Приемники электрической энергии: Приемники электрической энергии —

Содержание

ПРИЕМНИКИ И ПОТРЕБИТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Северный арктический федеральный университет имени М.В. Ломоносова» Институт энергетики и транспорта

Карманова Т.Е.

ПРИЕМНИКИ И ПОТРЕБИТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ЭНЕРГИИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Учебное пособие

Архангельск

2015

1

УДК 621.31

Рекомендовано к изданию учебно-методической комиссией института энергетики и транспорта САФУ им. М.В. Ломоносова (протокол №9 от 17 декабря .2015 г.)

Составитель: Карманова Татьяна Евгеньевна, к.т.н, ст.преподаватель каф. ЭПП

Рецензенты:

Технический директор ГУ ОАО ТГК-2, ТЭЦ, г. Архангельск, Пальмин Л.И; Начальник электроцеха ГУ ОАО ТГК-2, ТЭЦ, г. Архангельск, А.В. Грязнов

Карманова , Т.

Е.

Приемники и потребители электрической энергии систем электроснабжения: учебное пособие / Т.Е. Карманова. – Архангельск: САФУ имени М.В. Ломо-

носова, 2015. – 120 с.

Содержит краткие сведения по электрооборудованию, электропотреблению и режимам работы различных потребителей и приемников электроэнергии. В нем изложены способы расчета электрических нагрузок. Приведены основные положения метода упорядоченных диаграмм, расчет с использованием коэффициентов спроса и равномерности максимумов нагрузок. Теоретические основы расчета сопровождаются рассмотрением примеров. Для закрепления изложенного материала по каждому раздела приведены контрольные вопросы.

Пособие подготовлено на кафедре «Электроснабжения промышленных предприятий» САФУ имени М.В. Ломоносова, предназначено для студентов направления подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» дневной и заочной форм обучения.

©Карманова Т.Е., 2015

©Учреждение образования «Северный Арктический федеральный университет имени М. В. Ломоносова», 2015

2

Содержание

 

Введение

5

Тема 1. Основные понятия о приемниках и

 

потребителях электроэнергии

6

Классификация электроприемников

6

Классификация потребителей электрической энергии

12

Характеристики электроприемников

13

Контрольные вопросы

15

Тема 2. Графики электрических нагрузок

16

Общие сведения о графиках нагрузки

16

Индивидуальные графики нагрузки

17

Графики групповой нагрузки

19

Показатели графиков нагрузки

23

Коэффициенты, характеризующие графики нагрузки

29

Контрольные вопросы

34

Тема 3. Характерные приемники электроэнергии

35

Электродвигатели силовых и общепромышленных установок

35

Электродвигатели производственных станков

36

Осветительные электроустановки

37

Электрические печи и электротермические установки

39

Выпрямительные и преобразовательные установки

46

Коммунально-бытовые приемники и потребители электроэнергии

48

Сельскохозяйственные потребители электроэнергии

49

Контрольные вопросы

51

Тема 4. Методы определения расчетной электрической нагрузки

52

Статистический метод определения расчетной нагрузки

53

Метод упорядоченных диаграмм

55

Определение расчетной нагрузки для группы из трех или мене

 

электроприемников

60

Вспомогательные методы определения расчетной нагрузки

61

3

 

Определение расчетной нагрузки потребителей на напряжении

 

6–10 кВ

63

Определение расчетной нагрузки при наличии однофазных

 

электроприемников в группе

66

Уточнение метода упорядоченных диаграмм

70

Учет нагрузочной способности элементов системы электроснабже

 

ния при определении расчетной нагрузки статистическим методом

71

Учет реальной постоянной времени нагрева при определении

 

расчетной нагрузки методом упорядоченных диаграмм

71

Пиковая нагрузка приемников и потребителей электроэнергии

72

Контрольные вопросы

74

Тема 5. Определение расхода и потерь электроэнергии потребителей

76

Определение расхода активной энергии

76

Определение расхода реактивной энергии

80

Определение потерь мощности и энергии в системах

 

Электроснабжения

80

Пути снижения потерь мощности и энергии в элементах систем

 

электроснабжения потребителя

83

Контрольные вопросы

90

Тема 6. Влияние качества электроэнергии на работу электроприемника

91

Влияние отклонений напряжения

91

Влияние колебаний напряжения

95

Влияние несимметрии напряжений

96

Влияние отклонения частоты

97

Контрольные вопросы

98

Тема 7. Взаимоотношения потребителей с энергоснабжающей органи-

 

зацией, взаимодействие с органами Госэнергонадзора, региональными

 

энергетическими комиссиями и другими организациями

99

Контрольные вопросы

107

Примеры заданий для проведения практических работ

108

Список источников

119

4

ВВЕДЕНИЕ

Электрическая энергия оказывает значительное влияние на все отрасли народного хозяйства, а также на уровень развития и технический прогресс любого государства. Поэтому электроэнергетика наиболее объективно опре-

деляет уровень экономического развития страны. Проектирование систем электроснабжения требует комплексного подхода к выбору и оптимизации схем электрических сетей, техническому обоснованию решений, определя-

ющих состав, структуру, внешние и внутренние связи, динамику развития и надежность работы системы в целом и ее отдельных элементов.

Цель изучения данной дисциплины состоит в получении теоретических знаний и практических навыков по электрооборудованию, электропотребле-

нию и режимам работы различных потребителей, а также по формированию и влиянию электрических нагрузок на элементы системы электроснабжения.

Задачами дисциплины являются: изучение классификации и характери-

стик электроприемников и потребителей электроэнергии, характерных групп электроприемников и особенностей их режимов работы, графиков электри-

ческих нагрузок и их показателей; освоение методов определения расчет-

ных электрических нагрузок, расхода электроэнергии, потерь мощности и энергии потребителей; ознакомление с путями повышения эффективности электропотребления; оценка влияния качества электроэнергии на работу электроприемника; знакомство с взаимоотношением потребителей с энерго-

снабжающей организацией и взаимодействиями с органами Госэнергонадзо-

ра, региональными энергетическими комиссиями и другими организациями.

Предлагаемое пособие предназначено для студентов электроэнергети-

ческих специальностей. В нем изложены способы расчета электрических нагрузок. Приведены основные положения метода упорядоченных диаграмм,

расчет с использованием коэффициентов спроса и равномерности максиму-

мов нагрузок. Теоретические основы расчета сопровождаются рассмотрени-

ем примеров. Для закрепления изложенного материала по каждому раздела

приведены контрольные вопросы.

5

ТЕМА 1

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ПРИЕМНИКАХ

И ПОТРЕБИТЕЛЯХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Электроприемник – устройство, в котором происходит преобразование электрической энергии в другие виды энергии для ее использования (освети-

тельные лампы, двигатели и т. д.).

Электроприемник или группа электроприемников, связанных техноло-

гическим процессом и размещенных на определенной территории, называет-

ся потребителем электрической энергии (станок, цех, завод и т. д. ).

Классификация электроприемников

Электроприемники в практике электроснабжения удобно классифици-

ровать по следующим признакам:

–по надежности электроснабжения;

–по роду тока;

–по напряжению;

–по режиму работы.

1. По степени надежности электроснабжения электроприемники делят-

ся на следующие три категории:

– электроприемники I категории – электроприемники, перерыв элек-

троснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей

(например, система вентиляции кислотного цеха, операционная), значитель-

ный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологи-

ческого процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Приемники электроэнергии I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирую-

щих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении

6

электроснабжения от одного источника питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Из состава электроприемников I категории выделяется особая группа,

бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова про-

изводства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования (например, непре-

рывная работа насоса по циркуляции воды необходима для охлаждения сте-

нок сталеплавильной печи). Для электроснабжения особой группы приемни-

ков электроэнергии I категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника пита-

ния. Независимым источником питания приемника электроэнергии или группы приемников электроэнергии называют источник питания, на котором сохраняется напряжение в пределах, регламентированных ПУЭ для после-

аварийного режима, при исчезновении его на другом или других источниках питания этих приемников.

К числу независимых источников питания относят две секции или си-

стемы шин одной или двух электростанций и подстанций при одновремен-

ном соблюдении следующих двух условий:

1)каждая секция или система шин в свою очередь имеет питание от не зависимого источника питания;

2)секции (системы) шин не связаны между собой или имеют связь, ав-

томатически отключающуюся при нарушении нормальной работы одной секции (системы) шин.

