Меню

Виды мощностей потребляемых электроприемником



ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКИ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

date image2020-05-21
views image439

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Система электроснабжения, сети и потребители

Для того чтобы города и страны, а на самом деле — живущие в них люди, могли круглосуточно пользоваться таким замечательным благом цивилизации как качественная электрическая энергия, и имели бы доступ к ней в любом требуемом количестве, — по всему миру возводятся крупные системы электроснабжения.

Различные электроприемники (и любые электрические приборы) являются неотъемлемыми частями электрических хозяйств организаций, предприятий, и вообще любых электрифицированных объектов.

РИСУНОК 1.

Электротехнические изделия, называемые электроприемниками, представляют собой механизмы, аппараты и агрегаты, задача которых — преобразовывать электрическую энергию в требуемый вид, например в механическую энергию электродвигателя или в световую энергию системы освещения, либо в тепловую энергию, если речь идет о нагревательном элементе. В конце концов электрические плиты и вся бытовая техника в наших домах немыслима без электричества, которое мы добываем из розетки на стене.

На сегодняшний день электроэнергия применяется всюду в мире для приведения в действие разнообразных механизмов, для питания систем искусственного освещения, многочисленной электротехники, специальных устройств учета и контроля, автоматики и защиты, для медицинских, биологических, пищевых, научных, перерабатывающих, производственных и многих-многих других целей, без которых немыслима современная цивилизация.

Базовые определения

Системой электроснабжения называют совокупность электроустановок, назначение которых — обеспечивать потребителей электроэнергией.

Непосредственно электроустановки представляют собой разнообразные машины, аппараты и линии, а также вспомогательное оборудование и сооружения в которых все это установлено, служащие для производства, преобразования, передачи и распределения электроэнергии.

Система электроснабжения является частью электрического хозяйства организации или предприятия, при этом выступает подсистемой по отношению к более крупной электроэнергетической системе.

Электроэнергетическая система, также именуемая просто электрической системой, является частью энергосистемы и включает в себя приемники электроэнергии.

Энергосистема включает в себя электростанции, электрические и тепловые сети, а также соединения между ними — все это связано между собой общим режимом просто в силу непрерывности процесса производства, преобразования и распределения электроэнергии и тепла. Электрическая либо электрическая и тепловая энергия производятся на электрических станциях, которые могут состоять как из одной единственной установки, так и из группы установок для производства электрической энергии.

Электрические сети представляют собой совокупность электроустановок, назначение которых — передача и распределение электрической энергии, поставляемой электростанциями. Сеть включает в себя подстанции, линии электропередач, тоководы, присоединительную аппаратуру, а также средства управления и защиты.

Подстанции служат для приема, преобразования и распределения электроэнергии. Линия электропередач, в свою очередь, передает и распределяет электроэнергию, либо просто передает ее на расстояние.

Любое среднестатистическое предприятие всегда имеет собственное электрическое хозяйство, включающее в себя прежде всего совокупность электроустановок и различных изделий, не относящихся к электрической сети, тем не менее обеспечивающих ее нормальную работу. Также в электрическое хозяйство входят помещения, здания и сооружения, эксплуатируемые электротехническим персоналом, людские, энергетические, материальные ресурсы и информационное обеспечение, призванное поддерживать полноценную жизнедеятельность хозяйства.

В составе любого электрического хозяйства всегда есть отдельные электроприемники или группы электроприемников, размещенные на определенной ограниченной территории какого-нибудь объекта, и объединенные единым технологическим процессом. Это может быть целое предприятие или отдельный станок, цех или просто конвейер. В любом случае подобную единицу или группу принято назвать потребителем электрической энергии.

ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКИ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

Электроприемники – специальные устройства (один или несколько механизмов, связанных единым технологическим процессом на конкретной территории), предназначенные для преобразования энергии из электрической в другие типы.

Читайте также:  Формула электрическая емкость мощность

Они широко используются как в промышленной сфере, так и в быту. В зависимости от назначения и характеристик эти агрегаты делятся на несколько групп.

Виды электроприемников:

1. В зависимости от типа тока различают электроприемники переменного, постоянного тока или пониженной частоты. Наиболее распространен первый вид. Большинство предприятий использует для работы механизмов частоту 50 Гц, которую принято считать промышленной. Т.е. переменный ток частотой 50 Гц называется током промышленной частоты.

Установки пониженной частоты используются в металлургии, а постоянного – в транспортной сфере, при электролизе и т.п.

2. По номинальному напряжению – ниже или выше 1 кВ. Этот параметр играет важную роль при планировании безопасности системы электроснабжения. Номинальное напряжение определяет мощность установки преобразования электроэнергии.

3. По числу фаз электроприемники могут быть: одно-, двух- или трехфазными. А по типу мощности – изменяемые в кВт или кВА.

Режимы работы электроприемников:

При проектировании системы электроснабжения также обращают внимание на график нагрузки и режим работы электроприемника по ГОСТ 183-74. Он может быть продолжительным, кратковременным или повторно-кратковременным.

Продолжительный режим характеризуется неизменной номинальной нагрузкой, при которой температура частей электроустановки достигает установившегося значения.

