Раздел 1. Потребители электроэнергии

Кафедра металлургических и электротехнических дисциплин

И.И. Чудинова

Потребители электрической энергии

Курс лекций

Специальность: 140613 «Техническая эксплуатация и обслуживание

электрического и электромеханического оборудования»

2006

Автор:

преподаватель электротехнических дисциплин ____________ И.И. Чудинова

Рецензент:

преподаватель спец. дисциплин______________________Ю.В. Великий

. Рассматривается классификация промышленных потребителей электрической энергии , характеристика типовых потребителей, их влияние на работу электрической сети, взаимоотношение потребителей и энергосистемы. Курс лекций рассчитан на студентов среднего профессионального образования электротехнических специальностей.

Курс лекций рассмотрен  и одобрен:

На заседании кафедры металлургических и электротехнических дисциплин

«___» ______________200 г., протокол №________

Зав. кафедрой. _____________ И.И. Чудинова

На заседании УМСС факультета МЭи АП «__» _________200 г., протокол №___

 Председатель УМСС ________________Т.А. Чумакова

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Курс лекций составлен в соответствии с учебным планом специальности 140613 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования и рабочей программой курса «потребители электрической энергии» для студентов среднего профессионального образования.

Предметом изучения дисциплины «Потребители электроэнергии» является электрооборудование производственных объектов, их технических характеристик и методов их воздействия на электрическую сеть.

Современное электрооборудование - это совокупности миллионов электрических машин, аппаратов, преобразователей и других устройств, которые используются во всех отраслях промышленности, сельского хозяйства, транспорте и в быту. Часто эти устройства связаны между собой электрически и механически таким образом, что они образуют сложнейшие электротехнические системы, в которых происходит преобразование энергии из одного вида в другие

Дисциплина базируется на знаниях, полученных студентами при изучении дисциплин:

· электротехника ;

· электроснабжение объектов;

· Электрическое и электромеханическое оборудование и др.

знания, полученные  в ходе изучения курса «Потребители электроэнергии» могут быть полезны при изучении специальных дисциплин «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования», «Энергосбережение и качество электроэнергии», а также при выполнении курсовых проектов по специальным дисциплинам и в ходе дипломного проектирования.

.

    Целью преподавания дисциплины «Потребители электроэнергии» является формирование знаний о типовом электрооборудовании производственных объектов:

-изучение воздействия основного электрооборудования производственных объектов на электрическую сеть;

-требования к электроснабжению характерных электроприемников;

- построение взаимоотношений между энергоснабжающей организацией и потребителями.

 Курс лекций может быть полезен и для других специальностей электротехнического направления.

Лекция 1: ВВедение

 Общие требования к качеству эл. энергии

Современное развитие электрооборудова­ния промышленных предприятий отличается большим распространением электроприемни­ков с неблагоприятными с точки зрения ра­боты системы электроснабжения характерис­тиками. Это обусловливается возросшими требованиями в области совершенствования и рационализации технологических процессов в промышленности и ставит трудные задачи при построении рациональной системы элект­роснабжения.

При проектировании элект­роснабжения необходимо прорабатывать ме­роприятия по нормализации рабочих режи­мов электрических сетей, питающих злектроприемники, работа которых неблагоприятно отражается на качестве электроэнергии и на рациональных режимах работы ЭП, например электропе­чей. Это необходимо по условиям работы дру­гих электроприемников, присоединенных к электрическим сетям той же системы элект­роснабжения. Прогресс в технологических процес­сах требует соответствующего приспособле­ния систем электроснабжения к новым усло­виям их работы. Необходимо предусматривать мероприятия и устройства, обеспечивающие надлежащее качество элект­роэнергии, установленное соответствующими стандартами, правилами устройства и прави­лами эксплуатации.

Для систем трехфазного тока качество электро­энергии характеризуется:

-отклонениями и ко­лебаниями напряжения и частоты от установ­ленных норм,

-несинусоидальностью формы кривой напряжения,

- смещением нейтрали

- несимметрией напряжений основ­ной частоты.

 Показатели качества электро­энергии во всем должны соответствовать тре­бованиям ГОСТ 13109—97 «Нормы качества электрической энергии у ее приемников, при­соединенных к электрическим сетям общего назначения», в котором подробно регламен­тированы нормативы качества и допустимые отступления. Мероприятия по обеспечению показателей качества электроэнергии, приве­денные в ГОСТ 13109—97, должны решать­ся комплексно при проектировании электро­снабжения, электропривода и электротермических установок. Они должны базироваться на

- рациональной технологии и режимах производства;

-правильном выборе типов и параметров электропривода и электропечей;

-на оптимальном решении системы электроснабежения в целом с учетом как энергетических, так и технологических факторов.       

