim realizohet më së shpeshti si stabiliment për filtrim.
  30. 30. 24 2.13. 2. Kompensimi grupor ë rastin kur grupi i shpenzuesve induktivN furnizohet nëpërmjet linjës atëherë shfrytëzohet kompen së përbashkët, simi grupor i e kompensimi qendror fuqia reaktive e tërë st të fuqisë reaktive fig.2.18. Kjo mënyrë e realizimit të e për rastin kur ekzistojnë një numër i madh i shpenzuesve ër arsye ekonomike më së shpeshti përdoret lidhja e përzier e treguar në 2.19. Te kjo mënyrë përdoren të gjitha anët e mira të lidhjes së veçantë, grupore he qendrore. Pra një pjesë më e vogël e fuqisë reaktive të gjeneruar shpërndahet në rrjetin kondensator, çelësit kryesor dhe rezistencave për shkarkimin e kondensatorëve kur treguar në fig. 2.17. Për secilin grup të shpenzuesve është paraparë pajisje e veçantë për kompensim e cila instalohet pa çelës të posaçëm. Nëse në grupin e shpenzuesve ekziston ngarkesë e ndryshueshme dhe/ose shpenzuesit e veçantë gjatë punës kyçen dhe shkyçen, efekti i rrafshimit e bënë këtë mënyrë të realizimit të kompensimit tërheqës, sepse nevojitet të bëhet kompensimi i vlerës mesatare të fuqisë reaktive të grupit. 2.13. 3. Kompensimi qendror T abilimentit kompensohet me ndihmën e vetëm një pajisjeje për kompensim kompensimit është e përshtatshm me fuqi të vogël, të cilët kanë fuqi reaktive të ndryshme dhe të cilët kyçen në intervale të ndryshme kohore. Përparësitë e kompensimit qendror janë: aparatura montohet lehtë, ndërsa zgjerimi i kompensimit dhe rritja e fuqisë së kondensatorëve realizohet shumë thjeshtë. Pasi që faktori i njëkohshmërisë është më i vogël se një, nevojitet fuqi më e vogël reaktive në krahasim me rastin e kompensimit të veçantë apo grupor. Gjithashtu duhet të ceket se konfigurimi i rrjetit lokal mbetet e pandryshueshme. Në këtë rast është e domosdoshme të përdoret rregullatori i posaçëm për kyçjen dhe shkyçjen e kondensatorëve. 2.13. 4. Kompensimi i përzier P e kompensimit të fuqisë reaktive d lokal nëpërmjet lidhjes së veçantë dhe grupore, ndërsa pjesa tjetër rregullohet në nivelin qendror. Aparatura për kompensimin e fuqisë reaktive që përdoret te kompensimi qendror dhe të përzier përbëhet nga: rregullatori i fuqisë reaktive, kondensatorëve paralel, siguresat për qarqet me M ~ M ~ M ~ M ~ M ~ Fig.2.17. Kompensimi grupor M ~ Fig.2.18. Kompensimi qendror M ~ M ~ Rregullatori
  31. 31. 25 të shkyçen. Rregullatori bën matjen e fuqisë reaktive dhe nëse vlera e matur dallon nga ajo e rregulluar atëherë jep sinjalin komandues për kyçjen e kondensatorëve. 2.14. RREGULLATORËT BASHKËKOHOR PËR FUQI REAKTIVE Sot rregullimi i fuqisë reaktive i stabilimenteve për kompensim bëhet me ndihmën e yçjen dhe t për fuqi atorit matës të rrymës. Herësit e kallëve të kompensimit (NS) është numri i shkallëve kompensuese në të cilat është Nëse fuqitë reaktive të s kompensuese të rendit uke filluar nga e dyta janë me fuqi dy herë rë. rregullatorëve digjital. Ata kanë të montuar pjesët për të vendosur në lidhje me k shkyçjen e kondensatorëve, kështu që për kohën më të shkurtë përmbushen nevoja Rregullatori M ~ M ~ M ~ Fig.2.19. Kompensimi i përzier M ~ M ~ M ~ reaktive, duke minimizuar numrin e kyçeve/shkyçjeve të sekuencave kompensuese dhe duke marrë në konsideratë shfrytëzimin e njëtrajtshëm të tyre. Te rregullatorët bashkëkohor qarku për matjen e tensionit kyçet në mes të dy përcjellave fazor, drejtpërdrejt ose nëpërmjet të transformatorit matës për tensione të larta, ndërsa qarku matës i rrymës mat rrymën e një faze nëpërmjet transform transformimit të transformatorëve matës mund të programohen. Kështu rregullatori mund të shfrytëzohet si pajisje universale për kontrollimin e fuqisë reaktive në të gjitha nivelet e tensionit. 