Приемники электрической энергии – » :

                   а)                                                                                  б)

Рис. 1.3 Характерные суточные (а) и годовые (б) графики нагрузки. 

Суммарная нагрузка отдельных потребителей электроэнергии изменяется во времени под воздействием большого числа факторов. Эти колебания могут быть регулярные и случайные. На суточных графиках нагрузки выделяют максимумы и минимумы, обычно нагрузка имеет минимум в ночные часы, а максимум – в утренние и вечерние часы. При построении недельного графика нагрузки минимальные значения имеют выходные дни. При рассмотрении годового графика нагрузки имеет место регулярное снижение  нагрузки в летний период.

Такого рода колебания определяются циклами природных явлений (ночь, лето), технологичными особенностями энергопотребления, количеством смен и т. п.

На вышеуказанные регулярные и предсказуемые колебания нагрузок накладываются нерегулярные, которые вызываются случайными изменениями электрических нагрузок. Эти колебания, не изменяя общего характера регулярного режима электропотребления, приводят к дополнительной изменчивости потребительской нагрузки, к случайным набросам и сбросам нагрузки по отношению к регулярной нагрузке.

В связи с этим при прогнозировании режимов энергопотребления предусматривается разработка как графиков регулярных изменений нагрузки, так и вероятностных характеристик её случайных отклонений.

Оперировать графиками нагрузок для анализа электроснабжения предприятия удобней с помощью коэффициентов. Рассмотрим основные из них.

Коэффициент использования.

Данный коэффициент является основным показателем для расчёта нагрузки. Коэффициентом использования мощности активной мощности приёмника k_и,а называется отношение средней активной мощности этого приёмника к её номинальному значению:

.                                                                                       (1.2)

Коэффициент использования определяется для суток, недели, месяца, года, тогда этот коэффициент называется плотностью графика электропотребления.

Показателем режима электропотребления за год в целом является продолжительность использования оборудования при его загрузке максимальной мощности:

,                                                                                      (1.3)

где А_г – электроэнергия, потребляемая за год.

Аналогично определяются коэффициенты использования по реактивной мощности и току:

,                                                                                       (1.4)

.                                                                                        (1.5)

Коэффициент включения.

Это отношение продолжительности включения электроприёмника в цикле t_в ко всей продолжительности цикла t_ц. Причём время включения в цикл складывается из времени работы t_р и времени холостого хода t_x :

                                                                               (1.6)

Приближённо значение k_в определяется в эксплуатации с помощью электрического счётчика времени.

Коэффициент суточной неравномерности электропотребления.

Это отношение минимальной потребляемой активной мощности Р_min к максимальной P_max за сутки:

.                                                                                       (1.7)

С помощью этого коэффициента можно оценить ресурс электрооборудования.

Коэффициент загрузки.

Коэффициентом загрузки k_з,а активной мощности оборудования называется отношение фактически потребляемой им средней мощности р_ср,в к его номинальной мощности за время включения:

.                                                                            (1.8)

Аналогично находится коэффициент загрузки для реактивной мощности.

Коэффициент загрузки и коэффициент включения связаны непосредственно с технологическим процессом и изменяется с изменением режима электроприёмника.

Коэффициент формы графика нагрузок.

Это отношение среднеквадратичного значения мощности S_ск(i_ск) или тока приёмника за определённый период времени к среднему значению S_ср(i_ср) его за тот же период:

.                                                                                (1.9)

Коэффициент формы характеризует неравномерность графика нагрузок во времени, и своё наименьшее значение, равное единице, он принимает при нагрузке, неизменной во времени.

4.      Определение приведённого числа приёмников.

Большинство коэффициентов, описывающих графики нагрузок применимы как для отдельных электроприёмников, так и для групп электроприёмников. В случаях, когда потребляемая мощность электроприёмников в группе равна, то расчёт затруднений не вызывает. Когда мощность приёмников различна, следует привести все электроприёмники в группе к одинаковой мощности.

Под приведённым (эффективным) числом приёмников группы n_п, различных по номинальным мощностям и режиму работы понимается такое число однородных по режиму работы приёмников одинаковой мощности, которое обуславливает ту же расчётную нагрузку, что и данная рассматриваемая группа различных по мощности и режиму работы электроприёмников:

.                                                                                    (1.10)

Согласно формуле, если все приёмники в группе имеют одинаковую мощность, то n_п=n, а если различную, то n_п< n.

5.     Определение средних нагрузок.

Важное значение при расчёте электропотребления и оценки потерь электроэнергии имеют средняя мощность за наиболее загруженную смену P_см, Q_см и среднегодовая мощность P_сг, Q_сг. Величины P_см, Q_см находят исходя из удельных расходов электроэнергии, которые известны для большинства производств.

Средняя активная мощность за наиболее загруженную смену P_см  определяется путём умножения суммарной номинальной мощности группы электроприёмников на их групповой коэффициент использования:

P_см=k_и,аP_ном                                                                                               (1.11)

Средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену Q_см может определяться:

1)      путём умножения суммарной номинальной реактивной мощности группы приёмников на их групповой коэффициент использования:

Q_см=k_и,рQ_ном                                                                  (1.12)

2)      путём умножения средней активной мощности P_см  на tgφ, соответствующий групповому коэффициенту мощности cosφ:

Q_см= P_см tgφ,                                                                (1.13)

где tgφ— это отношение реактивной мощности к активной ().

