Приемници на електрическа енергия

Приемникът на електрическа енергия (електрически приемник) е апарат, единица, механизъм, предназначен за преобразуване на електрическа енергия в различен вид енергия (включително електрически, според други параметри) да го използвам.

Според технологичното си предназначение те се класифицират в зависимост от вида енергия, в която този приемник преобразува електрическа енергия, по -специално:

• механизми на задвижвания на машини и механизми;

• електротермични и електрически централи;

• електрохимични инсталации;

• инсталиране на електродна астения;

• инсталации на електростатични и електромагнитни полета,

• електрофилтри;

• инсталации за третиране на искри;

• електронни и изчислителни машини;

• устройства за контрол и тестване на продукти.

Потребител на електрическа енергия наричан електрически приемник или група електрически приемници, обединени от технологичен процес и разположени в определена област.

Федералният закон „За енергетиката“ нарича потребителя на електрическа и топлинна енергия лице, което го закупува за собствени битови или промишлени нужди, а субектите на електроенергийната промишленост — „лица, извършващи дейности в областта на електрическата енергия, включително производството на електрическа и топлинна енергия, снабдяване с енергия на потребителите „при пренос на електроенергия, оперативен диспечерски контрол в електроенергийната промишленост, продажби на електроенергия, организация на покупко -продажба на електроенергия“.

Класификация на потребителите на електроенергия, за да се гарантира надеждността на захранването

По отношение на осигуряване на надеждността на захранването консуматорите на електрическа енергия са разделени в следните три категории:

Електрически приемници от категория I — електрически приемници, прекъсването на захранването на които може да доведе до: опасност за човешкия живот, значителни щети за националната икономика, повреда на скъпото основно оборудване, масивни дефекти на продуктите, нарушаване на сложен технологичен процес, нарушаване на функционирането на особено важни елементи от икономиката на общността.

От състава електрически приемници от 1 -ва категория се отличава специална група електрически приемници, чиято непрекъсната работа е необходима за безпроблемно спиране на производството с цел предотвратяване на заплахи за човешкия живот, експлозии, пожари и повреда на скъпо основно оборудване.

Електрически приемници от категория II — електрически приемници, прекъсването на електрозахранването на които води до масово недостиг на продукти, масови прекъсвания на работниците, механизмите и промишления транспорт, нарушаване на нормалните дейности на значителен брой жители на градовете и селските райони.

Електрически приемници от категория III — всички други електрически приемници, които не отговарят на определенията за категории I и II. Това са приемници на помощни цехове, несерийно производство на продукти и др.

Електрическите приемници от категория I трябва да бъдат снабдени с електричество от два независими взаимно излишни източника на захранване, а прекъсване на захранването им в случай на прекъсване на захранването от един от източниците на захранване може да бъде разрешено само за времето на автоматично възстановяване на захранването. За да се захранва специална група от електрически потребители от категория I, трябва да се осигури допълнително захранване от трети независим взаимно излишен източник на захранване.

За да се установи правилно категорията електрически приемници, е необходимо да се оцени вероятността от авария в участъците на електрозахранващата система, да се определят възможните последици и материални щети в резултат на тези аварии. При определяне на категорията електрически приемници не трябва да се надценява категорията на необходимото непрекъснато захранване за различни групи електрически приемници. При определяне на електрическите приемници към първата категория се взема предвид технологичният резерв, към втората — изместването на производството.

Класификация на приемниците на електрическа енергия

Потребителите на електроенергия се характеризират със:

1. общата инсталирана мощност на електрическите приемници;

2. чрез принадлежност към индустрията (например земеделие);

3. по тарифна група;

4. по категория енергийни услуги.

Електрически инсталации, произвеждащи, преобразуващи, разпределящи и консумиращи електроенергия, по ниво на напрежение се подразделят на електрически инсталации с напрежение над 1 kV и до 1 kV (за електрически инсталации с постоянен ток — до 1,5 kV). Електрическите инсталации с напрежение до 1 kV AC се извършват с твърдо заземена неутрала, а при условия с повишени изисквания за безопасност — с изолирана неутрала (торфени мини, въглищни мини, мобилни електрически инсталации и др.).

Инсталациите над 1 kV се подразделят на инсталации:

1) с изолиран неутрален (напрежение 35 kV и по -ниско);

2) с компенсирана неутрала (свързани към земята чрез индуктивно съпротивление за компенсиране на капацитивни токове), се използват за мрежи с напрежение до 35 kV и рядко 110 kV;

3) с глухо заземен неутрал (напрежение 110 kV и повече).

По естеството на течението всички електрически приемници, работещи от мрежата, могат да бъдат разделени на електрически приемници с променлив ток с промишлена честота 50 Hz (в някои страни те използват 60 Hz), променлив ток с повишена или намалена честота и постоянен ток.

Повечето от потребителите на електрическа енергия на промишлените потребители на електроенергия работят на трифазен променлив ток с честота 50 Hz.

Използват се настройки за повишена честота:

• за отопление за втвърдяване, за щамповане на метал, микровълнови фурни и др .;

• в технологии, при които е необходима висока скорост на въртене на електродвигател (текстилна промишленост, дървообработване, преносими електроинструменти в самолетостроенето) и др.

За получаване на честота до 10 000 Hz се използват тиристорни преобразуватели, за честоти над 10 000 Hz използвайте електронни генератори.

Нискочестотните електрически приемници се използват в транспортни устройства, например за валцовани мелници (f = 16,6 Hz), в инсталации за смесване на метал в пещи (f = 0 … 25 Hz). В допълнение, намалената честота на напрежението се използва в устройства за индукционно отопление.