В качестве третьего независимого источника питания для особой груп-

пы приемников электроэнергии и в качестве второго независимого источника питания для остальных приемников I категории используют местные элек-

тростанции, электростанции энергосистем, специальные агрегаты беспере-

бойного питания, аккумуляторные батареи и т. п. Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить необходимую непрерывность техноло-

7

гического процесса или если резервирование электроснабжения экономиче-

ски нецелесообразно, осуществляют технологическое резервирование.

Электроснабжение приемников электроэнергии I категории с особо сложным технологическим процессом, требующим длительного времени на восстановление рабочего режима, при наличии технико-экономических обоснований осуществляют от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, к которым предъявляют дополнительные требования,

определяемые особенностями технологического процесса.

– электроприемники II категории – электроприемники, перерыв элек-

троснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, мас-

совым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нару-

шению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Приемники электроэнергии II категории обеспечивают электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Для приемников электроэнергии II категории при нарушении элек-

троснабжения от одного источника питания допустимы перерывы электро-

снабжения на время, необходимое для включения резервного питания дей-

ствиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

– электроприемники III категории – все остальные электроприемники,

не подходящие под определения I и II категорий. Это приемники вспомога-

тельных цехов, несерийного производства продукции и т. п. Для приемников электроэнергии III категории электроснабжение выполняют от одного источ-

ника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабже-

ния, не превышают 1 суток.

В зависимости от категории надежности, к которой относится тот или иной электроприемник, устанавливаются требования к системам электро-

снабжения.

2. По роду тока различают следующие электроприемники:

8

–электроприемники, работающие от сети промышленной частоты (50, 60 Гц) – большинство электроприемников;

–электроприемники, работающие от сети повышенной (пониженной)

частоты;

– электроприемники, работающие от сети постоянного тока.

Установки повышенной частоты применяются, например, для нагрева диэлектриков. Повышение частоты используется также в технологиях, тре-

бующих высокие скорости вращения (n = 20000 об/мин; f = 133–400 МГц).

Пониженная частота используется в металлургии. Постоянный ток использу-

ется в транспорте, для электролиза и др.

3. По напряжению электроприемники классифицируют следующим об-

разом:

–до 1 кВ и выше 1 кВ – переменный ток.

–до 1,5 кВ и выше 1,5 кВ – постоянный ток.

Номинальное напряжение электроприемника определяет величину его мощности. Мощные электрические двигатели используются для привода насосных, компрессорных агрегатов. При выборе типа электрического двига-

теля большое значение имеет мощность и напряжение:

– при напряжении до 1 кВ и мощности до 100 кВт экономичнее исполь-

зовать асинхронные двигатели;

–свыше 100 кВт – синхронные двигатели;

–при напряжении 6 кВ и мощности до 300 кВт – асинхронные двигате-

ли;

– при напряжении 6 кВ и мощности больше 300 кВт – синхронные дви-

гатели.

В настоящее время на практике чаще всего используются асинхронные электродвигатели.

4. По режиму работы в соответствии с ГОСТ 183–74 электроприемники классифицируют на 8 режимов. Но для решения практических задач по опре-

9

делению электрических нагрузок, как правило, используют 3 следующих ха-

рактерных режима работы электроприемников:

– продолжительный режим работы электроприемника соответствует номинальной неизменной нагрузке, продолжающейся столь долго, что тем-

пература τ его частей достигает установившихся значений (рисунок 1. 1, а).

Установившейся температурой считается температура, изменение которой в течение 1 ч не превышает 1 °С;

– кратковременный режим работы электроприемника (рисунок 1.1, б)

характеризуется тем, что он работает при номинальной мощности в течение времени, за которое его температура не успевает достичь установившейся.

При отключении электроприемник длительно не работает, и его температура снижается до температуры окружающей среды;

– повторно-кратковременный режим работы электроприемника – ре-

жим, при котором кратковременные рабочие периоды номинальной нагрузки чередуются с паузами (рисунок 1.1, в). Продолжительность рабочих перио-

дов и пауз не настолько велика, чтобы перегревы отдельных частей электро-

приемника при неизменной температуре окружающей среды могли достиг-

нуть установившихся значений. При повторно-кратковременном режиме ра-

боты электроприемник можно сильнее нагружать, чем при продолжительном номинальном режиме.

Повторно-кратковременный режим работы характеризуется продолжи-

тельностью включения (ПВ), равной отношению времени включения tв ко времени всего цикла tц:

ПВ =

в

100 =

в

100

(1.1)

+ в

ц

 

 

 

 

где tо – продолжительность отключения (паузы).

Значение tц при ПКР не должно превышать 10 минут

10

ГОСТ 6697-83 (СТ СЭВ 3687-82) Системы электроснабжения, источники, преобразователи и приемники электрической энергии переменного тока. Номинальные частоты от 0,1 до 10000 Гц и допускаемые отклонения, ГОСТ от 03 мая 1983 года №6697-83


ГОСТ 6697-83

Группа Е02

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ, ИСТОЧНИКИ, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ И ПРИЕМНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Power supply systems, sources, converters and receivers of electric alternating, current energy rated frequencies from 0,1 to 10000 Hz and tolerances

ОКП 01 1000

Дата введения 1984-01-01

1. РАЗРАБОТАН и ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 03.05.83 N 2147

3. ВЗАМЕН ГОСТ 6697-75

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3687-82 и МЭК 196-65, за исключением частот 750, 1500 и 3000 Гц и дополнительных значений частот менее 50 Гц

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2002 г.

1. Настоящий стандарт устанавливает ряды номинальных значений и допускаемые отклонения частот систем электроснабжения (пояснение термина дано в справочном приложении), источников, преобразователей и непосредственно присоединенных к ним приемников электрической энергии, работающих в установившемся режиме на фиксированных частотах в диапазоне от 0,1 до 10000 Гц.

Настоящий стандарт не устанавливает номинальные значения и допускаемые отклонения частот:

— соответствующих аварийным, ненормальным режимам работы и переходным процессам;

— цепей, замкнутых внутри функциональных устройств, межкаскадных соединений аппаратуры, источников, преобразователей и приемников электрической энергии, а также приемников с источниками вторичного электропитания;

— цепей приемопередающей и сигнально-вызывной аппаратуры связи и высокочастотных каналов релейных защит;

— цепей изделий, работа которых по принципу действия не характеризуется фиксированным значением частоты;

— цепей устройств измерения, контроля, сигнализации и управления;

— электрифицированного транспорта (рельсового и безрельсового).

2. Значения номинальных частот и допускаемых отклонений, устанавливаемые в стандартах и технических условиях на конкретные системы электроснабжения по видам техники, источники, преобразователи и приемники электрической энергии, должны выбираться из рядов, установленных в настоящем стандарте.

3. Номинальные частоты источников электрической энергии должны выбираться из ряда: 0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 2,5; 5; 10; 25; 50; 400; 1000; 10000 Гц.

Примечание. Не рекомендуется применять частоты до 25 Гц включительно.

4. Номинальные частоты преобразователей и приемников электрической энергии должны выбираться из ряда: 0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 2,5; 5,0; 10,0; 12,5; 16; 50; 400; 1000; 2000; 4000; 10000 Гц.

5. Дополнительно для электроприводов центрифуг, сепараторов, деревообрабатывающих станков, электроинструмента, безредукторных электрошпинделей, электротермического оборудования, а также преобразователей, предназначенных для их питания, номинальные частоты допускается выбирать из ряда: 100; 150; 200; 250; 300; 500; 600; 800; 1200; 1600; 2400; 8000 Гц.

Примечания:

1. Для электроинструмента, электроприводов центрифуг, сепараторов и деревообрабатывающих станков не рекомендуется применять частоты более 300 Гц.

2. Для безредукторных высокоскоростных электроприводов металлообрабатывающих станков и безредукторных электрошпинделей не рекомендуется применять частоты менее 600 Гц и более 2400 Гц.

3. Для электротермического оборудования рекомендуется применять частоты 500; 2400 и 8000 Гц.

4. Для гироскопических устройств корабельных навигационных систем и систем управления космических объектов рекомендуется применять частоту 500 Гц.