Среднегодовая мощность, потребляемая предприятием находится из соотношения:

,                                                                                      (1.14)

,                                                                                     (1.15)

где А_а.г, А_р.г – активная и реактивная потребляемая электроэнергия за год, Т_г– годовой фонд рабочего времени.

6.     Определение расхода электроэнергии.

В зависимости от цели расчёта расход электроэнергии определяется за год, за месяц и за наиболее загруженную смену. Годовой расход активной электроэнергии может быть найден из соотношения:

.                                                                  (1.16)

Годовой фонд рабочего времени зависит от характера производства, сменности, продолжительности смены и других факторов, и определяется конкретно для каждого случая.

Сезонные изменения нагрузки при определении расхода электроэнергии следует учитывать поправочным коэффициентом.

7.     Определение расчётных электрических нагрузок.

Одним из основополагающим этапом при проектировании системы электроснабжения предприятия является определение расчётных нагрузок, а не простое суммирование установленных мощностей. Расчётная максимальная мощность, потребляемая электроприёмниками предприятия, всегда меньше суммы номинальных мощностей этих приёмников. Это объясняется неполной загрузкой мощностей электроприёмников, разновременностью их работы, обеспечением условий труда обслуживающего персонала. От правильной оценки ожидаемых электрических нагрузок зависит степень капиталовложений при организации электроснабжения. Завышение ожидаемых нагрузок ведёт к удорожанию строительства, перерасходу материалов, неоправданному увеличению питающих мощностей. Занижение нагрузок, либо проектирование электроснабжения без учёта перспективного роста мощности производства может привести к дополнительным потерям мощности, перегрузке оборудования, либо к необходимости кардинальной перестройке системы электроснабжения.

Рис. 1.4 Схема характерных мест определения расчётных нагрузок в системе электроснабжения предприятия.

Рассмотрим характерные места нагрузок на схеме (рис.1.4).

1.                      Определение расчётной нагрузки, создаваемым одним приёмником напряжением до 1000 В (нагрузка 1). Определение этой нагрузки необходимо для выбора сечения питающего её кабеля, и аппарата, при помощи которого производится присоединение приёмника к распределительной линии.

2.                      Определение расчётной нагрузки, создаваемой группой приёмников, напряжением до 1000 В (нагрузка 2). Определение данной нагрузки необходимо для выбора сечения радиальной линии, питающей данную группу приёмников, и аппарата, присоединяющего данную группу к распределительному шкафу.

3.                      Определение расчётной нагрузки, создаваемой на шинах напряжения до 1000 В цеховой подстанции (нагрузка 3).Определение данной нагрузки необходимо для выбора сечения линий цеховой ТП и питающих указанные приёмники, и аппарата присоединения отходящих линий.

4.                      Определение общей расчётной нагрузки отдельной группы электроприёмников на стороне 6 кВ (нагрузка 4). Определение данной нагрузки необходимо для выбора числа и мощности цеховых трансформаторов, сечения шин цеховой ТП, сечения проводов отходящих линий, а так же  коммутационных аппаратов.

5.                      Определение расчётной нагрузки, создаваемой на шинах 6 кВ распределительных пунктов РП отдельными приёмниками (нагрузка 5), либо отдельными цеховыми трансформаторами с учётом потерь в трансформаторах. Определение данной нагрузки необходимо для выбора сечений проводов линий, отходящих от шин главной понизительной подстанции (ГПП) и питающих цеховые трансформаторы, либо отдельные приёмники на напряжение 6 кВ, а так же коммутационной аппаратуры на отходящих линий.  

6.                      Определение общей расчётной нагрузки на шинах 6 кВ каждой секции ГПП (нагрузка 6). Определение данной нагрузки необходимо для выбора числа и мощности главных питающих трансформаторов, выбора сечения шин ГПП, а так же коммутационной аппаратуры.

7.                      Определения расчётной нагрузки на стороне высшего напряжения 110 кВ с учётом потерь в главных трансформаторах. Определение данной нагрузки необходимо для выбора сечений линий, питающих предприятие и аппаратов присоединения питающих линий.

При определении расчётных нагрузок должны учитываться ряд положений:

·        графики нагрузок предприятия изменяются во времени: растут в связи с расширением производства и уменьшаются с повышением производительности труда, применением передовых технологий,

·        предприятие рассчитывается функционировать определённое время, после которого необходимо либо реконструировать предприятие, либо его ликвидировать.

Рассмотрим основные методы определения расчётных нагрузок.

Метод упорядоченных диаграмм.

Метод применим, когда известны номинальные данные всех электроприёмников предприятия с учётом их размещения на территории предприятия.

