Основные характеристики потребителей электроэнергии.

Нижегородский государственный

 технический университет

Вагин Г.Я.

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

по курсу "ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ"

Н. Новгород

2003

Введение

Любое промышленное предприятие состоит из групп производств, цехов. Системой электроснабжения промышленного предприятия называется совокупность электрических сетей напряжением до и выше 1000В, трансформируемых и преобразованных подстанцией, которые служат для подачи электроэнергии от источника питания к потребителям электроэнергии в необходимом количестве и соответствующего качества в виде переменного и постоянного тока.

Потребители электроэнергии:

1)  промышленность

2)  быт и сфера услуг

3)  транспорт

4)  сельское хозяйство

Основные отрасли промышленности:

1) черная металлургия

2) химия и нефтехимия

3) машиностроение

4) топливная промышленность

5) строительная промышленность

6) цветная металлургия

7) целлюлозно-бумажная промышленность

8) пищевая промышленность

9) легкая промышленность

В зависимости от суммарной установившейся нагрузки ( ) промышленные предприятия делятся на классы:

1.  особокрупные промышленные предприятия

2.  крупные промышленные предприятия

3.  средние промышленные предприятия

4.  мелкие промышленные предприятия

5.  минипредприятия

Потребители электроэнергии на промышленных предприятиях:

1)  потребители с электродвигателями (насосы, вентиляторы и т.д.)

2)  электротехнологические установки (электрические печи, электросварка и т.д.)

3)  система освещения

4)  специальные установки (лаборатории, стенды, вычислительные центры и т.д.)

Основные характеристики потребителей электроэнергии.

В соответствии с ПУЭУ различают:

1) Электроприемники;

2) Потребители электроэнергии.

Электроприемником называется аппарат, агрегат или механизм, предназначенный для преобразования электроэнергнии в другой вид энергии (электродвигатели, электропечи, лампы и т.д.)

Потребителями электроэнергии называется один электроприемник или группа электроприемников, объединенных общим технологическим процессом и размещающихся на определенной территории.

Основные характеристики потребителей электроэнергии:

1.Номинальная или установленная мощность;

2.Род тока;

3.Напряжение;

4.Частота тока;

5.Режим работы;

6.Степень бесперебойности электроснабжения;

7.Удельный расход электроэнергии;

8.Стабильность расположения оборудования.

1) Номинальная или установленная мощность - одна из главных характеристик потребителей электроэнергии. Для асинхронных двигателей и двигателей постоянного тока принимается активная мощность ; для синхронных двигателей – полная мощность ; для всех установок задается полная мощность, если на входе стоит понижающий трансформатор (печи); для преобразователей принимается мощность кВт или кВА на стороне преобразованного или выпрямленного тока (на вторичной стороне преобразователя). Если группа электроприемников -  или .

2) Род тока. В основном применяется переменный ток, но так же еще применяется постоянный ток (электролизные установки, электроприводы при необходимости широкого регулирования скорости вращения, передвижной электротранспорт и некоторые подъемно-транспортные машины).

Все потребители постоянного тока питаются от индивидуальных преобразователей, поэтому они также считаются потребителями переменного тока. В настоящее время на промышленном предприятии применяется две системы преобразования переменного тока в постоянный:

Наибольшая доля постоянного тока в цветной металлургии, его доля доходит до 60%.

3) Напряжение. Для распределения электроэнергии на промышленном предприятии применяются следующие напряжения:

1.Переменное однофазное: 6,12,27,40,60,110,220 В.

2.Переменное трёх фазное: 40,60,380/220,660,6000,10000,35000,110000,220000 В. 380/220-система с глухо заземленной нейтралью, остальные – система с изолированной нейтралью.

3.Постоянный ток применяется на следующие напряжения: 6,12,27,48,60,110,220,440,600,800 В.

4) Частота тока. Стандартная частота в Европе 50 Гц (в Америке и в странах, которые с ней экономически связаны сначала была 25 Гц затем 60 Гц). На предприятиях применяются и другие частоты.

1.Пониженные частоты:

а)0,5-1,5 Гц - применяется для электромагнитного перемешивания метала в крупных дуговых печах (см. рисунок)

б)2-5 Гц – для низкочастотной сварки (авиационная промышленность.)

в)10-50 Гц – для регулирования скорости вращения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

2.Повышенные частоты:

а)175-200 Гц – применяется для питания переносного электроинструмента в сборочных цехах (автомобильная промышленность, авиационная промышленность и т.д.).

б)100-200 Гц – в химической промышленности для электро привода центрифуг.

в)400 Гц – для электро привода деревообрабатывающего инструмента.

г)500-10000 Гц – применяется для индукционного сквозного нагрева метала при ковке и штамповке.

д)  Гц – применяется в установках поверхностного нагрева метала для закалки и термообработки. (чем выше частота, тем меньше глубина проникновения эл. поля в металле).

е)100 кГц-100 мГц – применяется для диэлектрического нагрева неметалических материалов (керамика, дерево, пластмасса).

Режим работы.

1. Продолжительный режим работы – это когда температура в двигателе изменяется по экспоненциальному закону и достигает установившейся температуры  через 3Т₀, где Т₀ – постоянная времени нагрева двигателя.

2. Кратковременный режим работы – это такой режим, когда температура не успевает достичь установившегося значения  (за время включения), а за время отключения падает до температуры окружающей среды .

3. Повторно-кратковременный режим работы – когда за время включения, температура повышается, но не достигает установившегося значения , а за время паузы снижается, но не достигает температуры окружающей среды . Данный режим характеризуется продолжительностью включения: . Время цикла не должно превышать 10 мин, для того чтобы делать правильную оценку режима. Такой график может иметь и электроприемник с продолжительным режимом работы, но у него t_ц больше 10 мин.

ГОСТ устанавливает следующие величины продолжительности включения:

- для электродвигателей 15, 25, 40, 60%;

- для электросварочных установок 20, 50%.

Одна и таже установка может работать с разными продолжительностями включения, при этом необходим пересчет мощности

 - мощность продолжительного режима

       Существует еще ряд режимов работы:

- импульсный режим работы - для машин контактной сварки. Время включения (импульса) очень мало – около 0,02 – 0,1 сек.

- резко-переменный режим работы - прокатные станы и дуговые сталеплавильные печи.