Mottakere av elektrisk energi

Mottakeren av elektrisk energi (elektrisk mottaker) er et apparat, enhet, mekanisme designet for konvertering av elektrisk energi i en annen type energi (inkludert elektrisk, i henhold til andre parametere) for å bruke den.

I henhold til deres teknologiske formål er de klassifisert avhengig av hvilken type energi denne mottakeren konverterer elektrisk energi til, spesielt:

• mekanismer for stasjoner av maskiner og mekanismer;

• elektrotermiske og elektriske anlegg;

• elektrokjemiske installasjoner;

• installasjon av elektrode asteni;

• installasjoner av elektrostatiske og elektromagnetiske felt,

• elektrofiltre;

• gnistbehandlingsinstallasjoner;

• elektroniske maskiner og datamaskiner;

• utstyr for produktkontroll og testing.

En bruker av elektrisk energi kalt en elektrisk mottaker eller en gruppe elektriske mottakere forent av en teknologisk prosess og plassert i et bestemt område.

Den føderale loven "On Energy" definerer forbrukeren av elektrisitet og termisk energi som en person som kjøper den til sine egne husholdnings- eller industrielle behov, og fagene til elektrisitetsindustrien - "personer som utfører aktiviteter innen elektrisk energi, inkludert produksjon av elektrisk og termisk energi, forsyning av energi til forbrukere "under elektrisitetsoverføring, driftskontroll i elektrisitetsbransjen, strømsalg, organisering av kjøp og salg av elektrisitet".

Klassifisering av strømforbrukere for å sikre strømforsyningssikkerhet

Når det gjelder å sikre påliteligheten til strømforsyningen, er forbrukere av elektrisk energi delt inn i følgende tre kategorier:

Elektriske mottakere i kategori I - elektriske mottakere, hvis avbrudd i strømforsyningen kan føre til: fare for menneskeliv, betydelig skade på nasjonaløkonomien, skade på dyrt grunnleggende utstyr, massive produktfeil, forstyrrelse av en kompleks teknologisk prosess, funksjonsforstyrrelse av spesielt viktige elementer i samfunnets økonomi.

Fra lagoppstillingen elektriske mottakere av 1. kategori en spesiell gruppe elektriske mottakere skiller seg ut, hvis kontinuerlig drift er nødvendig for en jevn nedleggelse av produksjonen for å forhindre trusler mot menneskeliv, eksplosjoner, branner og skade på dyrt hovedutstyr.

Elektriske mottakere i kategori II - elektriske mottakere, hvis avbrudd av strømforsyningen fører til massemangel på produkter, masseavbrudd av arbeidere, mekanismer og industriell transport, forstyrrelse av de normale aktivitetene til et betydelig antall innbyggere i byer og på landsbygda områder.

Kategori III elektriske mottakere — alle andre elektriske mottakere som ikke oppfyller definisjonene for kategori I og II. Dette er mottakere av hjelpeverksteder, ikke-serieproduksjon av produkter, etc.

Kategori I elektriske mottakere må forsynes med elektrisitet fra to uavhengige gjensidig redundante strømkilder, og avbrudd av deres strømforsyning i tilfelle strømbrudd fra en av strømkildene kan kun tillates for tidspunktet for automatisk gjenoppretting av strømforsyningen. For å kunne forsyne en spesiell gruppe elektriske forbrukere i kategori I, må det gis en ekstra forsyning fra en tredje uavhengig gjensidig redundant strømkilde.

For å korrekt etablere kategorien elektriske mottakere, er det nødvendig å vurdere sannsynligheten for en ulykke i delene av strømforsyningssystemet, for å bestemme mulige konsekvenser og materielle skader som følge av disse ulykkene. Når man bestemmer kategorien av elektriske mottakere, bør ikke kategorien av kontinuerlig effekt som kreves for forskjellige grupper av elektriske mottakere overvurderes. Når du bestemmer de elektriske mottakerne for den første kategorien, tas den teknologiske reserven i betraktning, for den andre - forskyvningen av produksjonen.

Klassifisering av mottakere av elektrisk energi

Strømforbrukere er preget av:

1.total installert kraft til elektriske mottakere;

2. ved å tilhøre industrien (f.eks. landbruket);

3. etter tariffgruppe;

4. etter kategori av energitjenester.