Определяют среднюю нагрузку групп приёмников за максимально загруженную смену Р_см и расчётный получасовой максимум Р_р:

Р_см=k_иР_ном.                                                                                      (1.17)

Расчётная максимальная нагрузка:

Р_р=k_мР_см,                                                                                        (1.18)

где k_м – коэффициент максимума, в данном случае активной мощности, принимаемой по графикам, в зависимости от коэффициента использования и эффективного числа электроприёмников. Коэффициент максимума характеризует превышение максимальной нагрузки над средней за максимально загруженную смену. Величина, обратная коэффициенту максимума называется коэффициентом заполнения графика нагрузки k_зап:

.                                                                              (1.19)

Расчёты нагрузок проводят для активных и для реактивных мощностей.

Недостаток метода упорядоченных диаграмм в том, что он не содержит элемента прогнозирования нагрузок.

Порядок расчёта:

1)    все электроприёмники разбиваются на однородные по режиму работы группы с одинаковыми значениями коэффициентов использования и коэффициентов мощности,

2)    в каждой группе электроприёмников и по узлу в целом находят пределы их номинальных мощностей и приведённое число приёмников, при этом все электроприёмники приводятся к ПВ=100%,

3)    подсчитывают номинальную мощность узла,

4)    определяют для групп электроприёмников коэффициент использования и коэффициент мощности cosφ по справочным таблицам и по характеристикам оборудования,

5)    определяют активную (по 1.17) и реактивную потребляемую мощность за наиболее загруженную смену:

Q_см=Р_смtgφ,                                                                                       (1.20)

6)    определяют суммарную активную и реактивную нагрузку для узла для разнородных групп электроприёмников,

7)    определяют средневзвешенное значение коэффициента использования узла и коэффициента мощности по tgφ_уз:

,                                                                                 (1.21)

,                                                                                   (1.22)

8)    определяют эффективное приведённое число электроприёмников n_п,

9)    с учётом коэффициента максимума определяют расчётную максимальную нагрузку,

10)     определяют полную мощность:

                   ,                                                                     (1.23)

и расчётный ток :                                                               (1.24)

Метод расчёта нагрузок по удельному потреблению электроэнергии на единицу продукции.

Определяется годовой расход активной электроэнергии:

W_a=ω₀M,                                                                                         (1.25)

а по нему рассчитывают нагрузку:

,                                                                                        (1.26)

где М – годовое число единиц продукции, ω₀ – удельный расход электроэнергии на единицу продукции, Т_г – годовой фонд рабочего времени.

Удельный расход электроэнергии на единицу продукции определяют на основе анализа  данных о расходе энергии на аналогичных предприятиях.

Метод определения расчётной нагрузки по коэффициенту формы.

Расчётная нагрузка определяется из следующих выражений:

,                                                                                   (1.27)

,                                                                                   (1.28)

.                                                                              (1.29)

В условиях эксплуатации среднюю мощность можно определить по показаниям счётчиков активной и реактивной энергии и сопоставить со средней нагрузкой, определённой расчётным путём.

Существуют и другие методы расчёта нагрузки предприятия: метод удельной плотности электрической нагрузки на единицу производственной площади, метод по установленной мощности и др.

Вопросы для самопроверки.

1.      Указать категории приёмников электрической энергии и их режимы работы.

2.                Что такое «график электрической нагрузки»? Для чего он строится?

3.                Указать основные параметры графика электрических нагрузок. Пояснить их физический смысл.

4.                Какие методы существуют для определения электропотребления предприятия? Указать порядок расчёта электрических нагрузок.

studizba.com

Основные характеристики приемников и потребителей электроэнергии. — КиберПедия

Зав.кафедрой преподаватель

1. Понятие об электроприемниках и потребителях электроэнергии. Характерные приемники энергии.

Приемником электроэнергии (электроприемником, токоприемником) называется электрическая часть производственной установки, получающая электроэнергию от источника и преобразующая ее в механическую, тепловую, химическую, световую энергию, в энергию электростатического и электромагнитного поля.

По технологическому назначению приемники электроэнергии классифицируются в зависимости от вида энергии, в который данный приемник преобразует электрическую энергию: электродвигатели приводов машин и механизмов; электротермические установки; электрохимические установки; установки электроосвещения; установки электростатического и электромагнитного поля, электрофильтры; устройства искровой обработки, устройства контроля и испытания изделий (рентгеновские аппараты, установки ультразвука и т.д.).

Электроприемники характеризуются номинальными параметрами: напряжением, током, мощностью и др. Совокупность электроприемников производственных установок цеха, корпуса, предприятия, присоединенных с помощью электрических сетей к общему пункту электропитания, называется электропотребителем .

Номинальная мощность электроприемников.

Номинальная активная мощность ЭП (PНОМ) – это мощность, потребляемая из сети при номинальной нагрузке ЭП, при которой он должен работать длительное время в установившемся режиме без превышения допустимой температуры.

Для длительного режима работы ЭП номинальная мощность равна паспортной величине (P_ПАСП)

P_НОМ=P_ПАСП.

Для приемников работающих в повторно-кратковременном режиме номинальную мощность определяют по паспортной мощности путем приведения ее к длительному режиму работы (ПВ=1) в соответствии с формулами: , или ,

где ПВ_ПАСП — паспортная величина, о.е.; kВ — коэффициент включения рассчитывается по графику нагрузки ЭП.