2.14. 1. Përkufizimet themelore të rregullatorit të fuqisë reaktive Numri i sh ndarë fuqia e tërë e stabilimentit për kompensim të fuqisë reaktive. shkallëve veç e veç nuk janë të njëjta, sipas rregullës fuqia e shkallë më të lartë është më e madhe nga fuqia e shkallës të mëparshme. Rendi i fuqive për kompensim është numri prej katër shifrave, të ndara me dy pika, i cili përkufizon raportin relativ të fuqive të gjitha shkallëve kompensuese në raport me shkallën e parë. Rendet të cilat përdoren më së shpeshti janë: - 1:1:1:1 – Të gjitha shkallët për kompensim janë me fuqi të njëjtë, - 1:2:2:2 - Të gjitha shkallët për kompensim d më të madhe se e para, - 1:2:4:4 –Fuqia e shkallës së dytë është dy herë më e madhe se fuqia e të parës, derisa fuqitë e shkallëve të tjera duke filluar nga e treta janë katër herë më të mëdha se fuqia e shkallës së pa
  32. 32. 26 Rre l daljeve si dhe m shtrembërimit të al Harmonic Distortion) ( faktorit i shtrembërimit të treme të sinjalit të rrymës së matur, - realizimit të faktorit të fuqisë të rregulluar. Për t të jetë i pajisur së paku me një rele për alar im reaktive .15. gu latorët bashkëkohor përmbajnë në vete identifikimin e lehtë të gjendjes së kyçje së undësin e tregimit të vlerës momentale të faktorit të fuqisë dhe koeficientit të rrymës nga harmonikët. Gjithashtu është e përshtatshme që rregullatori të ketë mundësin e detektimit dhe alarmimit të këtyre situatave: - Nivel të lartë të faktorit THD (Tot tërë të rrymës) - Vlerat eks - Vlerat ekstreme të tensionit të furnizimit, dhe Mos mundësia e kë ë qëllim është e domosdoshme që rregullatori m . Në fig.2.20 është treguar rregullatori i fuqisë 2 Fig.2.20. Rregullatori i fuqisë reaktive
  33. 33. 27 KONTAKTORËT ELEKTROMAGNETIK PËR KYÇJEN DHE SHKYÇJEN E KONDENSATORËVE rseve dhe kon bi dimensionuar, të cilët në pikëpamje he nëpërmjet rezistorëve të mëdhenj i lidhin ë fig. 2.24 është treguar skema e lidhjes Kyçja e kondensatorëve në rrjetë deri në vitet 80 është bërë nëpërmjet shua taktorëve elektromekanik me rrymë të m konstruktive kanë qenë të njëjtë si kontaktorët për kyçjen e motorit ose çfarëdo shpenzuesi tjetër. Roli i shuarses ka qenë që të kufizoj rrymën e kyçjes së baterive, kështu kontaktori ka qenë i mbi dimensionuar që të përball rrymën e këtillë të kyçjes së baterisë. Në fig. 2.21 është dhënë rryma e kyçjes e kondensatorit prej 50kVAr, 400V për rastin pa shuarse. Kur të përdoret shuarsja, rryma e kyçje zvogëlohet në masë të konsiderueshme, që është treguar në fig. 2.22. Kjo zgjidhje konsiderohet si e vjetruar dhe jo efikase, prandaj sot kryesisht përdoren kontaktorët special për kyçjen e baterive të kondensatorëve, të ashtuquajturit kontaktor me veprim të hershëm dhe shkarkim të shpejtë. Kontaktori me veprim të hershëm përveç kontakteve kryesore kanë edhe setin e kontakteve të cilët kyçen 5-10 ms para atyre kryesor d kondensatorët në rrjet. Me kyçjen e hershme në tension kondensatori do të mbushet pjesërisht dhe në çastin e kyçjes së kontakteve kryesore ndryshimi i tensionit në kontaktor është relativisht i vogël, çka si rezultat kemi rrymë të vogël kalimtare (fig.2.23). N 50kVAr, 72A, 400V ( kyçja nëpërmjet kontaktorit me veprim të hershëm) Fig.2.23. Rryma e kyçjes së batersë prej nëpërmjet kontaktorit dhe shuarses)nëpërmjet kontaktorit pa shuarse) Fig.2.22. Rryma e kyçjes së batersë prej 50kVAr, 72A, 400V ( kyçja Fig.2.21. Rryma e kyçjes së batersë prej 50kVAr, 72A, 400V ( kyçja