6. Кроме частот, указанных в пп.3-5, для источников, преобразователей и приемников электрической энергии разрешается применять частоту 6000 Гц в авиационной технике, летательных аппаратах и средствах их технического обслуживания.

7. Допускаемые отклонения частот систем электроснабжения, источников, преобразователей и приемников электрической энергии должны выбираться из ряда: 0,0002; 0,0005; 0,001; 0,002; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 5; 10% от номинальных значений.

8. Допускаемые отклонения от номинальных значений частот могут быть двусторонние симметричные и несиметричные (±), а также односторонние (+) или (-).

ПРИЛОЖЕНИЕ (справочное). ПОЯСНЕНИЕ ТЕРМИНА, ПРИМЕНЯЕМОГО В НАСТОЯЩЕМ СТАНДАРТЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

Система электроснабжения — Система, объединенная общим процессом генерирования и (или) преобразования, передачи и распределения электрической энергии и состоящая из источников и (или) преобразователей электрической энергии, электрических сетей, распределительных устройств, а также устройств, обеспечивающих поддержание ее параметров в заданных пределах



Электронный текст документа
подготовлен ЗАО «Кодекс» и сверен по:
официальное издание
М.: ИПК Издательство стандартов, 2002

Приемники электрической энергии

Страница 2 из 3

 

Первые электрические станции сооружались в городах для целей освещения и питания электрического транспорта, а также при фабриках и заводах. Несколько позднее появилась возможность сооружения электрических станций в местах залежей топлива или местах использования энергии воды, в известной степени независимо от мест нахождения потребителей электрической энергии — городов и промышленных предприятий. Передача электрической энергии к центрам потребления стала осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения на большие расстояния. Электричество – совокупность явлений, обусловленных существованием, движением и взаимодействием электрически заряженных тел или частиц [1, 21]. В законе сохранения энергии исследуется потенциальная энергия, которая не зафиксирована никакими приборами и по-своему не существует в природе [2, 20]. В настоящее время большинство потребителей получают электрическую энергию от энергосистем. В то же вpeмя на ряде предприятий продолжается сооружение и собственных ТЭЦ.

С точки зрения обеспечения надежного и бесперебойного питания, приемники электрической энергии делятся на три категории.

К первой категории относят электроприёмники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Электроприёмники должны обеспечиваться электропитанием от 2-х и более источников, причём перерыв в электроснабжении допускается на время АВР 1-2 сек.

Во вторую категорию входят электроприёмники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного числа городских и сельских жителей. Для приемников перерыв питания допускается на время, необходимое для включения резерва, но не более 1–2 ч.

К третей категории относят все остальные электроприёмники, не подходящие под определение к 1 и 2 категорий. Это, главным образом, различные вспомогательные механизмы в основных цехах, несерийного производства. Перерыв на всё время ремонта, но не более чем на 1 сутки.



Приемники и потребители электрической энергии систем электр…

Суворин, А. В.

Рассмотрены конструкции светотехнических устройств, основы проектирования электрического освещения производственных и общественных зданий и сооружений, а также вопросы выбора систем освещения, источников света, осветительных установок и их размещения в производственных и служебных помещениях.

Полная информация о книге

  • Вид товара:Книги
  • Рубрика:Электроэнергетические системы
  • Целевое назначение:Учебники и учеб. пособ.д/ средн. спец. образования
  • ISBN:978-5-16-015610-1
  • Серия:Среднее профессиональное образование
  • Издательство: ИНФРА-М
  • Год издания:2020
  • Количество страниц:353
  • Формат:60х90/16
  • УДК:628. 9(075.32)
  • Штрихкод:9785160156101
  • Переплет:в пер.
  • Сведения об ответственности:Алексей Суворин
  • Код товара:3372597

ГОСТ 6827-76 Электрооборудование и приемники электрической энергии. Ряд номинальных токов

Текст ГОСТ 6827-76 Электрооборудование и приемники электрической энергии. Ряд номинальных токов

БЗ 6—91

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И ПРИЕМНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

РЯД НОМИНАЛЬНЫХ токов ГОСТ 6827-76

(МЭК 59(1938), СТ СЭВ 780-77)

Издание официальное

КОМИТЕТ СТАНДАРТИЗАЦИИ И МЕТРОЛОГИИ СССР

Москва

УДК 621. 3.002.5:006.354 Группа Е02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И ПРИЕМНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Ряд номинальных токов

Electrical equipment and receivers of electric energy. Series of nominal currents

ГОСТ

6827—76

(МЭК 59(1938), CT СЭВ 780—77)

Дата введения с 01.01.78

1. Настоящий стандарт распространяется на электрооборудование и приемники электрической энергии, для которых основным параметром является номинальный ток, а также на части электротехнических устройств, которые по своей конструкции и назначению рассчитаны на другие номинальные токи, отличающиеся от номинальных токов электротехнических устройств (напри-мер, контакты реле, вспомогательные контакты).

Стандарт устанавливает номинальные значения постоянного и переменного токов от 0,0001 до 250000 А с частотой по ГОСТ 6697—83.

Стандарт не устанавливает номинальные токи для:

переходных процессов;

электрооборудования, ток которого определяется суммарным током приемников электрической энергии;

электрооборудования технологических процессов, осуществление которых не может быть обеспечено требованиями настоящего стандарта;

цепей, замкнутых внутри электрических машин, аппаратов и подобных им изделий;

цепей приемо-передающей, сигнально-вызывной аппаратуры связи;

цепей измерения, контроля, сигнализации и управления;

элементов тепловых реле;

Издание официальное

© Издательство стандартов, 1976 © Издательство стандартов, 1992 Переиздание с изменениями

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССР

катушек обмоток электрических аппаратов.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

2. Номинальные токи электрооборудования и приемников электрической энергии должны соответствовать значениям, приведенным в таблице.

А

0,0001

0,0010

0,010

0,10

1,00

10,0

100

1000

10000

(11200)

100000

(112000)

0,0012

0,012

0,12

1,25

12,5

125

1250

12500

(14000)

125000

(140000)

0,0016

0,016

0,16

1,60

16,0

160

1600

16000

(18000)

160000*

(180000)

0,0002

0,0020

0,020

0,20

2,00

20,0

200

2000

20000

(22500)

200000

(225000)

0,0025

0,025

0,25

2,50

25,0

250

2500

25000

(28000)

250000

0,0003

0,0030

0,030

0,30

3,15

31,5

315

3150

31500

(35500)

0,0004

0,004

0,040

С,40

4,00

40,0

400

4000

40000*

(45000)

0,0005

0,005

0,050

0,50

5,00

50,0

500

5000

50000

(56000)

0,0006

0,0060

0,060

0,60

6,30

63,0

630

6300

63000

(71000)

0,0008

0,00$ D

0,080

0,80

8,00

80,0

800

8000

80000*

* По согласованию между потребителем и изготовителем допускается применение токов 37500, 75000 и 150000 А для преобразовательных агрегатов и предназначенных для них трансформаторов.

Примечания:

1. Значения токов, указанные в скобках, в новых разработках не применять.

2. Для существующего электрооборудования по согласованию между потребителем и изготовителем допускается применять значения токов 1400 и 224С А.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. Значения номинальных токов для конкретных видов электрооборудования и приемников электрической энергии должны выбираться из ряда номинальных токов, установленного настоящим стандартом, и указываться в стандартах на конкретные виды электрооборудования и приемников электрической энергии.

Для электрооборудования и приемников электрической энергии, изготовляемых на экспорт, допускается применение других номинальных значений токов.

4. Из перечисленных в таблице значений токов предпочтительными являются следующие:

1,00; 1,60; 2,50; 4,00; 6,30 А,

а также десятичные кратные и дольные значения этих токов.

5. Для трансформаторов тока допускается принимать, кроте указанных в таблице, следующие значения токов:

15; 30; 60; 75; 120 А,

а также десятичные кратные значения этих токов.

5а. Допускается применять следующие значения номинальных токов: 1,5; 3,0; 6,0; 7,5; взамен 1,6; 3,15; 6,3; 8,0, а также их 10~, 100-и 1000-кратные значения.

(Введен дополнительно, Изм. № 2).