Elektriske anlegg som produserer, transformerer, distribuerer og forbruker elektrisitet deles etter spenningsnivå i elektriske anlegg med spenning over 1 kV og inntil 1 kV (for elektriske anlegg med likestrøm — inntil 1,5 kV). Elektriske installasjoner med en spenning på opptil 1 kV AC utføres med en solid jordet nøytral, og under forhold med økte sikkerhetskrav - med en isolert nøytral (torvgruver, kullgruver, mobile elektriske anlegg, etc.).

Installasjoner over 1 kV er delt inn i installasjoner:

1) med isolert nøytral (spenning 35 kV og lavere);

2) med kompensert nøytral (koblet til bakken med induktiv motstand for å kompensere for kapasitive strømmer), brukes for nettverk med en spenning på opptil 35 kV og sjelden 110 kV;

3) med en blindjordet nøytral (spenning 110 kV og mer).

Av strømmens natur kan alle elektriske mottakere som opererer fra nettverket deles inn i elektriske mottakere med vekselstrøm med en industriell frekvens på 50 Hz (i noen land bruker de 60 Hz), vekselstrøm med økt eller redusert frekvens og likestrøm .

De fleste elektriske energiforbrukerne til industrielle strømbrukere opererer på trefaset vekselstrøm med en frekvens på 50 Hz.

Innstillinger for økt frekvens brukes:

• for oppvarming for herding, for metallstempling, mikrobølgeovner, etc.;

• i teknologier der det kreves høy rotasjonshastighet for en elektrisk motor (tekstilindustri, trebearbeiding, bærbare elektroverktøy i flykonstruksjon), etc.

For å oppnå en frekvens på opptil 10.000 Hz, brukes tyristoromformere, for frekvenser over 10.000 Hz, bruk elektroniske generatorer.

Lavfrekvente elektriske mottakere brukes i transportinnretninger, for eksempel til valseverk (f = 16,6 Hz), i metallblandeanlegg i ovner (f = 0 ... 25 Hz). I tillegg brukes den reduserte spenningsfrekvensen i induksjonsvarmeapparater.

Erfaring med bruk av industrielle (50 Hz) og økte (60 Hz) frekvenser bekreftet den økonomiske gjennomførbarheten av en frekvens på 60 Hz, og tekniske og økonomiske beregninger viste at den optimale frekvensen bør være 100 Hz.

Typiske strømmottakere

Alle strømmottakere er preget av forskjellige parametere. Samtidig er driftsmodusene beskrevet av LEG, derfor, for å analysere energiforbruksmodusene, brukes karakteristiske strømmottakere, som er grupper av strømmottakere som ligner på driftsmoduser og grunnleggende parametere.

Følgende grupper tilhører typiske elektriske mottakere:

• Elektriske motorer for kraft- og industrielle installasjoner;

• Elektriske motorer for produksjonsmaskiner;

• Elektriske ovner;

• Elektrotermiske installasjoner;

• Belysningsinstallasjoner;

• Reparasjon og ombygging av installasjoner.

Elektriske mottakere av de fire første gruppene kalles tradisjonelt strømmottakere. Hver gruppes andel av virksomhetens energiforbruk avhenger av industrien og egenskapene til produksjonsprosessen.

Likestrømsmottakere

Likestrøm brukes til galvanisering (kromplettering, nikkelplettering, etc.), for likestrømsveising, for å drive likestrømsmotorer, etc.

Elektriske motorer

Basert på klassifiseringene som er oppført ovenfor, er det mest komplekse settet med elektriske mottakere elektrisk stasjon. Den vanligste er en asynkron elektrisk drift, som er preget av betydelig forbruk av reaktiv effekt, høye startstrømmer og betydelig følsomhet for avvik i nettspenningen fra den nominelle.

I installasjoner som ikke krever hastighetskontroll under drift, brukes AC elektriske frekvensomformere (asynkrone og synkrone motorer). Uregulerte AC-motorer er hovedtypen energiforbrukere i industrien, og står for omtrent 70 % av den totale effekten.