  34. 34. 28 së kontaktorit dhe kondensatorit. Me vija të plota janë treguar lidhjet dhe elementet brenda .16. LLOGARITJA E VLERËS SË FUQISË REAKTIVE TË NEVOJSHME ër të caktuar vlerën e fuqisë së baterive të kondensatorëve për kompensimin e stabilimentit .17. LLOGARITJA E VLERËS SË FUQISË REAKTIVE TË NEVOJSHME ëse përdoret analizatori i rrjetit, i cili regjistron (memoron) konsumin e fuqisë aktive dhe kontaktorit. Kontaktet 1-6 janë kontaktet kryesore, ndërsa kontaktet 7-12 paraqesin kontaktet me rezistorët për kyçje të hershme. Kontaktet 21-22 dhe 51-52 janë kontaktet ndihmëse për zbrazje të shpejtë. Kondensatorët trefazor me rezistorët intern për zbrazje të ngadalshme 3min/75V Rizistorët për zbrazje të shpejtë Siguresat e rrjetit Fig.2.24. Lidhja e kontaktorit dhe kondensatorit me rezistorët për kyçje dhe rizistorët për zbrazje të shpejtë dhe të ngadalshme 52 51 22 21 6 5 4 3 2 1 L3L2L1 12 11 10 97 8 2 PËR KOMPENSIMIN E STABILIMENTIT TË RI P të ri, duhet të bëhet vlerësimi i shpenzimit të energjisë reaktive. Përllogaritja e shpenzimit të tërë të fuqisë reaktive bazohet në mbledhjen e fuqive reaktive të shpenzuesve veç e veç duke marrë parasysh faktorin përkatës të njëkohshmërisë. Në këtë rast gjatë planifikimit të realizimit të kompensimit duhet të merret parasysh mundësia e zgjerimit pa investime të mëdha. Fuqia e tërë e cila duhet të kompensohet ndahet në disa kondensator të cilët kyçen dhe shkyçen në varësi nga ndryshimi i konsumit. Nëse parashihet kompensimi qendror, duhet të përdoren rregullatorët përkatës të energjisë reaktive. Për arsye të gabimeve të mundshme dhe konsumit të rritur duhet të parashihet mundësia e ndryshimit të hapit të rregullimit dhe duhet të lihet hapësira për montimin e baterive të kondensatorëve shtesë. 2 PËR KOMPENSIMIN E STABILIMENTIT EKZISTUES N reaktive, fuqia e nevojshme e kondensatorit llogaritet me shprehjen: 1 cos 1 2 2 PQQC (kVAr) (2.21)
  35. 35. 29 Ku janë: - QC – fuqia reaktive e nevojshme e kondensatorit, – fuqia reaktive e matur (e tërë) e shpenzuesit, – fuqia aktive e matur (e tërë) e shpenzuesit në (kW), dhe 2.1 ocioni analizatori i rrjetit ka të bëjë me instrumentet speciale të cilët janë të paraparë për rrjetit elektrik. Këto janë instrumente digjitale me ra të tensionit dhe rrymës llogarisin vlerat tive dhe prezenca eventuale e NSATORIT NË BAZË TË LEXIMIT TË NJEHSORIT i njehsorëve të energjisë aktive dhe reaktive për një periudhë të caktuar kohore. Le të marrin ohën e shikimit 8h. Në këtë periudhë regjistrohet rritja e energjisë aktive - Q - P - cos – faktori i fuqisë që duhet të arrihet.2 7. 1. ANALIZATORI I RRJETIT N matjen e parametrave të ndryshëm të mikroprocesor, të cilët me vlerat e përzgjedhu efektive të tensionit dhe rrymës, fuqinë aktive dhe reaktive, si dhe komponentët e harmonikave të larta të këtyre madhësive. Pasi që në stabilimentet bashkëkohore industriale fuqia aktive dhe reaktive ndërrohet në varësi nga teknologjia e aplikuar në procesin e prodhimit, është e domosdoshme që më matje të përcaktohen ndryshimet e vërteta të fuqisë aktive dhe reak harmonikëve të lartë të tensionit dhe rrymës. Matja duhet të përfshijë të gjitha ciklet karakteristike të punës së stabilimentit, çka kërkohet që instrumenti matës të ketë mundësin e regjistrimit të shënimeve matëse në periudhën prej disa ditësh ose javësh. Instrumenti është i tipit mbartës, tregon dhe regjistron parametrat e rrjetit trefazor dhe njëfazor. 2.17.2. LLOGARITJA E FUQISË SË KONDE Nëse nuk disponojmë me analizatorin e rrjetit, mund të shfrytëzohen vlerat e marra nga leximi k 12 WWkWhW ( sipas vlerave të lexuara të njehsorit për energji aktive në fund W2 dhe në fillim të matjes W1), si dhe rritja e energjisë reaktive 12 VArVArkVArhVAr ( sipas v a a njehsorit për energji reaktive në fund VArler ve të lexu ra të 2 dhe në fillim të matjes VAr1). Sipas shprehjes (2.21), vlera e nevojshme e fuqisë reaktive të kondensatorit për faktorin e fuqisë cos 2 është: Fig.2.25. Analizatori i rrjetit (fuqisë)