6. Для электрооборудования и приемников электрической энергии, для которых предусмотрено несколько режимов работы, номинальные токи, указанные в настоящем стандарте, относятся к нормальному и установившемуся режимам работы, для остальных режимов работы эти токи являются рекомендуемыми.

7 Для аппаратов и трансформаторов тока, предназначенных для источников электроэнергии и преобразовательных агрегатов на номинальные токи свыше 10030 А, а также для бортового электрооборудования постоянного и переменного токов летательных аппаратов и специальных транспортных машин, значения токов указанные в таблице, являются рекомендуемыми.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности и приборостроения СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Б. Н. Начинкин, канд. техн. наук; Р. В. Кривошеев, канд.техн. наук; Е. Г. Кримень; В. Б. Троицкий

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 23.11.76 № 2621

3. Срок первой проверки — 1995 г., периодичность проверки — 5 лет

4. Стандарт соответствует СТ СЭВ 780—77

5. В стандарт введен международный стандарт МЭК 59(1938)

6. ВЗАМЕН ГОСТ 6827—63

7. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

ГОСТ 6697—83

Номер пункта

8. ПЕРЕИЗДАНИЕ (январь 1992 г.) с Изменениями № 1, 2, утвержденными в марте 1979 г., в августе 1990 г. (ИУС 4—79, 11—90).

Редактор С. В. Жидкова Технический редактор £. Н. Прусакова Корректор М. С. Кабашова

Сдано в наб. 06.03.92 Подп. в печ. 08.04.92 Уел. печ. л. 0,375, Уел. кр.-отт 0,375 Уч.-изд. л. 0,24* Тир. 2040 экз.

Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов, 123557, Москва, ГСП, Новопресненский пер. , 3 Тип, «Московский печатник». Москва, Лялин пер., 6. Зак. 1049

Приемники электрической энергии

Приемники электрической энергии делятся на пассивные и активные.

Пассивными называют приемники в которых под действием приложенного напряжения не возникает ЭДС. Вольтамперные характеристики пассивных приемников проходят через начало координат. При отсутствии напряжения ток этих элементов равен нулю. Основной характеристикой пассивных элементов является сопротивление. Пассивные элементы, сопротивление которых не зависит от приложенного напряжения, называются линейными. Реально таких элементов не существует. Но весьма близки к ним резисторы, реостаты, лампы накаливания и др. Зависимость напряжения от тока в таких элементах определяется законом Ома, т.е. U = IR, где R — сопротивление элемента. Эта зависимость не меняется, если напряжение и ток — переменные.

К приемникам электрической энергии относятся емкостные и индуктивные элементы. Основной параметр емкостного элемента — емкость С. Единица измерения — Фарада [Ф]. При постоянном напряжении, приложенном к емкости, на ее обкладках накапливается заряд

 

. (1.5)

 

Ток через емкость не протекает. Это означает, что сопротивление емкости в цепи постоянного тока равно бесконечности.

Если к емкости приложено переменное напряжение u(t), то и заряд на ее обкладках становится переменным

 

 

. (1.6)

 

В этом случае в цепи возникает ток

 

. (1.7)

 

Выражение (1.7) позволяет определить падение напряжения на емкости, если в цепи протекает переменный ток

 

. (1.8)

 

Очевидно, что сопротивление емкостного элемента переменному току определяется законом Ома, но зависит не только от величины, но и от формы тока и напряжения.

Основным параметром индуктивного элемента является индуктивность — L. Единица измерения — Генри [Г]. Если через индуктивность L протекает постоянный ток I, то в ней возникает постоянное во времени потокосцепление самоиндукции

 

. (1.9)

 

Будем полагать, что элемент L идеальный, т.е. сопротивление витков r отсутствует. Очевидно, что при этом падение напряжения на элементе равно нулю.

Предположим, что индуктивный элемент подключен к источнику переменного тока i(t). Потокосцепление также будет переменным y(t) = L×i(t). Изменяющееся потокосцепление наводит в катушке ЭДС самоиндукции

 

. (1.10)

 

 

Так как r=0, то ЭДС еL(t) уравновешивает напряжение, приложенное к индуктивности

 

. (1.11)

 

 

Выражение (1.11) позволяет определить ток индуктивности, если известно приложенное к ней напряжение u(t).

 

 

. (1.12)

 

Кроме пассивных ,в электротехнике применяются активные приемники. К ним относятся электродвигатели, аккумуляторы в процессе их заряда и др. В цепи переменного тока при определенных условиях роль активных элементов выполняют индуктивность и емкость. В активных элементах возникает противо — ЭДС Е. Приложенное к приемнику напряжение уравновешивается противо-ЭДС и падением напряжения на сопротивлении элемента, т.е.

 

. (1.13)

 

 


Узнать еще:

Приемники и потребители электрической энергии систем электроснабжения (Гулин С.В.)

Мы стремимся к тому, чтобы повысить эффективность образовательного процесса в университете. Этому будет способствовать знание Вашего мнения о профессиональных и личностных качествах преподавателя. Для того, чтобы устранить возможные недостатки, просим Вас объективно оценить некоторые указанные в анкете показатели, характеризующие проведение занятий Вашими преподавателями по 5-бальной шкале, где: 


1. Постоянно поддерживает интерес к предмету, следит за реакцией аудитории, побуждает к дискуссии*

 O     1     2     3     4     5   

2. Уважительно относится к студентам, тактичен, открыт для общения*

 O     1     2     3     4     5   

3. Корректно оценивает и комментирует результаты учебной работы студентов*

 O     1     2     3     4     5   

4. Пунктуален, вовремя начинает и заканчивает занятие*

 O     1     2     3     4     5   

5.  Доступен и заинтересован в общении со студентами во внеучебное время*

 O     1     2     3     4     5   

6. Хорошо владеет предметом, эрудирован*

 O     1     2     3     4     5   

7. Излагает материал на современном уровне, демонстрирует умение пользоваться современными информационными технологиями*

 O     1     2     3     4     5   

8. Обладает культурой речи, хорошей дикцией*

 O     1     2     3     4     5   

9.  Ориентирует студентов на применение изучаемого материала в будущей профессиональной деятельности*

 O     1     2     3     4     5   

10. Четко определяет цель занятия, излагает материал ясно, доступно, в нормальном темпе*

 O     1     2     3     4     5   

11. Обеспечивает эффективность практических занятий как средства усвоения материала*

 O     1     2     3     4     5   

12. Применяет
интерактивные формы обучения (деловые игры, тренинги, кейсы и т. д.)*

 O     1     2     3     4     5   

13. Мотивирует к участию в научных конференциях, конкурсах НИРС, олимпиадах по проблематике дисциплины*

 O     1     2     3     4     5   

  

Приемник энергии | Submachine Wiki

Приемник энергии

Устройство

Использует

Силовые машины

Приемник энергии — это тип устройства из серии Submachine. Примечание. В этой статье обсуждаются только приемники энергии, в которых требуется физический контакт с источником энергии.Никакие устройства, использующие волны в космосе, не обсуждаются.

Хотя конструкция приемника энергии различается, основная функция заключается в использовании материального источника энергии, такого как самоцвет мудрости или катушка, для «включения» недоступной иным образом части субмашины, в которой в данный момент находится игрок. Его также можно использовать, чтобы дать подсказки к новым местоположениям комнат, как это видно во вселенной Submachine.

Submachine 2 имеет приемник энергии в начале игры. Он находится с левой стороны от кирпичной двери.Ствольная коробка представляет собой изогнутую металлическую стойку, соединенную с коробкой. Когда драгоценный камень мудрости вставляется в верхнюю часть, коробка расширяет вертикальный столб с небольшой сферой. Если вы ненадолго отпустите сферу со столба, из верхней части комнаты справа спустится лестница.

Приемник энергии из Submachine 2 находится на чердаке Submachine 4, но он используется только для украшения фона. В Submachine 4 нет камней мудрости, поэтому их нельзя добавить.

Другой тип приемника, питаемый от катушки, можно найти в древней секции.Он напоминает металлическую колонну с двумя стабилизирующими рычагами. Подключен проводами к прожектору.

В Submachine 5 есть два приемника энергии. Первый позволяет игроку получить доступ к секрету, а другой позволяет игроку получить доступ к комбинации, включающей руны. Оба представляют собой небольшие канистры из бронзового металла, которые питаются от катушки. У них есть маленькие символы молнии, выгравированные спереди.