Для электродвигателей мощность, потребляемая из сети, называется присоединенной мощностью (PПР) и определяется по выражению

,

где P_НОМ — номинальная мощность, развиваемая на валу двигателя, кВт;

ηНОМ — номинальный КПД электродвигателя, о.е.

Номинальная реактивная мощность ЭП (QНОМ) – реактивная мощность, потребляемая им из сети при номинальной активной мощности и номинальном напряжении.

Для ЭП, работающего в длительном режиме, величина QНОМ вычисляется по формуле

,

где tgφ — соответствует номинальному cosφ ЭП (cosφ — паспортная величина).

Для ЭП, работающего в повторно-кратковременном режиме, величина QНОМ вычисляется по формуле .

Номинальная полная мощность ЭП (sн)

.

Номинальный ток (I_НОМ)

трехфазного ЭП:

.

однофазного ЭП:

.

Номинальный коэффициент активной мощности (cosφ)

.

Номинальные напряжения.

Номинальное напряжение — это базисное напряжение из стандартизированного ряда напряжений, определяющих уровень изоляции сети и электрооборудования.

Действительные напряжения в различных точках системы могут несколько отличаться от номинального, однако они не должны превышать наибольшие рабочие напряжения, установленные для продолжительной работы.

Номинальным напряжением у источников и приёмников электроэнергии (генераторов, трансформаторов) называется такое напряжение, на которое они рассчитаны в условиях нормальной работы. Номинальные напряжения электрических сетей и присоединяемых к ним источников и приёмников электрической энергии устанавливаются ГОСТом.

Род и частота тока

Токи различного рода неодинаково опасны (при прочих равных условиях) для организма. Наиболее опасным следует считать переменный ток промышленной частоты 50 – 60 Гц. Он сильно воздействует на центральную нервную систему и производит сильные сокращения мышц, которые во многих случаях удерживают человека в контакте с частями, находящимися под напряжением, лишая возможности самостоятельно освободится от ТВЧ.

По этому вопросу существует несколько теорий, но ни одна из них не отвечает высоким требованиям современной физиологической науки. Однако, грубо в приближенной форме можно объяснить это явление.

При прикосновении к ТВЧ, находящимся под напряжением, в живой клетке происходит расщепление внутриклеточного вещества на ионы, которые устремляются к внешним оболочкам клеток.

При частоте 50 Гц и близких к ней скорость ионов оказывается достаточной, чтобы за период изменения тока, пройти длину клетки. Это соответствует наибольшему возмущению в клетке и нарушению биохимических процессов в ней.

Дальнейшее повышение частоты, несмотря на рост тока, проходящего через человека, сопровождается снижением опасности поражения, которая полностью исчезает при частоте 450 – 500 кГц.

Токи частотой 450 – 500 кГц и более не могут вызвать смертельного поражения вследствие прекращения работы сердца или легких, а также других жизненно важных органов.

Правда, эти токи сохраняют опасность ожогов, как при возникновении электрической дуги, так и при прохождении их непосредственно через тело человека.

Постоянный токпримерно в 4 – 5 раз безопаснее переменного частотой 50 Гц. Проходя через тело человека, он вызывает более слабые сокращения мышц и менее неприятные ощущения по сравнению с переменным током того же значения. Лишь в момент замыкания и размыкания цепи тока человек испытывает кратковременное болезненное ощущение вследствие внезапного судорожного сокращения мышц, подобное тому, которое возникает при переменном токе примерно того же значения.

С электродвигателями

В машиностроении, станкостроении и металлообработке основными электроприемниками с электродвигателями являются металлорежущие станки, а также кузнечно-штамповочные машины и прессы. К металлорежущим станкам относятся токарные, фрезерные, сверлильные, строгальные и шлифовальные. Мощности приводов станков варьируются в широком диапазоне – от долей киловатта до мегаватта и более. Средняя мощность приводов станков массового машиностроения находится в пределах 5-10 кВт. В цехах крупных заводов она составляет 15-25 кВт. Металлорежущие станки являются потребителями переменного тока с частотой 50 Гц. Для некоторых шлифовальных, фрезерных и сверлильных станков применяется повышенная частота. Питание станков осуществляется, как правило, на напряжении 400 В. В цехах тяжелого машиностроения может также применяться напряжение 690 В. Режим работы станков весьма разнообразный. Для некоторых станков характерны частые пуски, остановки и реверсы. Коэффициент мощности нагрузки металлорежущих станков 0,4-0,65.

По надежности электроснабжения станки, в основном, относятся к электроприемникам второй или третьей категории. Исключение составляют некоторые крупные станки, обрабатывающие уникальные детали и являющиеся электроприемниками первой категории. Расположение металлорежущих станков является нестабильным.