  36. 36. 30 1 1 8 2 cosW VArW QC (kVAr) (2.22) 2 Nëse matja bëhet me aplikimin e transformatorëve të tensionit dhe/ose të rrymës, konstanta e jehsorit duhet të korrigjohet për herësin e Detyrë Për stabilimentit në tensionin e ulët janë shënuar këto gjendje të njehsorët për e reaktive. Grupi densatorit fitohet nga shprehja(2.22): n transformimit të transformatorit. energjinë aktive dhe reaktive në periudhën prej 8h: W1=235.3, W2=244.6, VAr1=411.3 dhe VAr2=421.4. Konstantet e njehsorëve janë të njëjta për energjinë aktive dh matës është kyçur nëpërmjet transformatorëve të rrymës 500/5A. Të llogaritet fuqia e nevojshme e baterisë së kondensatorëve, nëse vlera e faktorit të fuqisë duhet të jetë cos 2=0.95. Zgjidhja: Fuqia e kon kVAr. ... 0323562448 ....( QC 1288 5 500 1 95 13411442132356244 2 NSATORIT NË BAZË TË LLOGARIVE UJORE uqia e nevojshme e kondensatorëve mund të llogaritet në mënyrë të lehtë në bazë të llogarive ENSIM QENDROR pensimit. Në 5% të fuqisë kim të parë duket se një hap kaq i madh nuk lejon rregullim të relativ i rrymës së furnizimit në raport me vlerën minimale të saj, nëse 2.17.3. LLOGARITJA E FUQISË SË KONDE M F mujore për shpenzimin energjisë elektrike. Zakonisht përdoret shprehja (2.22) me atë që tani koha e vështrimit është një muaj. Gjithashtu duhet të caktohet se në cilën masë ndryshon shpenzimi i energjisë gjatë vitit dhe në bazë të kësaj të vlerësohet saktë sa është vlera e fuqisë reaktive për kompensim. Pasi që gjatë vitit, në varësi nga sezoni, numri i orëve të punës mund të jetë i ndryshëm, si dhe mund të ndryshoj edhe shpenzimi gjatë turnit të ditës dhe natës. Kështu pasi të caktohet vlera mesatare e fuqisë reaktive të kondensatorëve, duhet të verifikohet që ajo është e mjaftueshme për kompensim edhe gjatë periodave me shpenzim të rritur. 2.17.4. PËRZGJEDHJA E NUMRIT TË SHKALLËVE TE PAJISJA PËR KOMP Rregullimi i fuqisë reaktive arrihet me kyçje dhe shkyçje hap pas hapi të kom praktikë zakonisht vlera minimale e hapit të rregullimit fiksohet në 20 deri në 2 ë tërë të kompensimit. Në shis mirë. Mirëpo nga shembulli në vijim do të shohim se edhe rregullimi shumë vrazhdë do të japë rezultate të mira. Detyrë Për shpenzuesin industrial me fuqi 100kW, me faktor të fuqisë cos 1=0.707, duhet të bëhet në tërësi kompensimi i fuqisë reaktive. Kompensimi të realizohet në 5 hapa të njëjtë. a do të jetë ndryshimiS janë kyçur 3,4 dhe 5 kondensator?
  37. 37. 31 Zgjidhja: Pasi që 221 /cos , duhen 100 kVAr që të kompensohet fuqia e tërë reaktive. Kur të yçen të gjithë kondensatorët 5x20 kVAr, rryma e furnizimit është minimale. Kur të kyçen stabilimenti shpenzon 100kW dhe 20kVAr, dhe vlera rrymës do të jetë: k 4x20kVAr, 9810100 . ( pra ajo është 1.98% më e madhe se ajo nominale). Nga shprehja (2.21) 120100 22 / cos PQQC 1 1 2 2 do të kemi se: tgPQ 20 100 80100 2 . P QQ tg C , nga kemi se 9802 .cos Kur janë të kyçur 3 kondensator, stabilimenti shpenzon 100kW dhe 40kVAr, dhe vlera rrymës do të jetë: 710710040100 22 ./ ( pra ajo është 7.7% më e madhe se ajo nominale). Dhe faktori i fuqisë: 40. nga kemi se 92802 .cos 100 60100 2 P QQ tg C Nëse për vlerë minimale të hapit të kompensimit do të përdoren vlerat më të vogla se 20-25% të fuqisë së tërë, ajo do të manifestohet me rritjen e numrit të kyçeve dhe shkyçjeve të ondensatorëve, dhe si pasojë do të kem shk gjatësisë të si emit të kompensimit për shkak të vjetrimit të elementeve të sistemit. ë uzinat në të cilat ekziston ndryshimi i madh dhe i shpejtë i ngarkesës, kompensimi i ekanik nuk do të jetë efikase. k janë mjaftë të shpejtë që të përcjellin ndryshimet e qisë reaktive të uzinës, por duhet të realizohet kompensimi dinamik i fuqisë reaktive. je dhe jet shumë