Многие лучи, найденные в Submachine 8, питаются от различных источников. Для одних требуются катушки, а для других требуются предохранители или блоки предохранителей, соединенные проводами.Важно отметить, что хотя лучам для работы требуется электричество, они вместо этого излучают карму.

Устройство в разделе «Шива» в Submachine 9 питается от драгоценных камней мудрости для доступа к восьмой кнопке навигатора. Драгоценные камни должны быть размещены в правильных слоях, чтобы открылось левое отделение. Драгоценные камни собираются с движителя прямо рядом с устройством.

Стенд портала кармы без электропитания, для работы которого требуются средства поиска векторов.

Игрок может повторно посетить подземелье маяка и найти тот же приемник энергии рядом с кирпичной дверью, но на этот раз он держит световую сферу.

Некоторые стойки кармы-портала в Sub10 в той или иной форме требуют внешнего питания. Это могут быть искатели векторов, стабилизаторы петель и портальные заряды. Портальные заряды содержат плазменные заряды, которые также можно использовать для питания ворот в зоне захвата Щ.И.Т.

Ресивер в 241.

Хотя они не открывают совершенно новое место, камни мудрости используются в областях 001 и 917, чтобы дать вам подсказку к другому месту.

Кроме того, приемник энергии, подобный тем, что в Sub 2 и 4, стоит в комнате коллекционера, среди других памятных вещей Submachine, за исключением того, что он указывает вправо и предназначен только для украшения. В нее нельзя класть драгоценные камни мудрости.

A Гибридный электрический и тепловой солнечный приемник

Основные характеристики

Предлагаемый гибридный солнечный приемник, обеспечивающий как электрическую, так и тепловую энергию

Приемник с прозрачным аэрогелем и спектрально-селективной световой трубкой

Моделирование прогнозирует эффективность> 22% с текущими свойствами подкомпонентов

Эффективность более 35%, прогнозируемая для улучшенных подкомпонентов

Контекст и масштаб

Фотоэлектрические и солнечные тепловые системы являются основными методами преобразования солнечной энергии .Фотоэлектрические системы не могут использовать весь спектр солнечной энергии, а хранение произведенной электроэнергии обходится дорого. Солнечные тепловые системы преобразуют солнечный свет в электричество, используя тепловую энергию в качестве промежуточного звена, что позволяет использовать недорогие аккумуляторы тепла, но в целом они дороже, чем фотоэлектрические. Гибридные системы, которые преобразуют часть солнечного спектра в электричество напрямую с использованием фотоэлектрических модулей, а остальную часть в тепловую энергию, могут достичь более высокого КПД, чем фотоэлектрические или солнечные тепловые системы, при этом позволяя использовать аккумуляторы тепла.Здесь мы представляем многослойную гибридную конструкцию приемника с использованием прозрачного аэрогеля и спектрально-селективной световой трубки. Моделирование прогнозирует эффективность преобразования солнечной энергии в электричество на 35% с дальнейшим улучшением подкомпонентов и КПД> 26% с лучшими на сегодняшний день свойствами подкомпонентов. Таким образом, дальнейшее развитие этого приемника может дать возможность высокоэффективного преобразования солнечной энергии.

Резюме

Солнечная энергия — перспективный возобновляемый источник энергии; однако хранить электроэнергию от фотоэлектрических элементов (ФЭ) — наиболее широко применяемой технологии солнечной энергетики — дорого.Технологии солнечной тепловой энергии можно сочетать с недорогим накоплением тепла, но в целом они более дороги. Мы разработали солнечный приемник, который объединяет фотоэлектрические и солнечные тепловые системы для эффективного преобразования солнечного излучения в электричество (для немедленного использования) и тепловую энергию (для хранения и преобразования в электричество по запросу). В этом документе описывается гибридный электрический и тепловой солнечный (HEATS) приемник и моделируются его характеристики. Идеализированная модель предсказывает высокую эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую (35.2%) с высокой диспетчеризацией (44,2% электричества из тепловой энергии) при рабочей температуре 775 К. Моделирование с использованием измеренных значений производительности для подкомпонентов HEATS предсказывает эффективность 26,8% и диспетчеризацию 81% с кремниевыми фотоэлектрическими элементами, эффективность 28,5% и диспетчеризацию 76% с ФЭ из арсенида галлия, оба работают при 700 К.

Ключевые слова

преобразование солнечной энергии

фотоэлектрические системы

солнечная тепловая система

аэрогель

спектрально-селективное покрытие

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Просмотреть аннотацию Inc.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Беспроводная передача энергии

Беспроводная передача энергии

Майкл Шу


9 декабря 2011 г.

Представлено как курсовая работа для Ph340, Стэнфордский университет, осень 2011 г.

Рис. 1: Энергия лазера, используемая для питания модели самолета с солнечными батареями. Источник: Викимедиа Commons (любезно предоставлено НАСА).

Введение

После выработки энергии на любой электростанции она необходимо транспортировать электроэнергию в места, где она будет использоваться. В настоящее время это достигается в основном за счет толстых линий электропередачи, которые требуют много материала и высокие башни. Однако есть интересная возможность передачи электроэнергии без этих громоздкие конструкции за счет реализации беспроводной передачи энергии.Изучаются различные методы беспроводной передачи энергии, которые могут позволяют передавать большие объемы энергии на большие расстояния без необходимость проводящей связи. Дополнительно беспроводной передача представляет возможность отправки и получения мощности из космоса, которые могут иметь полезные приложения.

Передача микроволновой энергии

Одна из первых демонстраций беспроводной энергии передача заключалась в использовании микроволнового излучения для питания небольшого вертолета. в 1964 г.[1] Этот эксперимент содержал основные элементы СВЧ передача энергии: источник электромагнитного излучения и СВЧ-приемник с выпрямителем постоянного тока для преобразования микроволновой энергии в электрическую мощность постоянного тока. С тех пор были предприняты усилия по увеличению эффективность, мощность и дальность передачи микроволн.

Самая высокая электрическая энергия при преобразовании микроволн в постоянный ток Достигнутая конверсия составила 84% в эксперименте 1975 года. [2] Однако больше Практические системы с более высокой выходной мощностью имели более низкий КПД.Команда из Японии построила систему, состоящую из набора солнечных панелей. прикреплен к микроволновому передатчику и приемнику, который преобразует микроволны до постоянного напряжения. Передатчик был разработан для отслеживания приемник и автоматически направляет его микроволновый выход на приемник. Эта система смогла достичь эффективности преобразования более 75% при мощности 300 Вт. [2] Следующей желаемой целью будет для достижения высокой эффективности передачи энергии на большие расстояния.

Лазерная передача

Лазерный метод передачи энергии включает свет лазерный луч на фотоэлектрический приемник. Это требует умения точно отслеживать положение приемника относительно лазера передатчик. Преимущество лазера в том, что его монохроматичность позволяет лучше контролировать луч на больших расстояниях, а также возможность настройки фотоэлектрического приемника на лазерный луч. Недавний эксперименты с использованием имеющихся в продаже лазерных источников дали более 7.2 Вт фотоэлектрической мощности от лазерного луча мощностью 70 Вт (от которые до ресивера доходили всего 25 Вт). Это соответствует мощности плотность 13,6 Вт на квадратный сантиметр площади приемника, а также КПД преобразования оптического сигнала в электрический 28%, что является многообещающим для реальных приложений, если экспериментальный результат может быть увеличен системы. [3]

Фиг.2: Схема предлагаемой солнечной электростанции. спутник.