К кузнечно-штамповочным машинам и прессам относится оборудование, предназначенное для ковки и штамповки металлов в горячем и холодном состоянии. Кривошипные прессы холодной штамповки имеют мощность электропривода в диапазоне от 2 до 180 кВт, горячей штамповки – от 28 до 500 кВт. Наиболее мощными являются гидравлические прессы, работающие от насосно-аккумуляторных станций. Мощности двигателей составляют 250-1500 кВт. Питание осуществляется переменным трехфазным током при частоте 50 Гц на напряжении 0,4, 0,63, 6 и 10 кВ.

Режим работы кузнечно-штамповочных машин и прессов характеризуется чередованием холостых ходов с кратковременными толчками ударной нагрузки. Среднее значение коэффициента мощности составляет 0,65. Иногда ковочные машины имеют установку для электрического индукционного нагрева металла мощности до 500 кВ·А. По надежности электроснабжения кузнечно- штамповочные машины и прессы относятся ко второй категории.

В деревообработке при первичной обработке древесины применяются механизмы (лесопильные рамы, электропилы и др.) мощностью 1-140 кВт. Деревообрабатывающие станки (круглопильные, обрезные, продольно-торцевые, строгальные, фрезерные, сверлильные, токарные по дереву, шлифовальные и др.) имеют мощность 1-120 кВт. Режим работы длительный с неравномерной нагрузкой из-за неоднородности материала (наличие сучков) и степени влажности обрабатываемой древесины. Коэффициент мощности деревообрабатывающих станков 0,55-0,7. Деревообрабатывающие станки работают с использованием трехфазного переменного тока при напряжении 400 В. Для получения повышенных частот вращения применяются двигатели повышенной частоты (100-400 Гц) с питанием от преобразователей.

По надежности электроснабжения станки деревообработки относятся ко второй категории. Расположение станков стабильное.

В металлургическом производстве для обеспечения работы дуговых электрических печей используется большое количество электродвигателей, мощность которых колеблется от долей киловатта до 1400 кВт. Они используются для привода механизмов регулирования положения электродов, подъема свода и наклона печи, насосов охлаждения, устройства газоочистки и т.д. Наиболее мощными являются электродвигатели газоочистки. Они имеют мощность 1000-1400 кВт. Суммарная мощность механизмов печи достигает 10 МВт. Напряжение 6 или 10 кВ применяется для крупных двигателей, 400 В – для двигателей мощностью до 200 кВт. Режим работы двигателей может быть различный: продолжительный или повторно-кратковременный с ПВ=15-40%. По степени бесперебойности электроснабжения к электроприемникам первой категории относятся насосы водоснабжения, агрегаты газоочистки, системы автоматического управления. Остальные электроприемники, хотя и требуют надежного электроснабжения, допускают кратковременные перерывы питания.

Машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) предназначены для получения стальных заготовок-слитков для прокатного производства. Основными электроприемниками МНЛЗ являются электродвигатели тянущего устройства, кристаллизатора, валков зоны вторичного охлаждения, рольгангов, режущего устройства. Большая часть из перечисленных механизмов требует плавного регулирования частоты вращения. Поэтому в МНЛЗ применяются электродвигатели как переменного (с преобразователями частоты), так и постоянного тока. Суммарная мощность МНЛЗ составляет 1000-12000 кВт. Электроприемники МНЛЗ относятся к первой категории. Электроприемниками первой категории являются также заливочные, разливочные и т.п. краны, работающие с жидким металлом.

Слитки, полученные на МНЛЗ, затем поступают на прокатные станы. В прокатных станах имеются две основные группы потребителей электроэнергии: главный привод клетей и приводы вспомогательных механизмов, обеспечивающих транспортировку и резку металла. Мощность отдельных двигателей главных приводов достигает 10 МВт на переменном и 11,4 МВт на постоянном токе. Наиболее мощными являются многоклетьевые станы для горячей прокатки листа. Режим работы главных приводов – резкопеременный. Электродвигатели главных приводов непрерывных горячих широкополосных станов относятся к электроприемникам первой категории, а реверсивных – ко второй. Двигатели вспомогательных механизмов (кранов, рольгангов, шлепперов, кантователей, ножниц и т.д.) имеют мощности от десятков до 2500 кВт. Большинство из них работают в повторно-кратковременном режиме с ПВ=15-40% с частыми пусками. При частоте включения до 400 в час применяются асинхронные двигатели, при большей – двигатели постоянного тока. Напряжение двигателей переменного тока 0,4, 6 и 10 кВ. Категория по надежности электроснабжения для вспомогательных механизмов такая же, как и главных приводов.

В промышленности строительных материалов (цементные заводы, стеклозаводы, заводы железобетонных изделий и т.п.) номинальная мощность электродвигателей находится в пределах: для смесителей и сушильных барабанов – до 55 кВт, цементных мельниц – до 1800 кВт, вентиляторов, дробилок и компрессоров – 300-1600 кВт. На цементных заводах нагрузка двигателей напряжением 6 кВ мощностью 400-1800 кВт составляет более 60% от общей нагрузки. Двигатели меньшей мощности получают электроэнергию на напряжении 0,4 кВ. Основным агрегатом цементных заводов является вращающаяся печь. Для главного привода печей применяют асинхронные электродвигатели с фазным ротором мощностью 60-500 кВт. Работу печи обеспечивают вспомогательные механизмы: шламовые питатели с двигателями постоянного тока, а также элеваторы, транспортеры, маслонасосы, вентиляторы и т.д. с асинхронными электродвигателями. К электроприемникам первой категории относятся приводы вращающихся печей, компрессоры, вентиляторы и насосы.