Энергоснабжающая организация обязана поставлять предприятию электроэнергию на нормированном уровне напряжения и часто­ты во всех ситуациях, предусмотренных ГОСТ 13109—97. Промышленное предприятие обя­зано принимать меры, чтобы такие показате­ли качества электроэнергии, как колебание напряжения, несинусоидальность формы кри­вой напряжения, несимметрия напряжений, были в пределах нормированных величин, так как ухудшение этих показателей качества вызывается работой определенных видов электроприемников и практически не зависит от энергосистемы.

Электропромышленность должна обеспечи­вать поставку электротехнического оборудо­вания, не ухудшающего показатели качества электроэнергии в системах электроснабжения против нормированных значений.

Для обеспечения надлежащего качества электроэнергии в проектах в первую очередь следует предусматривать использование уст­ройств, необходимых также и по другим усло­виям, например для компенсации реактивной мощности и др.

Для этой цели в проектах должны преду­сматриваться устройства и приборы, необхо­димые для контроля качества электроэнергии и соответствия ее показателям, приведенным в ГОСТ 13109—97*.

Раздел 1. Потребители электроэнергии

               и электроприемники

Лекция 2. Тема 2.1 Классификация потребителей электрической энергии

1 Классификация

2 Графики электрических нагрузок, их классификация и формирование

3 Режимы работы потребителей электрической энергии и энергосилового оборудования промышленных предприятий

Классификация

Приемником электроэнергии — электроприемником, токопри­емником — называют электрическую часть производственной установки, получающую электроэнергию от источника и преобразующую ее в механическую, тепловую, химическую, световую энергию, а также в энергию электростатического или электромагнитного поля.

Приемники электрической энергии промышленных предпри­ятий классифицируют на следующие группы:

1. Приемники трехфазного тока напряжением до 1000 В, часто­той 50 Гц.

2. Приемники трехфазного тока напряжением выше 1000 В, частотой 50 Гц.

3. Приемники однофазного тока напряжением до 1000 В, часто­той 50 Гц.

4. Приемники, работающие с частотой, отличной от 50 Гц, пи­таемые от преобразовательных подстанций и установок.

5. Приемники постоянного тока, питаемые от преобразователь­ных подстанций и установок.

По мощности и напряжению все потребители электроэнергии можно разделить на две группы:

 - потребители большой мощности (80-100 кВт и выше) на напряжение 3-6-10 кВ, получающие питание непосредственно от сети 3-6-10 кВ. К этой группе относятся мощные печи сопротивления и дуговые печи для плавки черных и цветных металлов, питаемые через собственные трансформаторы;

 - потребители малой и средней мощности (ниже 80-100 кВт), питание которых возможно и экономически целесообразно только на напряжение 380-660 В.

По роду тока все потребители электроэнергии можно разделить на три группы:

 - работающие от сети переменного тока нормальной промышленной частоты (50 Гц);

 - работающие от сети переменного тока повышенной или пониженной частоты;

 - работающие от сети постоянного тока.

 Основной род тока, на котором работают электроустановки промышленных предприятий, - переменный трёхфазный ток частотой 50 Гц.

По режимам работы все потребители электроэнергии можно распределить на ряд групп, для которых предусматривается три режима работы:

 - продолжительный;

 - кратковременный;

 - повторно-кратковременный.

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

Электропотребителем называют совокупность электропри­емников производственных установок цеха, корпуса, предпри­ятия, присоединенных с помощью электрических сетей к общему пункту электропитания.

Электромеханическое устройство, предназначенное для элект­рификации и автоматизации производственных процессов назы­вают электрическим приводом.

К силовым установкам общепромышленного назначенияотно­сят

 -подъемно-транспортные устройства,

-компрессоры,

-вентиля­торы

-насосы.

Электротермические приемникипромышленных предприятий в соответствии с методами нагрева делят на следующие группы:

дуговые электропечи для плавки черных и цветных ме­таллов;

 установки индукционного нагрева для сварки и термооб­работки металлов и сплавов;

электрические печи сопротивления и электросварочные установки.

Рисунок 1- Методы электрического нагрева

Электрохимические и электролизныеустановки (электролити­ческие ванны для электролиза воды, растворов, расплавов цвет­ных металлов; установки электрохимических процессов в газе; ванны для гальванических покрытий: омеднения, никелирования, хромирования, оцинкования и т. п.) работают на постоянном токе, который получают от преобразовательных подстанций,! выпрямляющих трехфазный переменный ток.

Установки электростатическогополя применяют для созда­ния направленного движения капель при выполнении, например, электроокраски, для улавливания твердых взвешенных частиц в газе с помощью электрофильтров (очистка дымовых газов), для разделения смесей жидкости и газа, различающихся по размерам и  электропроводности.

Электросварочные установки. Технологически сварку делят на дуговую и контактную, по способу производства работ — на ручную и автоматическую.

Ручной электроинструмент. К этой группе приемников элект­роэнергии относят различные ручные механизированные элект­роинструменты: электродрели, электрогайковерты, электротру­борезы, электросверлилки, электрорубанки, ручные электропилы, электромолотки, глубинные вибраторы и др.