Спутники солнечной энергии

Если эффективный метод беспроводной передачи энергии , одним из возможных применений будет спутник на солнечной энергии. [2] Эта идея состоит в том, чтобы иметь на орбите спутник с солнечными батареями. Земля. Спутник вырабатывает электрическую энергию, используя солнечную клетки. Эта энергия преобразуется в электромагнитную волну и передается по беспроводной сети приемникам на Земле.Приемники тогда преобразовать переданную энергию обратно в полезную электрическую энергию. Хотя упомянутой выше японской группе удалось достичь 75% эффективность для преобразования 300 Вт с использованием солнечных батарей и микроволнового излучения передачи, это довольно далеко от полезного приложения. К продемонстрировать техническую осуществимость, исследователи сначала хотели бы передавать киловатты мощности со спутника на низкой околоземной орбите. Кроме того, желательна целевая эффективность преобразования 80% в обоих передатчик и приемник.[2]

Поскольку спутник вращается над атмосферой, он будет постоянно собирать солнечную энергию, в отличие от фотоэлектрические системы на земле, которым может препятствовать погода условия. Кроме того, один спутник потенциально может обеспечить питание во многих местах по всему миру благодаря наличию нескольких беспроводных источников питания приемники, подключенные к спутнику. Таким образом, развитие солнечной энергетики спутники могут стабильно обеспечивать экологически чистую энергию по всему миру.[2]

Заключение

Беспроводная передача энергии будет иметь много интересные приложения. Некоторые приложения включают просто питание устройств или транспортных средств от удаленного источника питания. Тем не менее энергосистема также может быть затронута. При большом расстоянии высокая эффективность возможна беспроводная передача энергии, мы могли бы уменьшить нашу зависимость от линии электропередачи для передачи энергии на большие расстояния. Более того, беспроводная передача энергии могла бы позволить альтернативный источник чистой энергии, передавая солнечную энергию из космоса обратно в места, где он нужен на земле. Дальнейшие исследования беспроводной передачи показать, осуществимы ли некоторые из этих планов.

© Михаил Шу. Автор дает разрешение на копировать, распространять и демонстрировать эту работу в неизменном виде, с ссылка на автора, только в некоммерческих целях. Все остальные права, в том числе коммерческие, принадлежат автору.

Список литературы

[1] У. К. Браун, «История передачи энергии» по Radio Waves, «IEEE Trans.Теория и методы микроволнового излучения 32 , 1230 (1984).

[2] Х. Мацумото, «Исследования спутников на солнечной энергии» и передача микроволновой энергии в Японии, «IEEE Microwave Magazine, 3 , № 4, 36, 2002.

[3] Д. Э. Райбл, Д. Динка и Т. Х. Найфех, «Оптический Оптимизация частоты системы излучения мощного лазера высокой интенсивности Использование фотоэлектрических элементов VMJ, «Космические оптические системы» и приложения (ICSOS), 2011 г. Конф. (IEEE, 2011), стр. 232.

STELA World | STE / CSP Technologies> Центральный приемник

Системы центрального приемника (или солнечной башни) используют поле распределенных зеркал — гелиостатов — которые индивидуально отслеживают солнце и фокусируют солнечный свет на приемнике на вершине башни. За счет концентрации солнечного света 600–1000 раз они достигают температуры от 800 ° C до более 1000 ° C. Солнечная энергия поглощается рабочим телом и затем используется для выработки пара для питания обычной турбины.За более чем 15 лет экспериментов по всему миру солнечные башни доказали свою техническую осуществимость в проектах с использованием различных теплоносителей (пар, воздух и расплавленные соли) в тепловом цикле и с различными конструкциями гелиостатов.

Высокие температуры, доступные в солнечных башнях, могут использоваться не только для управления паровыми циклами, но также для газовых турбин и систем комбинированного цикла. Такие системы могут достигать пикового значения 35% и 25% годового КПД солнечной электроэнергии при подключении к электростанции комбинированного цикла.

Эффективность этих установок обычно выше, чем у установок с параболическим желобом, поскольку температура жидкости выше. Это приводит к лучшим термодинамическим характеристикам, а также упрощает хранение: возможны меньшие объемы из-за большей разницы температур между холодным и горячим резервуарами.

Благодаря проверенной технологии в настоящее время в мире работает несколько знаковых проектов. Три промышленные электростанции этого типа расположены в Испании, в частности, Solucar Solar Complex с действующей солнечной башней PS-10 мощностью 11 МВт; ПС-20 мощностью 20 МВт и 0.5 часов хранения пара; и Gemasolar мощностью 20 МВт с теплоаккумулятором из расплавленной соли. В Соединенных Штатах в настоящее время действуют или строятся несколько более крупных проектов в Калифорнии и Неваде. Самая крупная из них — это Ivanpah Solar Electric Generating System, коммерческая эксплуатация которой началась в 2013 году. Это самая большая солнечная электростанция в мире с мощностью 392 МВт. Солнечная энергетическая установка Crescent Dunes мощностью 110 МВт, расположенная в Неваде, представляет собой еще одну солнечную тепловую электростанцию, использующую технологию солнечной башни с хранением тепловой энергии на расплавленной соли.Строящаяся в настоящее время установка обладает передовыми возможностями накопления энергии с помощью башни на расплавленной соли. Ожидается, что к началу следующего года в рамках проекта будет обеспечено достаточно стабильное и надежное электричество от солнечной энергии для питания 75 000 домов в Неваде в периоды пикового спроса, днем ​​и ночью, независимо от того, светит солнце или нет.

Первые опытные установки были построены в 1980-х и 1990-х годах в Европе и США. К ним относятся СОЛЬГАТ, который нагревает сжатый воздух; Solar II в Калифорнии, в котором в качестве теплоносителя и в качестве теплоносителя для работы в ночное время использовалась расплавленная соль; и проект GAST в Испании, в котором использовались металлические и керамические трубчатые панели. Концепция объемного приемника была разработана в 1990-х годах в рамках проекта PHOEBUS с использованием проволочной сетки, непосредственно подвергающейся воздействию падающего излучения и охлаждаемой потоком воздуха. Этот ресивер достигал температуры 800 ° C и использовался для работы парового цикла мощностью 1 МВт.

Центральные приемные установки собирают солнечную энергию, сконцентрированную полем гелиостата, в центральном приемнике, установленном на вершине башни. Существовало несколько альтернативных жидких теплоносителей, которые были успешно протестированы до сих пор: насыщенный пар, перегретый пар, расплавленная соль и сжатый атмосферный воздух.

Первая коммерческая центральная приемная станция была введена в эксплуатацию в июне 2007 года в Испании (11 МВт), а две другие уже работают (всего 50 МВт). Типичный размер градирни до сих пор колеблется от 10 до 150 МВт.

  • Концентрирует солнечное излучение на точечном приемнике на вершине башни
  • Позволяет работать при высоких температурах (550 ° C через нагретый пар и 565 ° C для расплавов солей; работа со сжатым воздухом при температурах до 1000 ° C изучается) и обеспечивает возможность аккумулирования тепла
  • Обладает высоким КПД от солнечной энергии до электрической и является коммерчески проверенной технологией
  • Мощность: от 10 до 150 МВт
  • Демонстрационные заводы 80-х годов постройки
  • Три действующих коммерческих станции в Испании (11, 20 МВт и 17 МВт с 15-часовым хранением) и еще 1 в стадии строительства (17 МВт + 15-часовое хранение)
  • От солнечной энергии к электрической мощности: расчетная точка 20%. Годовая 17%.
  • Крупные проекты в стадии строительства в США.
  • Цены PPA, которые сделают проекты осуществимыми: от 14 до 18 евро / кВтч в зависимости от уровня солнечной радиации, размера завода, коэффициента мощности, финансовых условий и т. Д.

Блюдо / Система двигателя, концентрирующая солнечно-тепловую энергию Основы

Вы здесь

Системы тарелок / двигателей используют параболическую тарелку зеркал, чтобы направлять и концентрировать солнечный свет на центральном двигателе, который производит электричество. Система тарелка / двигатель представляет собой технологию концентрирующей солнечной энергии (CSP), которая производит меньшее количество электроэнергии, чем другие технологии CSP, обычно в диапазоне от 3 до 25 киловатт, но полезна для модульного использования. Две основные части системы — это солнечный концентратор и блок преобразования энергии.

Солнечный концентратор

Солнечный концентратор или тарелка собирает солнечную энергию, поступающую непосредственно от солнца. Полученный луч концентрированного солнечного света отражается на тепловом приемнике, который собирает солнечное тепло.Тарелка установлена ​​на конструкции, которая непрерывно отслеживает солнце в течение дня, чтобы отражать на тепловизор максимально возможный процент солнечного света.