На стеклозаводах применяются дробилки, сушильные агрегаты, стеклоформующие машины мощностью 1,5-2,5 кВт, стеклопрокатные машины мощностью 6,5 кВт, шлифовальные и полировальные станки, конвейеры, рольганги и т.д. Автоматизированный конвейер шлифовки и полировки стекла имеет около ста двигателей переменного тока общей мощностью 2500-4500 кВт. Наибольшая мощность двигателя до 65 кВт. На стеклозаводах к первой категории по надежности электроснабжения относятся машины для вытягивания и проката стекла, а также механизмы, обслуживающие стекловаренную печь.

На заводах железобетонных изделий применяются: бетономешалки и растворомешалки с двигателями мощностью 20-40 кВт, формовочные машины с вибраторами, имеющие многодвигательный привод общей мощностью около 75 кВт, бетоноукладчики, конвейеры по производству панелей перекрытий и т.д. Электротехнологическими установками являются электросварка и электронагрев. По надежности электроснабжения относятся, в основном, ко второй категории. Напряжение силовых электроприемников в промышленности строительных материалов 400 В, а мощных двигателей – 6 и 10 кВ. Большинство механизмов работает в продолжительном режиме. Производство имеет непрерывный характер.

В легкой промышленности мощность отдельных механизмов, как правило, не превышает 15-16 кВт, часто применяются микродвигатели. В текстильном производстве используются разрыхлительные, трепальные, чесальные, ровничные, прядильные и ткацкие машины. Для прядения хлопка применяются машины и агрегаты мощностью 0,6-30 кВт, для хлопко-ткачества – 0,6-36 кВт, для отделки тканей – 0,25-150 кВт, для прядения шерсти – 0,27-44 кВт, для шерстеткачества – 0,1-36 кВт, для мытья, крашения и отделки шерсти – 0,25-46 кВт.

На предприятиях могут применяться комбинированные агрегаты, выполняющие несколько технологических операций, оборудованные многодвигательным приводом (сушильно-ширильные стабилизационные машины, печатные машины и т.д.). Их мощность достигает 370 кВт.

Зав.кафедрой преподаватель

1. Понятие об электроприемниках и потребителях электроэнергии. Характерные приемники энергии.

Приемником электроэнергии (электроприемником, токоприемником) называется электрическая часть производственной установки, получающая электроэнергию от источника и преобразующая ее в механическую, тепловую, химическую, световую энергию, в энергию электростатического и электромагнитного поля.

По технологическому назначению приемники электроэнергии классифицируются в зависимости от вида энергии, в который данный приемник преобразует электрическую энергию: электродвигатели приводов машин и механизмов; электротермические установки; электрохимические установки; установки электроосвещения; установки электростатического и электромагнитного поля, электрофильтры; устройства искровой обработки, устройства контроля и испытания изделий (рентгеновские аппараты, установки ультразвука и т.д.).

Электроприемники характеризуются номинальными параметрами: напряжением, током, мощностью и др. Совокупность электроприемников производственных установок цеха, корпуса, предприятия, присоединенных с помощью электрических сетей к общему пункту электропитания, называется электропотребителем .

Основные характеристики приемников и потребителей электроэнергии.

Электрические сети сооружаются для передачи энергии от ЭС к потребите-лям. Требуемая этими потребителями мощность определяет электрическую на-грузку сети. От характера нагрузки зависят требования, которые предъявляются к электрической сети.

Все потребители электроэнергии условно делятся на следующие группы:

· коммунально-бытовые;

· промышленные;

· электрифицированный транспорт;

· производственные потребители сельского хозяйства;

· прочие потребители.

К коммунально-бытовым относятся освещение жилых долов и общественных зданий, двигатели лифтов, холодильников, технологическое оборудование предприятий общественного питания и учреждений бытового обслуживания.

К промышленным электроприемникам относятся электродвигатели, осветительные приборы, электротермические установки, выпрямительные установки для преобразования переменного тока в постоянный.

Нагрузка тяговых ПС железной дороги, тяговых выпрямительных ПС трамваев, троллейбусов, метро относится к электрифицированному транспорту.

К производственным потребителям сельского хозяйства относится оборудование животноводческих ферм, мельниц, предприятий по переработке сельско-хозяйственной продукции.

К прочим потребителям относятся насосные установки водопровода и канализации, компрессорные станции.

Все электроприемники имеют ряд характерных показателей:

— номинальное напряжение;

— установленная мощность;

— номинальная активная мощность;

— номинальная реактивная мощность;

— номинальная полная мощность;

— номинальный ток;

— номинальный коэффициент мощности.

Режимы работы ЭП разнообразны и изменяются во времени. Для характеристики пользуются следующими понятиями.

Номинальное напряжение (U_НОМ) — напряжение элемента электрической сети, при котором обеспечивается длительный режим его работы с наиболее оптимальными технико-экономическими показателями.