të shkurta të fuqisë reaktive. k i urtimin e jetë st 2.18. KOMPENSIMI DINAMIK N energjisë reaktive i realizuar nëpërmjet kontaktorëve elektrom Në rastet e tilla sistemet tradicionale nu fu Kompensimi dinamik mund të jetë i drejtpërdrejt dhe jo i drejtpërdrejtë. Te kompensimi i drejtpërdrejtë me ndihmën e çelësit statik (lidhja antiparalele e tiristorëve) bëhet kyçja dhe shkyçja e baterisë së kondensatorëve. Ndërsa, te kompensimi jo i drejtpërdrejtë bateria e kondensatorit është e lidhur në rrjet, dhe rregullimi i fuqisë reaktive bëhet me kyç shkyçje të shuarses nëpërmjet çelësit statik. Gjatë realizimit të kompensimit dinamik është i domosdoshëm rregullatori i shpejtë i fuqisë reaktive. Në bazë të matjes së këndit më mes të tensionit dhe rrymës, ky rregullator komandon me kyçje/shkyçje të tiristorëve. Koha e reagimit të rregullatorëve të shpejtë është zakonisht 10 ms, kështu mund të kompensohen edhe godit Në fig. 2.26. është dhënë diagrami i rrymës IC dhe tensionit UC të baterisë së kondensatorit. Nga figura shihet se tiristorët fillojnë të përcjellin pasi që të barazohet tensioni i rrjetit dhe
  38. 38. 32 tensioni i mbetur i baterisë së kondensatorëve, çka rezulton me trazient minimal gjatë kyçje. Nga figura e njëjtë shihet se bateria shkyçet vetëm gjatë kalimit të rrymës së baterisë nëpër asi q kushte komplekse, e punën e tiristorëve dirigjon komponenta elektronike e veçantë, e ashtuquajtur artela zero crossing. Roli i kësaj kartele është që në kohë reale të përcjell të tri tensionet e jetit dhe tri tensionet e mbetura në baterinë e kondensatorëve, si dhe të sinkronizon sinjalet .19. Metodat për kompensimin e fuqisë reaktive gjatë prezencës së harmonikëve të lartë zero. P mains Fig.2.25. Format valore të tensionit dhe rrymës së baterisë së kondensatorit te kompensimi i drejtpërdrejtë dinamik (U - tensioni i rrjetit) ë kyçja dhe shkyçja e baterisë bëhen me shpejtësi të madhe dhe atëherë m k rr ndezëse të tiristorëve kur rregullatori jep urdhër për kyçje/shkyçje. Në fig. 2. 26 është treguar skema e pajisjes për kompensim dinamik të drejtpërdrejtë. 2 Fig.2.26. Skema e pajisjes për kompensim dinamik të drejtpërdrejtë Bateria e kondensatorit kartela zero crossing Furnizimi ndihmës ENABLE Rregullatori i shpejtë A2 A1 Rrjeti L3L2L1 W1V1U1 W1 W2V2V1U2U1
  39. 39. 33 Prezenca e shpenzuesve jolinear kontribuon në paraqitjen e komponentëve të harmonikëve të rrymëslarta të dhe tensionit (harmonikëve të larta) në sistemin elektroenergjetikë. Si Kështu, rritja e rrymës nëpër kondensator shkakton humbje instalohen kondensatorët paralel, ata formojnë qark paralel me induktivitetin e iltrat pasiv mund të janë si filtra të pa përshtatur dhe të përshtatur. ës, për të evituar efektet e t të cilët përdoren për kompensim lidhen në seri me shuarsen. e rej shumë degëve (shkallëve) paralele LC, kyçja /shkyçja e të cilave nsatorit në frekuencën nominale. Faktori p gjithashtu përcakton frekuencën rezonante karakteristike sipas shprehjes: shpenzues jolinear janë: ngasja elektromotorike e rregulluar, konvertorët e ndryshëm, sistemi për furnizim të pandërprerë, llambat fluoreshente. Në kohët e fundit kemi një rritje të fuqisë instaluese të shpenzuesve jo linear në sistem, kështu edhe rrymat e harmonikëve të larta janë më të mëdha, dhe shtrembërimi i tensionit që si pasojë ka rritjen e nivelit të harmonikëve të lartë të tensionit. Kjo rritje e harmonikëve të lartë të tensionit shkakton probleme serioze në punën e shpenzuesve të tjerë linear. Këto probleme komplikohen edhe më shumë nëse për nevojë të kompensimit të fuqisë reaktive kemi të montuar kondensatorët me kapacitet të pandryshuar ose të ndryshueshëm. Ekzistojnë dy probleme themelore të cilat ka nevojë të