Følgende hensyn brukes ofte når du velger motortype for en uregulert frekvensomformer:

• ved spenninger opptil 1 kV og effekt opp til 100 kW, er det mer økonomisk å bruke asynkrone motorer, og over 100 kW - synkron;

• ved spenning 6 kV og effekt opp til 300 kW — asynkronmotorer, over 300 kW — synkron;

• ved spenning 10 kV og effekt opp til 400 kW — asynkronmotorer, over 400 kW — synkron.

Asynkronmotorer med faserotor brukes i kraftige drev med alvorlige startforhold (i løftemaskiner, etc.).

De elektriske motorene til slike industrielle installasjoner som kompressorer, vifter, pumper og løfte-transportinnretninger, avhengig av nominell effekt, har en forsyningsspenning på 0,22-10 kV. Den nominelle effekten til de elektriske motorene til disse installasjonene varierer fra brøkdeler av en kilowatt til 800 kW eller mer. De indikerte elektriske mottakerne refererer vanligvis til I-kategorien for strømforsyningspålitelighet.For eksempel, å slå av ventilasjonen i kjemiske produksjonsverksteder krever evakuering av mennesker fra lokalene og derfor en produksjonsstans.

Konvertering av vekselstrøm til likestrøm krever utgifter til installasjon av konverteringsenheter og kontrollutstyr, byggelokaler for dem, samt driftskostnader for vedlikehold og tap av elektrisitet. Derfor er kostnaden for strømforsyningssystemet og den spesifikke kostnaden for elektrisitet i likestrøm høyere enn i vekselstrøm. DC-motorer er dyrere enn asynkrone og synkrone motorer. Variable DC-stasjoner brukes når en rask, bred og/eller jevn hastighetsendring er nødvendig.

Effektfaktor for elektriske mottakere

En viktig funksjon ved en elektrisk mottaker er Maktfaktor cos (φn). Effektfaktoren er en passkarakteristikk som reflekterer andelen forbrukt aktiv effekt ved nominell belastning og spenning. Den nominelle cosφ for en elektrisk motor avhenger av dens type, merkeeffekt, hastighet og andre egenskaper. Når du arbeider med elektriske motorer, avhenger deres cosφ hovedsakelig av belastningen.

For elektrisk drift av store pumper, kompressorer og vifter brukes ofte synkronmotorer, som brukes som ekstra kilder til reaktiv kraft i kraftsystemet.

Løfte- og transportinnretninger er preget av hyppige støt av lasten, som forårsaker endringer i kraftfaktoren innenfor betydelige grenser (0,3-0,8). I henhold til påliteligheten til strømforsyningen refererer de vanligvis til kategori I og II (avhengig av deres rolle i den teknologiske prosessen).
Problemer med elektriske mottakere

Fra elektriske enheter De største problemene er forårsaket av lysbueovner av følgende årsaker:

• høy egen kraft (opptil titalls megawatt); ikke-linearitet og lav cosφ forårsaket av ovnstransformatoren;
• aktive og reaktive strømstøt som oppstår under drift;
• joggeavvik fra symmetrien til faselastene.

AC elektriske sveiseanlegg har lignende problemer som lysbueovner. Cosφ deres er spesielt lav.

Elektrisk belysning forårsaker også noen problemer med det elektriske nettverket, nemlig: høyeffektive utladningslamper som brukes i stedet for glødelamper har en ikke-lineær karakteristikk og er følsomme for kortsiktige (brøkdeler av sekunder) strømbrudd. For øyeblikket løses imidlertid disse problemene ved å bytte lampene til en høyfrekvent strømforsyning gjennom separate frekvensomformere, noe som forbedrer ikke bare belysningen, men også energiparameterne.

Lyskilder (glødende, fluorescerende, lysbue, kvikksølv, natrium, etc.) er enfasede elektriske mottakere og er jevnt fordelt på tvers av faser for å redusere asymmetri. For glødelamper cosφ = 1, og for gassutladningslamper cosφ = 0,6.

Strømforsyningen til kontroll- og informasjonsbehandlingsenheter er underlagt økte krav når det gjelder pålitelighet og kvalitet på elektrisitet, derfor drives de som regel fra kilder med garantert uavbrutt strømforsyning.