Блок преобразования мощности

Блок преобразования мощности включает в себя тепловой приемник и двигатель / генератор. Тепловой приемник — это интерфейс между тарелкой и двигателем / генератором. Он поглощает концентрированные лучи солнечной энергии, преобразует энергию в тепло и передает тепло двигателю / генератору. Тепловой приемник может представлять собой набор трубок с охлаждающей жидкостью, обычно водородом или гелием, которая обычно является теплоносителем, а также рабочей жидкостью для двигателя. Альтернативными приемниками тепла являются тепловые трубы, в которых кипение и конденсация промежуточной жидкости передают тепло двигателю.

Система двигатель / генератор — это подсистема, которая забирает тепло от теплового приемника и использует его для преобразования тепловой энергии в электрическую. Наиболее распространенным типом теплового двигателя, используемого в системах тарелка / двигатель, является двигатель Стирлинга.В двигателе Стирлинга нагретая жидкость используется для перемещения поршней и создания механической энергии. Механическая работа в виде вращения коленчатого вала двигателя приводит в действие генератор и вырабатывает электроэнергию.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Узнайте больше об основах концентрации солнечно-тепловой энергии и исследованиях солнечно-тепловой энергии, проводимых офисом солнечной энергетики.

На главную »Солнечные информационные ресурсы» Основы солнечного излучения

Подпишитесь на информационный бюллетень отдела технологий солнечной энергетики

Лаборатория испытаний приемников PTC — CENER

Лаборатория тестирования приемников PTC нацелена на исчерпывающую характеристику характеристик и долговечности приемных трубок, используемых в концентрирующих солнечных электростанциях, основанных на технологии параболических желобных коллекторов (PTC).Приемники PTC являются наиболее важным компонентом в работе таких электростанций, и их поведение в течение срока полезного использования станции имеет решающее значение для надлежащей экономической отдачи проекта. В испытательной лаборатории приемников PTC оптические и тепловые характеристики приемников оцениваются путем измерения оптического пропускания и поглощения и измерения тепловых потерь приемника при различных температурах. Долговечность оценивается путем воздействия на приемники экстремальных условий и ускоренного старения с последующим повторным измерением их характеристик.Испытания на долговечность включают в себя высокотемпературные и термоциклические испытания, испытания на усталость сильфонов и удар града для всех приемников, а также несколько испытаний на ускоренное старение стеклянных образцов, таких как истирание, конденсация, замерзание из-за влажности и УФ-облучение. Большинство тестов, проводимых в лаборатории тестирования приемников PTC, основаны на проекте стандарта IEC 62862-3-3.

Лаборатория имеет следующее основное оборудование:

  • Стенд для определения тепловых характеристик:

Испытательный стенд для определения тепловых характеристик приемников PTC на основе определения тепловых потерь при различных температурах (обычно от 4 до 5 температур в диапазоне от 200 до 500 ºC). Испытание характеристик стенд термического состоит из опорной рамы, прямые электрические нагреватели, спиральные электрические нагреватели, чтобы обеспечить адиабатических концы приемника, электрические преобразователи мощности и систему управления, чтобы обеспечить стабильность ± 1К. Стенд приспособлен для работы с ресивером длиной до 4500 мм и любым внутренним диаметром трубы поглотителя.

  • Стенд для испытания оптических характеристик:

Испытательный стенд для определения оптических характеристик приемников PTC на основе измерений пропускания стеклянной оболочки и поглощения трубки поглотителя.Испытательный стенд рассчитан на использование специально адаптированного спектрофотометра для одновременного неразрушающего измерения оптических свойств, который перемещается вдоль приемника для оценки однородности оптических свойств. Спектрофотометр измеряет спектральные оптические свойства от 300 нм до 2500 нм каждые 10 нм, в то время как значения пропускания и поглощения солнечного света рассчитываются путем интегрирования по спектру прямого солнечного излучения при AM1,5 на основе стандартов ISO 9845-1 и ASTM G173.

  • Стенд для испытаний на усталость сильфона:

Стенд для испытаний на ускоренное старение для оценки прочности сильфона между трубкой абсорбера и стеклянной оболочкой.Этот испытательный стенд состоит из опорной рамы, прямые электрические нагреватели для повышения температуры до средней рабочей температуры трубки, и линейный исполнительный механизм для сжатия продукции и циклов расширения достигая максимального хода конструкции сильфона. Линейный привод подвергает стеклянную оболочку и, таким образом, сильфон большому количеству циклов сжатия и расширения (обычно 20 000), чтобы смоделировать полный срок службы трубки примерно за 5 часов. Деградация приемника определяется путем проведения испытания термических характеристик до и после испытания на усталость.

  • Стенд для испытаний на перегрев и термоциклирование:

Стенд для испытаний на ускоренное старение для оценки долговечности оптических и термических свойств при высоких температурах и термоциклировании до 6 пробирок одновременно. Этот испытательный стенд состоит из прямых электрических нагревателей, которые нагревают приемники примерно на 100K по сравнению с их максимальной рабочей температурой и поддерживают эту температуру в течение длительного времени (обычно 1000 часов при 500ºC). Кроме того, этот испытательный стенд используется для выполнения циклов нагрева и охлаждения (обычно 100 циклов от 200 ° C до 500 ° C) в приемниках.Испытательный стенд также включает в себя необходимую систему управления для обеспечения стабильности температуры, а также точные линейные изменения нагрева и охлаждения. Ухудшение характеристик приемника определяется путем проведения испытания на определение термических характеристик до и после испытания на перегрев и термоциклирование.

Спектрофотометр

UV / Vis-NIR Optronics Laboratories модель OL-750 с интегрирующей сферой для измерения пропускания стеклянных образцов и оптической плотности образцов поглотителя. Это оборудование измеряет спектральные оптические свойства от 300 нм до 2500 нм каждые 10 нм, в то время как значения пропускания и поглощения солнечного света рассчитываются путем интегрирования по спектру прямого солнечного излучения на AM1. 5 на основе стандартов ISO 9845-1 и ASTM G173.

  • Оборудование для испытаний на прочность образцов стекла:

Лаборатория испытаний приемников PTC рассчитана на различные климатические камеры с контролем температуры от -40 ºC до 85ºC и контролем относительной влажности от 10% до 100%, чтобы подвергнуть образцы стекла ускоренным процессам старения, таким как испытание на конденсацию (480 часов при относительной влажности 40ºC 100%) и тест замораживания влажности (40 циклов от -40ºC до 65ºC с относительной влажностью 85%).Кроме того, испытания на устойчивость к ультрафиолетовому излучению, в ходе которых образцы стекла подвергаются воздействию высоких доз УФ-излучения, также проводятся в лабораторных УФ-камерах (обычно 15 кВтч / м2 с 3-10% УФ-излучения между 280 нм и 320 нм и 90-97% УФ-излучения между 320 нм и 400 нм). Во всех этих испытаниях оптическое пропускание образцов стекла измеряется до и после ускоренного старения. Кроме того, испытания на истирание выполняются с помощью оборудования Linear Taber (изображение) с абразивной резиной в соответствии со стандартом MIL-E12397. В этих испытаниях оптическое пропускание образцов стекла измеряется несколько раз во время испытаний с увеличением числа циклов трения (обычно пропускание измеряется до испытания и после 5, 10, 20, 50 и 100 циклов).

Введение в беспроводную передачу энергии

Wireless Power Transfer обещает избавить нас от тирании шнуров питания. Эта технология внедряется во все виды устройств и систем. Давайте взглянем!

Проводной путь

Большинство современных жилых и коммерческих зданий получают питание от сети переменного тока.Электростанции вырабатывают электроэнергию переменного тока, которая доставляется в дома и предприятия по высоковольтным линиям электропередачи и понижающим трансформаторам.

Электричество поступает в коробку выключателя, а затем электрическая проводка подает ток на оборудование переменного тока и устройства, которые мы используем каждый день — лампы, кухонные приборы, зарядные устройства и т.

Все компоненты стандартизированы и соответствуют электрическим нормам. Любое устройство, рассчитанное на стандартные ток и напряжение, будет работать в любой из миллионов розеток по всей стране.Несмотря на то, что стандарты различаются в зависимости от страны и континента, в рамках одной электрической системы любое устройство с соответствующим номиналом будет работать.

Вот шнур, там шнур. . . . Большинство наших электрических устройств имеют шнуры питания переменного тока.