shqyrtohen veçantë nëse aplikohen kondensatorët, dhe këto janë: 1 Në qarkun elektrik dega me kondensator është një degë me impedancë të vogël për harmonikët e lartë të rrymës. dielektrike më të mëdha dhe ngrohje më të madhe, me çka ndikon negativisht në jetëgjatësinë e kondensatorit. Kondensatori bën reduktimin e impedancës së rrjetit, prandaj edhe mund të rrisin nivelin e harmonikëve të rrymës, edhe pse vet kondensatorët nuk prodhojnë harmonik të lartë të rrymës. Si pasojë kemi edhe paraqitjen e harmonikëve të lartë të tensionit, të cilët krijojnë sforcime shtesë dielektrike në kondensator, me çka mund të sjell edhe shpimin e dielektrikut. 2. Problemi më i rrezikshëm potencial është dukuria e rezonancës paralele. Nëse në ndonjë nyje të rrjetit vet sistemit. Vlerat e mëdha të rrymave të harmonikëve të lartë në qarkun rezonant provokojnë mbitensione dhe mund të shkaktojnë shpimin e izolimit të transformatorit, motorit, përcjellësve dhe vetë kondensatorëve. 2.20. Filtrat pasiv F Filtrat e pa përshtatur Në sistemet me harmonikë të lartë të theksuar të tensionit dhe rrym rezonancës, kondensatorë Kështu fitohet qarku rezonant serik i cili është i rregulluar në frekuencën rezonante nën harmonikun e 5-të – nën 250 Hz. Prandaj, dega me kondensator është kryesisht induktive për të gjitha harmonikët që ekzistojnë në sistem, dhe nuk lejohet paraqitja e rezonancave tjera. Zgjidhja me shuarse në seri mund të shfrytëzohet si për kompensimin e veçantë, ashtu edhe për kompensimin qendror, me kriteret e njëjta për caktimin e fuqisë reaktive si dhe në rastin shpenzuesve linear. Në literaturë kjo formë e kompensimit quhet filtër i pa përshtatur ( detuned, rejection filtër). Ky filtër formohet p kontrollohet me përdorimin e rregullatorit përkatës. Te filtrat e pa përshtatur përkufizohet faktori i rritjes së tensionit p(%), i cili përkufizohet si raporti i tensioneve në shuarse dhe tensionit të konde
  40. 40. 34 2 % 100100 RC L U U p iltrat e përshtatur iltrat e përshtatur projektohen ashtu që të absorbojnë harmonikët e lartë të rrymës të cilët i jeneron shpenzuesi, që këto rryma mos të rrjedhin në rrjetë. Këta filtra instalohen në anën e ë afër shpenzuesit në kuptimin elektrik. Filtrat e përshtatur janë në impulsit (PWM), dhe qëllimi i tyre është eliminojnë komponentët e larta të tensionit dhe rrymës në ndonjë rrjet. Ekzistojnë dy tipa të e paralel. in e harmonikëve të frekuencave të ulëta. Në fig. 2.27 është 0 në raport me rrymën e harmonikut përkatës. F F g tensionit të ulët, sa m pikëpamje konstruktive të ngjashëm me ata të pa përshtatur dhe formohen nga shumë degë LC. Një degë e tillë apo më shumë formojnë grupin i cili është i rregulluar të absorboj harmonikët e lartë të rrymës me frekuencë të caktuar. Elementet L dhe C janë të projektuar ashtu që të mund të përballojnë rrymën e tërë të cilën duhet të absorbojnë. Për shembull nëse dëshirojmë të bëjmë llogaritjen e filtrit absorbues për harmonikun e pestë (250 Hz), duhet të bëhet llogaritja për filtrin e pa përshtatur për p=4%. 2.21. Filtrat aktiv Filtrat aktiv janë shndërrues me modulim të gjerë të të filtrave aktiv: serik dh Qëllimi kryesor i filtrave aktiv serik është jo vetëm që të stabilizoj tensionin e furnizimit, me korrigjimin e çrregullimeve që vijnë nga ana e rrjetit ( dështimet e shkurta dhe oscilimet e tensionit), por edhe të bëjë filtrim treguar bllok skema e filtrit aktiv serik. Në princip çrregullimet e cekura korrigjohen në atë mënyrë që tensionit të rrjetit i shtohet ose i merret tensioni. Roli i filtrit paralel aktiv është të shuaj komponentët e harmonikëve të lartë të rrymës të cilat i gjeneron ngarkesa. Principi i punës bazohet në asgjësimin e rrymës së harmonikëve të lartë, ashtu që injektohet rryma e cila ka amplitudë dhe frekuencë të njëjtë, dhe e shfazuar për 180 Fig.2.27. Bllok skema e filtrit serik Ngarekesa Kontrolla e tensionit Moduli për komandim APLC