Установленная мощность индивидуального электроприемника (PУСТ) – его мощность указанная на табличке завода изготовителя или в паспорте ЭП (PПАСП). При указанной мощности ЭП должен работать при номинальной нагрузке и номинальном напряжении длительное время в установившемся режиме без превышения допустимой температуры. Будем считать установленным любой ЭП, подключенный к электрической сети (работающий или не работающий), но который можно включить в любое время по требованию технологии.

Номинальная активная мощность ЭП (PНОМ) – это мощность, потребляемая из сети при номинальной нагрузке ЭП, при которой он должен работать длительное время в установившемся режиме без превышения допустимой температуры.

В зависимости от эксплуатационно-технических признаков все электро-приемники делятся:

· по режимам работы;

· по мощности и напряжению;

· по роду тока;

· по степени надежности.

По режимам работы различают электроприемники:

· с продолжительно неизменной или маломеняющейся нагрузкой. Характеризуются тем, что длительно работают без превышения длительно допустимой температуры. Сюда относятся электродвигатели насосов, вентиляторов;

· с кратковременной нагрузкой. При работе электроприемников их темпера-тура ниже длительно допустимой температуры, а за время останова токоведущие части остывают до температуры окружающей среды. Сюда относятся большинство электроприводов металлорежущих станков;

· с повторно-кратковременной нагрузкой. Длительность цикла “включение–отключение” не превышает 10 минут. При работе электроприемников их температура ниже длительно допустимой температуры, а за время останова токоведущие части не остывают до температуры окружающей среды;

· нагревательные аппараты, работающие в продолжительном режиме с практически постоянной нагрузкой;

· электрическое освещение. Электроприемники характеризуются резким изменением нагрузки.

cyberpedia.su

2.2. Классификация приемников электрической энергии

Приемник электрической энергии (ЭП) – электротехническое устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии в другой вид энергии (или электрическую энергию, но с другими параметрами).

Специфика технологических процессов различных производств предъявляет определенные требования к характеристикам и конструктивному исполнению электроприемников и, как следствие, большому их разнообразию.

Все ЭП классифицируются по различным показателям:

— электротехническим показателям;

— режиму работы;

— надежности электроснабжения;

— исполнению защит от воздействия окружающей среды.

Рассмотрим более подробно классификацию электроприемников по их показателям.

Электротехнические показатели

Из всего многообразия электроприемники силовых общепромышленных электроустановок можно разделить следующим образом:

— ЭП трехфазного тока напряжением выше 1 кВ, частотой 50 Гц;

— ЭП трехфазного тока напряжением до 1 кВ, частотой 50 Гц;

— ЭП однофазного тока напряжением до 1 кВ, частотой 50 Гц;

— ЭП, работающие с частотой, отличной от 50 Гц;

— ЭП постоянного тока.

Показатели по режиму работы

Продолжительный режим работы

Электроприемники, работающие в номинальном режиме с продолжительно неизменной или малоизменяющейся нагрузкой. В этом режиме электрический аппарат (машина) может работать длительное время, температура его частей может достигать установившихся значений, без превышения температуры свыше допустимой. Пример: электрические двигатели насосов, компрессоров, вентиляторов и т.п.

Кратковременный режим работы

Кратковременный режим работы электроприемника (электродвигателя) характеризуется тем, что ЭП работает при номинальной мощности в течение времени, когда его температура не успевает достичь установившегося значения. При отключении (ЭП не работает) его температура успевает снижаться до температуры окружающей среды. Пример: электродвигатели вспомогательных механизмов, гидрозатворов и т.п.

Повторно-кратковременный режим работы

При повторно-кратковременном режиме работы (ПКР) электроприемника кратковременные рабочие периоды с определенной нагрузкой чередуются с паузами (ЭП отключен). Продолжительность рабочих периодов и пауз не настолько велика, чтобы нагрев отдельных частей ЭП при неизменной температуре окружающей среды мог достигнуть установившихся значений.

Повторно-кратковременный режим работы характеризуется относительной продолжительностью включения (ПВ, % – паспортная величина) или коэффициентом включения (k_в). Коэффициент включения рассчитывается по графику нагрузки ЭП как отношение времени включения к времени всего цикла:

, (2.1)

где время включения (время работы), с, мин, ч;время полного цикла, с, мин, ч;время паузы, с, мин, ч.

Пример: электродвигатели кранов, сварочные аппараты и т.п.

Показатели по надежности электроснабжения

В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники подразделяются на следующие три категории [1].

Электроприемники I категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Из состава электроприемников I категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования. Для электроснабжения особой группы электроприемников I категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого, взаимно резервирующего источника питания для безаварийной остановки технологического процесса.

Электроприемники II категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Электроприемники II категории в нормальном режиме должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания. Перерыв электроснабжения электроприемников II категории допускается на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала.

Электроприемники III категории – все остальные электроприемники, не подпадающие под определения I и II категорий. Для электроприемников III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают одни сутки.