Опитът с използването на индустриални (50 Hz) и увеличени (60 Hz) честоти потвърди икономическата осъществимост на честота 60 Hz, а техническите и икономически изчисления показаха, че оптималната честота трябва да бъде 100 Hz.

Типични приемници на мощност

Всички приемници на мощност се характеризират с различни параметри. В същото време режимите на тяхната работа са описани от LEG, поради което за целите на анализ на режимите на консумация на енергия се използват характерни приемници на мощност, които са групи от приемници на мощност, сходни по режими на работа и основни параметри.

Следните групи принадлежат към типичните електрически приемници:

• Електродвигатели за силови и промишлени инсталации;

• Електродвигатели за производствени машини;

• Електрически фурни;

• Електротермични инсталации;

• Осветителни инсталации;

• Поправяне и преобразуване на инсталации.

Електрическите приемници от първите четири групи традиционно се наричат ​​приемници на мощност. Делът на всяка група в консумацията на енергия на предприятието зависи от индустрията и характеристиките на производствения процес.

Приемници за постоянен ток

Постоянният ток се използва при галванично покритие (хромиране, никелиране и др.), За заваряване с постоянен ток, за захранване на DC двигатели и др.

Електродвигатели

Въз основа на изброените по -горе класификации, най -сложният набор от електрически приемници е електрическо задвижване. Най -често срещаното е асинхронно електрическо задвижване, което се характеризира със значителна консумация на реактивна мощност, високи пускови токове и значителна чувствителност към отклонения на мрежовото напрежение от номиналното.

В инсталации, които не изискват контрол на скоростта по време на работа, се използват електрически задвижвания с променлив ток (асинхронни и синхронни двигатели). Нерегулираните променливотокови двигатели са основният тип консуматори на енергия в промишлеността, които представляват около 70% от общата мощност.

При избора на типа електродвигател за нерегулирано AC задвижване често се ръководят следните съображения:

• при напрежения до 1 kV и мощност до 100 kW е по -икономично да се използват асинхронни двигатели, а над 100 kW — синхронни;

• при напрежение 6 kV и мощност до 300 kW — асинхронни двигатели, над 300 kW — синхронни;

• при напрежение 10 kV и мощност до 400 kW — асинхронни двигатели, над 400 kW — синхронни.

Асинхронните двигатели с фазов ротор се използват в мощни задвижвания с тежки условия на стартиране (в подемни машини и др.).

Електродвигателите на такива промишлени инсталации като компресори, вентилатори, помпи и повдигателно-транспортни устройства, в зависимост от номиналната мощност, имат захранващо напрежение от 0,22-10 kV. Номиналната мощност на електродвигателите на тези инсталации варира от фракции киловати до 800 kW или повече. Посочените електрически приемници обикновено се отнасят към I категория надеждност на захранването. Например, изключването на вентилацията в цехове за химическо производство изисква евакуация на хора от помещенията и следователно спиране на производството.

Преобразуването на променлив ток в постоянен ток изисква разходите за инсталиране на преобразувателни блокове и контролно оборудване, изграждането на помещения за тях, както и експлоатационни разходи за тяхната поддръжка и загуба на електричество. Следователно цената на електрозахранващата система и специфичната цена на електроенергията при постоянен ток са по -високи, отколкото при променлив ток. Двигателите с постоянен ток са по -скъпи от асинхронните и синхронните двигатели. Променливите DC задвижвания се използват, когато е необходима бърза, широка и (или) плавна смяна на скоростта.

Коефициент на мощност на електрическите приемници

Важна характеристика на електрически приемник е Коефициент на мощност cos (φн). Факторът на мощност е паспортна характеристика, отразяваща дела на консумираната активна мощност при номинално натоварване и напрежение. Номиналният cosφ на електродвигател зависи от неговия тип, номинална мощност, скорост и други характеристики. При работа с електродвигатели техният cosφ зависи главно от натоварването.

За електрическото задвижване на големи помпи, компресори и вентилатори често се използват синхронни двигатели, които се използват като допълнителни източници на реактивна мощност в системата за захранване.

Подемно-транспортните устройства се характеризират с чести удари на товара, които причиняват промени в коефициента на мощност в значителни граници (0,3-0,8). Според надеждността на захранването те обикновено се отнасят към категории I и II (в зависимост от ролята им в технологичния процес).
Проблемни електрически приемници

От електрически устройства Най -големите проблеми са причинени от дъгови пещи поради следните причини:

• висока собствена мощност (до десетки мегавати); нелинейност и нисък cosφ, причинен от трансформатора на пещта;
• удари на активна и реактивна мощност, възникващи по време на работа;
• джогинг отклонения от симетрията на фазовите натоварвания.

Електрическите заваръчни инсталации с променлив ток имат подобни проблеми с дъговите пещи. Техният cosφ е особено нисък.

Електрическото осветление също причинява някои проблеми с електрическата мрежа, а именно: високоефективните разрядни лампи, използвани вместо лампи с нажежаема жичка, имат нелинейна характеристика и са чувствителни към краткотрайни (части от секунди) прекъсвания на електрозахранването. Понастоящем обаче тези проблеми се решават чрез превключване на лампите към високочестотно захранване чрез отделни честотни преобразуватели, което подобрява не само тяхното осветление, но и техните енергийни параметри.

Източниците на светлина (с нажежаема жичка, флуоресцентни, дъгови, живачни, натриеви и др.) Са еднофазни електрически приемници и са равномерно разпределени по фази, за да се намали асиметрията. За лампи с нажежаема жичка cosφ = 1, и за газоразрядни лампи cosφ = 0,6.

Захранването на устройства за управление и обработка на информация е предмет на повишени изисквания по отношение на надеждността и качеството на електроенергията, следователно те се захранват, като правило, от източници на гарантирано непрекъснато захранване.