  41. 41. 35 Për optimizimin e madhësisë së filtrave paralel zakonisht ata kombinohen me aparaturën për kompensim dinamik të fuqisë reaktive si është treguar në fig. 2.28. Në këtë kombinim kompensimi dinamik përmirëson shfrytëzimin e harmonikut bazë të rrymës. Ndërsa filtri paralel kompenson shtrembërimet e harmonikëve me injektimin e sinjalit të rrymës me frekuencë dhe amplitudë përkatëse si në fig. 2.29. Si rrjedhojë faktori i fuqisë së shpenzuesit është një, dhe rryma e shpenzuesit praktikisht nuk përmban komponentë të harmonikëve të lartë. Rregullimi i rrymës Kompensimi dinamik Moduli për kontroll APLC Moduli për kontroll Rregullimi i fuqisë reaktive Ngarekesa Fig.2.28. Kombinimi i kompensimit dinamik dhe filtritrave paralel Fig.2.29. Eliminimi i harmonikëve të lartë të rrymës me përdorimin e filtrave paralel
  42. 42. 36 2.22. Shembuj numerikë Shembujt numerik të mëposhtëm ilustrojnë llogaritjen e kompensimit të energjisë reaktive në instalimet elektrike Shembulli 2.1. Në një palestër sportive, janë vendosur katër “kalorifer”, përkatësisht burime elektrorezistuese të nxehtësisë me ventilator, të paraparë që gjatë kohës së dimrit të shfrytëzohen për ngrohje ndërsa gjatë verës për ajrosje të saj. Karakteristikat për secilin kalorifer janë: - Fuqia e burimit elektrorezistues të nxehtësisë P=5kW, - Ventilatorin e vë në lëvizje motori asinkron trefazor me rotor të lidhur shkurtë me këto karakteristika:Pn=2,2kW; Un=380V; n=0,79; cos n=0,8 dhe nn=1420 rr/min. Ndërmarrja shpërndarëse në pëlqimin energjetik për kyçje ka kushtëzuar vlerën e faktorit të fuqisë cos 0,95. Të caktohet fuqia e kondensatorit nevojshme për kompensimin e energjisë reaktive në këtë palestër sportive. Zgjidhja: Fuqia elektrike aktive e kaloriferëve gjatë dimrit është: 14315 790 22 4 , , , P P nP n n e kW Ndërsa fuqia reaktive e nevojshme për punë e motorëve të kaloriferëve është: 358750 790 22 4 ,, , , tg P nQ n n n e kVAr Ku për 80,cos n , do të kemi 70,tg n Për llogaritjen e faktorit të fuqisë për kalorifer së pari do të caktohet tg , pra 2680 1431 358 , , , P Q tg e e dhe tani faktori i fuqisë është: 9660,cos , çka do të thotë se gjatë periudhës së dimrit i plotëson kërkesat e ndërmarrjes shpërndarëse që 950,cos . Tani do të llogarisim faktorin e fuqisë gjatë periudhës së verës kur punojnë vetëm ventilatorët për ajrosjen e palestrës sportive. Në këtë rast faktori i fuqisë është 80,cos , dhe e njëjti sipas ndërmarrjes shpërndarëse duhet të jetë 950,cos . Prandaj ky duhet të përmirësohet me kompensim. Do të aplikohet kompensimi grupor me kondensator në zbarrat e VSH në të cilën janë të kyçur shpenzuesit. Fuqia e kondensatorit e nevojshme për kompensim është: 6894421014113290750 790 22 4 ,,,,, , , tgtg P nQ n n C kVAr
  43. 43. 37 ku 3290,tg është për 950,cos ]Për kompensimin e kësaj fuqie reaktive do të merren dy bateri trefazore me fuqi Q=2,5kVAr, të cilat do të kyçen në zbarrat VSH ku janë të kyçur kaloriferët. Tani gjatë periudhës së dimrit faktori i fuqisë është: 11750 1431 6894358 , , ,, P QQ tg ce dhe 9930,cos Shembulli 2. 2. Objekti i një ofiçine ka fuqinë aktive të instaluar P1=1280kW, me faktor të fuqisë cos 1=0,76. Të caktohet fuqia e dukshme dhe fuqia e kompensuar si dhe faktori i fuqisë pas kompensimit, nëse fuqia e baterisë me të cilën disponojmë është Qc=550kVAr. Zgjidhja: Fuqia e dukshme për këtë ofiçinë është: 1684 760 1280 1 1 1 ,cos P S kVA Fuqia reaktive për këtë ofiçinë është: 610948550128011111 ,,tgPsinSQ kVAr Fuqia reaktive e kompensuar pas kompensimit me baterinë me fuqi QC=550kVAr, do të jetë: 6,5445506,10941 Ck QQQ kVAr Faktori i fuqisë pas kompensimit caktohet nga: 430 1280 6544 1 , , P Q tg k k pra k=23 cos k=0,92 Shembulli 2. 