Примечание: установившиеся значения температуры означают, что изменения температуры в течение часа не превышают 1 о С.

В краткосрочном режиме электроприемник работает на номинальной мощности небольшое время, за которое температура не успевает достичь установленных параметров. Повторно-кратковременный режим отличается чередованием фаз нагрузки с паузами.

При этом длительность обоих процессов такова, что не происходит перегрева отдельных частей установок до установившихся значений температуры.

Группы электроприемников:

В зависимости от технологического назначения и области применения выделяют следующие группы электроприемников:

  1. Электродвигатели, на которые приходится примерно 70% мощности всего предприятия;
  2. Электро технологические и термические агрегаты – печи (дуговые, индукционные, сопротивления), диэлектрические установки нагрева, сварочные аппараты и т.п. На эту категорию приходится 20% мощности;
  3. Электрические осветительные приборы;
  4. Установки по обработке, хранению и управлению информационными процессами.

Но наиболее важным критерием подбора является классификация по надежности электроснабжения.

Источник

Электрическая нагрузка и её виды

Электрическая нагрузка — это нагрузка создаваемая в электрической сети включенными для работы в сети электроприемниками, она выражается в единицах тока или мощности. Электроприемники присоединяются к электрическим сетям в одиночку или группами. В состав группы могут входить электроприемники как одинакового, так и различного назначения и режима работы. Режим работы системы электроснабжения одинаковых приемников или их групп зависит от режима работы или сочетаний режимов работы одиночных приемников или их групп.

В процессе работы электроприемников характер нагрузки в сети может оставаться неизменным, изменяться в отдельных или всех фазах, сопровождаться появлением высших гармоник тока или напряжения. В связи с этим нагрузку в сети можно разделить на спокойную симметричную (преобладающее большинство трехфазных электроприемников), резкопеременную, несимметричную и нелинейную.

К специфическим нагрузкам относятся резкопеременная, нелинейная и несимметричная нагрузка.

Резкопеременная нагрузка характеризуется резкими набросами и провалами мощности или тока. Несимметричная нагрузка характеризуется неравномерной загрузкой фаз. Она вызывается однофазными и реже трехфазными приемниками с неравномерной загрузкой фаз. При несимметричной нагрузке в сети возникают токи прямой, обратной и нулевой последовательности. Нелинейная нагрузка создается электроприемниками с нелинейной вольт-амперной характеристикой. При нелинейной нагрузке в сети появляются высшие гармоники тока или напряжения, искажается синусоидальная форма тока или напряжения.

Специфические нагрузки обычно создаются электродуговыми печами, сварочными установками, полупроводниковыми преобразовательными установками. Эти установки, в основном, принадлежат промышленным предприятиям. Учитывая связь электрических сетей промышленных предприятий и сетей сельскохозяйственного назначения через трансформаторные подстанции, можно считать, что специфические нагрузки промышленных предприятий оказывают влияние и на электрические сети сельскохозяйственного назначения.

Читайте также:  Расчет мощности для антенны

Электроприемники сельскохозяйственного назначения по мощности подразделяются на три группы:

1. Большой мощности (больше 50 кВт)

2. Средней мощности (от 1 до 50 кВт)

3. Малой мощности (до 1 кВт).

Некоторые приемники используют для работы постоянный ток и токи повышенной (до 400 Гц) или высокой частоты (до 10 кГц).

Во время работы одни группы приемников могут допускать перерывы в электроснабжении, в то же время перерыв в электроснабжении других недопустим. По надежности и бесперебойности электроснабжения электроприемники делятся на три категории.

К первой категории относятся электроприемники и комплексы электроприемников, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб (повреждение основного оборудования), расстройство технологического процесса. Эти приемники должны иметь возможность обеспечения электроэнергией не менее чем от двух независимых источников питания. Нарушение их электроснабжения допускается только на время автоматического восстановления электроснабжения от второго источника.

Ко второй категории относятся электроприемники и комплексы электроприемников, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недовыпуску продукции, простоям рабочих и механизмов.

Электроснабжение приемников второй категории должно обеспечиваться от двух независимых источников питания. Перерыв в электроснабжении допускается на время, необходимое для автоматического и оперативного переключения на второй источник.

К третьей категории относятся электроприемники и комплексы электроприемников, не попадающие под определения первой и второй категорий. Электроснабжение их может осуществляться от одного источника питания. Перерыв электроснабжения допускается на время проведения восстановительных работ, но не более одних суток.

Потреблением из сети не только активной, но также и реактивной мощности сопровождается работы подавляющего большинства электроприемников. Преобразуется активная мощность в механическую мощность на валу рабочей машины или теплоту, а на создание магнитных полей в электроприемниках расходуется реактивная мощность. Основными ее потребителями являются трансформаторы, асинхронные двигатели, индукционные печи, в которых отстает ток по фазе напряжения. Характеризуется потребление реактивной мощности коэффициентом мощности сosφ, представляющим отношение активной мощности Р к полной мощности S. Является удобным показателем коэффициент реактивной мощности tgφ, который выражает отношение реактивной мощности Q к активной Р (показывает, происходящее потребление реактивной мощности на единицу активной мощности).