Источник питания считается одним источником, если питается по одной двухцепной линии, и двумя источниками, если питается по двум одноцепным линиям или по двум кабельным линиям, проложенным по разным трассам [2].

Независимые источники питания – источники, схема и конструктивное исполнение которых и питающих их электрических сетей таковы, что при отказе одного из них снижение качества электроэнергии на другом не превышает установленных пределов в любой момент времени, включая время аварийного режима.

studfile.net

Приемник — электрическая энергия — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Приемник — электрическая энергия

Cтраница 1

Приемники электрической энергии весьма разнообразны: электродвигатели ( электрическая энергия преобразуется в механическую), различные электронагревательные приборы ( электрическая энергия преобразуется в тепловую), лампы накаливания ( электрическая энергия преобразуется в тепловую и лучистую), электролитические ванны ( электрическая энергия преобразуется в химическую) и пр.  [1]

Приемники электрической энергии, наоборот, электрическую энергию превращают в другие виды энергии — тепловую, механическую, лучистую и пр.  [2]

Приемники электрической энергии, наоборот, электрическую энергию превращают в другие виды энергии — тепловую, механическую, химическую, лучистую и пр. Например, в электродвигателях 3 электрическая энергия превращается в механическую, в электронагревательных приборах 5 — в тепловую, в электролитических ваннах 8 и аккумуляторах 7 при их заряде — в химическую, в электрических лампах б — в лучистую и тепловую, в антеннах 4 радиопередатчиков — в лучистую.  [3]

Приемники электрической энергии выполняются для работы при вполне определенном напряжении на зажимах, которое назьь вается номинальным напряжением приемни-к а. Наиболее экономичная эксплуатация обеспечивается при номинальном напряжении. Повышение или пониже-ние напряжения по сравнению с номинальным ухудшает работу приемника.  [4]

Приемники электрической энергии для питания их током соединяют с зажимами генераторов медными, алюминиевыми или стальными проводами. При прохождении тока эти провода нагреваются и вследствие повышения их температуры относительно температуры окружающей среды с поверхности провода в окружающее пространство излучается тепло. Как только тепло, излучаемое поверхностью провода, станет равным теплу, развиваемому током в проводе, дальнейшее повышение его температуры прекращается.  [5]

Приемники электрической энергии, включенные во внешнюю цепь, называются иначе нагрузкой источника.  [6]

Приемники электрической энергии очень разнообразны. К приемникам электрической энергии относят и провода, по которым поступает ток от источника к перечисленным выше приемникам, поскольку в проводах также расходуется часть энергии на преодоление их сопротивления.  [7]

Приемники электрической энергии последовательно, как правило, не соединяются, так как при этом требуется согласование номинальных данных приемников, исключается возможность независимого их включения и отключения, а при выходе из строя одного из приемников отключаются также остальные приемники. Чаще их включают параллельно.  [9]

Приемники электрической энергии, такие как осветительные приборы и электрические печи, в которых используются проволочные нагреватели постоянного и переменного тока, мало различаются по своим технико-экономическим показателям, однако двигатели переменного тока дешевле и надежней двигателей постоянного тока.  [10]

Приемники электрической энергии сравнительно редко получают питание непосредственно от трехфазных генераторов. Это объясняется тем, что экономически целесообразнее передавать на расстояние электрическую энергию более высокого напряжения, чем вырабатывают генераторы. Поэтому на электрических станциях напряжение с помощью трансформаторов повышают, а в местах потребления снижают до значения, необходимого для питания приемников.  [12]

Приемник электрической энергии, соединенный звездой, подключен к симметричному трехфазному генератору, обмотки которого соединены звездой.  [13]

Приемники электрической энергии в зависимости от особенностей технологического режима и условий работы питаются от сетей переменного или постоянного тока. В свою очередь сети постоянного тока в большинстве случаев получают питание через преобразователи от промышленных сетей переменного тока частотой 50 Гц, связанных с сетями высокого напряжения энергосистем.  [14]

Приемники электрической энергии выполняются для присоединения к сети с определенным номинальным напряжением, и нормальные условия их эксплуатации обеспечиваются лишь в том случае, если напряжения на их зажимах не будут заметно отличаться от номинального напряжения сети.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Источники и проводники

Источник, приемники и проводники

Подробности

Категория: Электротехника

Источники, приёмники и проводники электрической энергии

Электрическая энергия — самый дешевый и удобный вид энергии. Она широко используется в народном хозяйстве и в быту. Производство и потребление электрической энергии  растет с каждым годом.

Для работы подавляющего большинства современных промышленных машин, аппаратов, приборов и бытовых устройств необходим источник электрической энергии (источник тока). Источником тока может быть генератор на электростанции, батарея гальванических элементов, аккумулятор.

   
 

Электрическая энергия, вырабатываемая источником, принимается потребителем (приемником) электроэнергии. Потребители электроэнергии — это и лампочка в фонаре, и двигатель в электрокаре и в станке, и электрический звонок, и электрический утюг, и многие другие устройства. В них электрическая энергия преобразуется в свет, звук, тепло, механическое движение.   

Для передачи электрической энергии от источника тока к потребителю нужны проводники. Хорошими проводниками являются металлы.