3. Ofiçina ka fuqinë aktive të instaluar P1=680kW dhe faktorin e fuqisë cos =0,79. Të caktohet bateria e kondensatorit që duhet kyçur nëse duhet të bëhet kompensimi i faktorit të fuqisë në vlerën cos k=0,95. Zgjidhja: Fuqia reaktive para kompensimit është: 75277760680111 ,,tgPQ kVAr Për faktorin e fuqisë cos k=0,95, dhe tg k=0,329, fuqia reaktive pas kompensimit është: 522332906801 ,,tgPQ kk kVAr Për kompensim deri në këtë vlerë të fuqisë Qk=223,5kVAr, nevojitet bateria e kondensatorit me fuqi prej: 2304522375271 ,,,QQQ kc kVAr. 1 k 1P Q C P QQk 1Q S1 kS Fig.2.30. Për shembullin 2.2
  44. 44. 38 Shembulli 2. 4. Një objekt industrial furnizohet nga trafostacioni 22/0,4kV/kV me fuqi të dukshme Sn=800kVA. Fuqia e tërë e instaluar në këtë objekt është P1=460kW për faktorin e fuqisë cos 1=0,79. Të caktohet: a) Fuqia e kompensatorit për kompensimin e faktorit të fuqisë në vlerën cos k=0,95, b) Rezerva e fuqisë aktive që duhet shtuar në këtë trafostacion, nëse kërkohet që fuqia e dukshme të mbetet e pandryshueshme pas kompensimit. Zgjidhja a) Fuqia reaktive e shpenzuesve të objektit para kompensimit është: 963567760460111 ,,tgPQ kVAr Fuqia reaktive e shpenzuesve të objektit pas kompensimit është: 3415132904601 ,,tgPQ kk kVAr Fuqia reaktive e nevojshme për kompensim është: 66205341513571 ,,QQQ kc kVAr b) Fuqia aktive e trafostacionit para kompensimit është: 716357800 222 1 2 QSP kW Fuqia e dukshme e trafostacionit pas kompensimit sipas kushtit të detyrës është e barabartë me fuqinë e dukshme para kompensimit, pra: 2 1 222 ckkknk QQPQPSS Nga ky barazim gjendet fuqia aktive e trafostacionit pas kompensimit,pra : 785151800 2222 kkk QSP kW Shembulli 2. 5. Të caktohen bateritë e kondensatorëve për kompensimi e energjisë reaktive të motorit asinkron trefazor me rotor të lidhur shkurt me këto shënime P=40kW, =0.81, cos 1=0.83, Un=380V. Energjia reaktive për këtë motor duhet të kompensohet deri në cos k=0.95 gjatë fuqisë aktive të pandryshueshme. Zgjidhja Fuqia të cilën motori e merr nga rrjeta është 3849 810 40 1 . . P P kW Fuqia reaktive për faktorin e fuqisë cos 1=0.83, është: P k Fig.2.31. Për shembullin 2.4 S k 1S Q1kQ Q P CQ P1 k 1
  45. 45. 39 18336703849111 1 1 111 ...tgPsin cos P sinSQ kVAr Për kompenzim deri në faktorin e fuqisë cos k=0.95, fuqia reaktive kompenzuese duhet të jetë: 2516329038491 ...tgPQ kk kVAr Fuqia e baterisë së kondenzatorëve për kompenzimin efuqisë reaktive të motorit deri në vlerën Qk, është: 9316251618331 ...QQQ kc kVAr Këto bateri të kondenzatorëve duhet të janë të lidhur në trekëndësh si në figurë, prandaj fuqia e një kondenzatori do të jetë: 645 3 9316 3 1 . .Q Q c c kVAr Vlera e kapacitetit të kondenzatorëve gjendet nga shprehja 2 11 UCQc , nga kemi: 391241039124 380501432 10645 6 2 3 2 1 1 .. . . U Q C c F Shembulli 2. 6. Për objektin industrial i cili punon në tri turne me fuqi të ndryshme dhe atë: - në turnin e parë me fuqi P1 = 140 kW gjatë faktorit të fuqisë cos 1 = 0.614, - në turnin e dytë me fuqi P2 = 96 kW gjatë faktorit të fuqisë cos 2 = 0.625, - në turnin e tretë me fuqi P3 = 72 kW gjatë faktorit të fuqisë cos 3 = 0.625. Duhet të caktohen vlerat e baterive të kondensatorëve për kompensimin e fuqisë reaktive për të tri rastet veç e veç deri në faktorin e fuqisë cos k = 0.95. Zgjidhja Për punën gjatë turnit të parë nevojitet kjo fuqi reaktive: 1802861140111 .tgPQ kVAr ndërsa gjatë turnit të dytë dhe të tretë nevojiten këto fuqi reaktive: 120249196222 .tgPQ kVAr dhe C C C M 3~ Fig.2.31. Për shembullin 2.5 Sk 1S Q1kQ Q P CQ P1 k 1

×