Установки с опережающим током являются источниками реактивной мощности. Их применяют для компенсации реактивной нагрузки с индуктивным характером цепи.

Таким образом, нагрузка в электрической сети представляется активными и реактивными нагрузками.

При возникновении электрической нагрузки в распределительной сети, может возникать нагрев токоведущих частей – проводов, кабелей, коммутационных аппаратов, обмоток электродвигателей и трансформаторов. Чрезмерный их нагрев может привести к преждевременному старению изоляции и ее износу. В связи с этим температура токоведущих частей не должна превышать допустимых значений. Сечение проводов и кабелей, коммутационных аппаратов должно выбираться по допустимому току нагрузки. Для определения допустимого (расчетного) тока нагрузки должна быть определена расчетная мощность нагрузки.

За расчетную нагрузку при проектировании и эксплуатации солнечной электростанции принимается такая неизменная во времени нагрузка Iрсч, которая вызывает максимальный нагрев токоведущих и соседних с ними частей, характеризующийся установившейся температурой. Нагрев не должен превышать допустимого значения. Обычно установившееся тепловое состояние для большинства проводов и кабелей наступает за 30 минут (около трех постоянных времени нагрева – 3Т, т. е. постоянная времени нагрева Т = 10 мин). В установках с номинальным током нагрузки более 1000 А установившаяся температура достигается за время не менее 60 мин.

Читайте также:  Аналоги люминесцентных ламп по мощности

Виды электрической мощности в электроэнергетике

Активная мощность – это среднее значение мощности за полный период. Активная мощностью называют полезную мощность, которая расходуется на совершение работы – преобразование электрической энергии в другие виды энергии (механическую, световую, тепловую). Измеряется в Ваттах (Вт).

Максимальная мощность – это величина мощности, обусловленная составом энергопринимающего оборудования и технологическим процессом потребителя, исчисляемая в

Мгновенная мощность – мощность в данный момент времени. В общем случае это скорость потребления энергии. Различают среднюю мощность за определенный промежуток времени и мгновенную мощность в данный момент времени. В электроэнергетике под понятием мощность понимается средняя мощность.

Полная мощность – это геометрическая сумма активной и реактивной мощности (см. Треугольник мощностей). Измеряется в Вольт-Амперах (ВА).

Присоединенная мощность – это совокупная величина номинальной мощности присоединенных к электрической сети (в том числе и опосредованно) трансформаторов и энергопринимающих устройств потребителя электрической энергии, исчисляемая в МВт.

Расчетная мощность – величина ожидаемой мощности на данном уровне электроснабжения. Данная мощность является важнейшим показателем, поскольку исходя из неё выбирается электрооборудование. Расчетная мощность показывает фактическую величину потребления энергопринимающими устройствами и зависит от конкретного потребителя (многоквартирные дома, различные отрасли производства). Получение величины расчетной мощности представляет собой сложную задачу, в которой должны учитываться различные факторы, такие как сезонность нагрузки, особенности технологии. На основании статистических данных разработаны таблицы коэффициентов использования, по которым величина расчетной мощности находится как произведение установленной мощности на коэффициент использования.

Реактивная мощность – это мощность, которая обусловлена наличием в электрической сети устройств, которые создают магнитное поле (емкости и индуктивности). Интерес представляет не само магнитное поле, а характер прохождения по таким элементам переменного тока, а именно появление фазового сдвига между приложенным напряжением и током в элементах сети, таких как (электродвигатели, трансформаторы, конденсаторы).

Реактивная мощность в сети может быть, как избыточная, так и дефицитная это обусловлено характером установленного оборудования. Избыточная реактивная мощность (преобладает емкостной характер сети) приводит к повышению напряжения сети, в то время как дефицитная (преобладание индуктивного характера сети) к снижению напряжения. Поскольку в распределительных сетях в большинстве случаев индуктивность преобладает над емкостью, т.е. имеется дефицит реактивной мощности, то в сеть искусственно вносятся емкостные элементы, призванные скомпенсировать индуктивный характер сети, как следствие уменьшить фазовый сдвиг между напряжением сети и током, а это значит передать потребителю в большей степени только активную мощность, а реактивную «сгенерировать» на месте. Этот принцип широко используют сетевые компании, обязывающие потребителей устанавливать компенсационные устройства, однако же установка данных устройств нужна в большей степени сетевой компании, а не каждому потребителю в отдельности. Измеряется в Вольт-Амперах реактивных (ВАр).

Трансформаторная мощность – это суммарная мощность трансформаторов энергопринимающих устройств потребителя электрической энергии исчисляемая в МВт.

Установленная мощность – алгебраическая сумма номинальных мощностей электроустановок потребителя. Наибольшая активная электрическая мощность, с которой электроустановка может длительно работать без перегрузки в соответствии с техническими условиями или паспортом на оборудование.

Заявленная мощность – это предельная величина потребляемой в текущий период регулирования мощности, определенная соглашением между сетевой организацией и потребителем услуг по передаче электрической энергии, исчисляемая в мегаваттах.

Источник