Технология беспроводного питания

Wireless Power Transfer (WPT) позволяет подавать питание через воздушный зазор без использования токоведущих проводов. БПЭ может обеспечивать питание от источника переменного тока совместимым батареям или устройствам без физических разъемов или проводов.WPT может заряжать мобильные телефоны и планшеты, дроны, автомобили и даже транспортное оборудование. Возможно, даже появится возможность беспроводной передачи энергии, собираемой массивами солнечных батарей в космосе.

WPT стал захватывающим достижением в сфере бытовой электроники, заменив проводные зарядные устройства. На выставке Consumer Electronics Show 2017 будет много устройств, предлагающих WPT.

Однако концепция передачи энергии без проводов существует с конца 1890-х годов. Никола Тесла смог зажечь электрические лампочки по беспроводной сети в своей лаборатории в Колорадо-Спрингс, используя электродинамическую индукцию (также известную как резонансная индуктивная связь).

Изображение из патента Теслы на «устройство для передачи электрической энергии», 1907.

Были зажжены три лампочки, расположенные на расстоянии 60 футов (18 м) от источника питания, и демонстрация была задокументирована. У Теслы были большие планы, и он надеялся, что его башня Ворденклиф на Лонг-Айленде будет передавать электрическую энергию через Атлантический океан по беспроводной сети. Этого не произошло из-за различных трудностей, в том числе финансовых и временных.

WPT использует поля, создаваемые заряженными частицами, для передачи энергии между передатчиками и приемниками через воздушный зазор. Воздушный зазор перекрывается за счет преобразования энергии в форму, которая может перемещаться по воздуху. Энергия преобразуется в колеблющееся поле, передается по воздуху, а затем преобразуется приемником в полезный электрический ток. В зависимости от мощности и расстояния энергия может эффективно передаваться через электрическое поле, магнитное поле или электромагнитные (ЭМ) волны, такие как радиоволны, микроволны или даже свет.

В следующей таблице перечислены различные технологии БПЭ, а также формы передачи мощности.

Технологии Передача энергии Включение передачи мощности
Индуктивная муфта Магнитные поля Катушки проволоки
Резонансная индуктивная муфта Магнитные поля Резонансные цепи
Емкостная муфта Электрические поля Соединительные пластины токопроводящие
Магнитодинамическая муфта Магнитные поля Вращающиеся постоянные магниты
СВЧ-излучение Микроволны Фазовые решетки / тарелки
Оптическое излучение Свет / инфракрасный / ультрафиолетовый Лазеры / фотоэлементы
Технологии БПЭ.

Qi Charging, открытый стандарт беспроводной зарядки

В то время как некоторые компании, обещающие WPT, все еще работают над выпуском продуктов, зарядка Qi (произносится как «чи») стандартизирована, и устройства в настоящее время доступны. Консорциум Wireless Power Consortium (WPC), основанный в 2008 году, разработал стандарт Qi для зарядки аккумуляторов. Стандарт поддерживает как индуктивную, так и резонансную технологии зарядки.

При индуктивной зарядке энергия проходит между передатчиком и приемной катушкой на близком расстоянии.Индуктивные системы требуют, чтобы катушки находились в непосредственной близости и выровнены друг с другом; обычно устройства находятся в непосредственном контакте с зарядной площадкой. Резонансная зарядка не требует тщательной юстировки, а зарядные устройства могут обнаруживать и заряжать устройство на расстоянии до 45 мм; Таким образом, резонансные зарядные устройства можно встроить в мебель или установить на стеллаже.

Логотип Qi отображается на пластине беспроводной зарядки Qimini. Изображение любезно предоставлено Tektos.

Наличие логотипа Qi означает, что устройство зарегистрировано и сертифицировано консорциумом Wireless Power Consortium.

Когда впервые была представлена ​​зарядка Qi, она была маломощной, около 5 Вт. Первые смартфоны, использующие зарядку Qi, были представлены в 2011 году. В 2015 году Qi был расширен до 15 Вт, что обеспечивает быструю зарядку.

На следующем рисунке от Texas Instruments показано, что покрывает стандарт Qi.

Изображение любезно предоставлено Kalyan Siddabattula и Texas Instruments (PDF).

Только устройства, перечисленные в базе данных регистрации Qi, гарантируют совместимость с Qi.В настоящее время в списке более 700 продуктов. Важно понимать, что продукты с логотипом Qi были протестированы и сертифицированы; магнитные поля, которые они используют, не вызовут проблем для чувствительных устройств, таких как мобильные телефоны или электронные паспорта. Зарегистрированные устройства гарантированно работают со всеми зарегистрированными зарядными устройствами.

Для получения дополнительной информации о беспроводной зарядке Qi ознакомьтесь с этой статьей, а для ознакомления и технической оценки оценочных плат WPT передатчиков / приемников, совместимых с Qi, щелкните здесь и здесь.

Физика WPT

WPT для потребительских устройств — новая технология, но основные принципы и компоненты не новы. Уравнения Максвелла по-прежнему применяются везде, где задействованы электричество и магнетизм, а передатчики отправляют энергию приемникам, как и в других формах беспроводной связи. Однако WPT отличается тем, что основная цель — передача самой энергии, а не информации, закодированной в энергии.

Блок-схема передатчика / приемника БПЭ.

Электромагнитные поля, связанные с БПЭ, могут быть довольно сильными, поэтому необходимо учитывать безопасность человека. Воздействие электромагнитного излучения может вызывать беспокойство, а также существует вероятность того, что поля, генерируемые передатчиками БПЭ, могут создавать помехи для носимых или имплантированных медицинских устройств.

Передатчики и приемники встроены в устройства БПЭ, как и батареи, которые необходимо заряжать. Фактическая схема преобразования будет зависеть от используемой технологии.Помимо фактической передачи энергии, система БПЭ должна позволять передатчику и приемнику обмениваться данными. Это гарантирует, что приемник может уведомить зарядное устройство, когда аккумулятор полностью заряжен. Связь также позволяет передатчику обнаруживать и идентифицировать приемник, регулировать количество мощности, передаваемой на нагрузку, и контролировать такие условия, как температура батареи.

Концепция излучения ближнего поля и излучения в дальней зоне актуальна для БПЭ. Методы передачи, количество передаваемой мощности и требования к близости зависят от того, использует ли система излучение ближнего или дальнего поля.

Места, для которых расстояние от антенны намного меньше одной длины волны, находятся в ближнем поле. Энергия в ближнем поле является безызлучательной, а колеблющиеся магнитное и электрическое поля не зависят друг от друга. Емкостная (электрическая) и индуктивная (магнитная) связь могут использоваться для передачи мощности на приемник, расположенный в ближнем поле передатчика.

Места, для которых расстояние от антенны больше, чем примерно две длины волны, находятся в дальней зоне.(Между ближним и дальней полями существует переходная область.) Энергия в дальней зоне имеет форму типичного электромагнитного излучения. Передача мощности в дальней зоне также называется передачей мощности. Примерами передачи в дальней зоне являются системы, в которых используются мощные лазеры или микроволновое излучение для передачи энергии на большие расстояния.

Где работает WPT

Все технологии WPT в настоящее время активно исследуются, большая часть которых сосредоточена на максимальном повышении эффективности передачи энергии (PDF) и исследованиях методов магнитно-резонансной связи (PDF).В дополнение к идее войти в комнату, оборудованную для WPT и автоматически заряжать ваши устройства, существуют гораздо более амбициозные проекты.

Электробусы становятся нормой во всем мире; Знаменитые двухэтажные автобусы Лондона планируют использовать беспроводную зарядку, как и автобусные системы в Южной Корее, Юте и Германии.

Используя WiTricity, изобретенный учеными Массачусетского технологического института, электромобили можно заряжать по беспроводной сети, и эти автомобили могут заряжать ваши мобильные телефоны по беспроводной сети! (Конечно, с помощью зарядки Qi!) Эта беспроводная технология, конечно, удобна, но она также может заряжать автомобили быстрее, чем зарядка от розетки.

Изображение беспроводной платы за парковку, встроенной в парковочное место. Изображение любезно предоставлено Toyota.

Экспериментальная система для беспроводного питания дронов уже продемонстрирована. И, как упоминалось выше, текущие исследования и разработки сосредоточены на перспективах удовлетворения некоторых потребностей Земли в энергии с помощью БПЭ в сочетании с солнечными панелями космического базирования.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *