Споживачі електроенергії icon

Споживачі електроенергії




НазваСпоживачі електроенергії
Сторінка1/13
Дата02.06.2012
Розмір0.94 Mb.
ТипДокументи
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13


Міністерство освіти і науки України


Харківська НАЦІОНАЛЬНА академія міського господарства


Споживачі електроенергії


(Лекції для студентів 4 курсу денної і заочної форм навчання спеціальності 7.090603„Електротехнічні системи електроспоживання)


Харків – ХНАМГ – 2006

Споживачі електроенергії (Лекції для студентів 4 курсу денної і заочної форм навчання спеціальності 7.090603 „Електротехнічні системи електроспоживання). Укл. О.В.Саприка, Ю.П.Кравченко. – Харків: ХНАМГ, 2006. – 74 с.


Укладачі: О.В.Саприка,

Ю.П.Кравченко


Рецензент: д.т.н., проф. В.Ф.Рой


Рекомендовано кафедрою електропостачання міст,

протокол № 6 від 9.12.05 р.

ЗМІСТ

Вступ 5

Споживачі електричної енергії 6

Приймачі електричної енергії 13

Електричні машини 17

Електрична технологія 23

Електрозварювальні установки 33

Гальванічні установки 34

Електротранспорт 35

Електричне освітлення 40

Параметри джерел світла 41

Джерела світла 42

Первинне і повторне запалювання лампи 51

Пускорегулююча апаратура (ПРА) 53

Освітлювальні мережі 57

Контрольні ЗАпитання 62

Контрольні завдання 64

Список ЛІТЕРАТУРИ 67

Додатки 68



Вступ


Електроенергетика є базовою галуззю економіки України. Надійне й ефективне її функціонування, безперебійне постачання споживачів - основа поступального розвитку економіки країни і невід'ємний фактор забезпечення цивілізованих умов життя всіх її громадян.

Електроенергетичний потенціал України повністю покриває
потреби народного господарства і населення країни, а також експорт
електроенергії. Виробництво електроенергії є високотехнологічним, цілком автоматизованим процесом, при якому в електроенергетичній системі України синхронно працюють сотні потужних генераторів електричних станцій. Вироблювана ними електроенергія безупинно перетворюється на напруги різних рівнів, необхідних для передачі, розподілу і споживання. Розподільні системи перетворення та передачі електроенергії (трансформаторні підстанції і лінії електропередачі) за потужністю в кілька разів перевищують сумарну потужність генеруючих джерел, і також працюють строго погоджено за багатьма електричними параметрами.

Характерною рисою електроенергетики, що визначає специфіку її роботи, є нерозривність процесу виробництва, передачі й споживання електроенергії, оскільки вона використовується безпосередньо в момент її вироблення і не може бути складована як інші енергоносії.

Безперервність процесу електропостачання споживачів забезпечується тільки при постійному балансі вироблюваної і споживаної електроенергії і потужності, що безупинно міняється (за часом доби, днем тижня, сезоном). Від ступеня збалансованості вироблюваної і споживаної електроенергії і потужності залежить частота електричного струму, що є однаковою для всієї України. При нестачу палива або генеруючих потужностей, щоб уникнути розвалу роботи енергетичної системи України і припинення електропостачання споживачів використовують змушене відключення надлишкової частини споживачів електричної енергії і потужності для того, щоб зберегти стійкість роботи енергосистеми. Забезпечення безперервного електропостачання споживачів особливо важливо, оскільки збиток (економічний, соціальний, оборонний) від порушення електропостачання в десятки разів перевищує втрати від руйнування пошкодженого устаткування.
^

Споживачі електричної енергії


Споживачем електричної енергії називається електроприймач або група електроприймачів, об’єднаних технологічним процесом і розміщених на певній території.

^ Приймачем електричної енергії (електроприймачем) називається апарат, агрегат, механізм, призначений для перетворення електричної енергії в інші види енергії.

Приймачі електроенергії розподіляються на такі групи:

  1. Приймачі трифазного струму напругою до 1000 В, частотою 50 Гц;

  2. Приймачі трифазного струму напругою вище 1000 В, частотою 50 Гц;

  3. Приймачі однофазного струму напругою до 1000В, частотою 50 Гц;

  4. Приймачі, що працюють з частотою, відмінною від 50 Гц, і живляться від перетворювальних підстанцій і установок;

  5. Приймачі постійного струму, що живляться від перетворювальних підстанцій і установок.

Систематизацію споживачів електричної енергії і їхніх навантажень здійснюють за наступними основними експлуатаційно-технічними ознаками: виробничим призначенням; виробничими зв’язками; режимами роботи; потужністю і напругою; родом струму; необхідним ступенем надійності живлення; територіальним розміщенням; щільністю навантаження; стабільністю розташування електроприймачів. Однак при визначенні електричних навантажень досить систематизувати споживачів електричної енергії за режимами роботи, потужністю, напругою, родом струму і необхідним ступенем надійності живлення, вважаючи інші ознаки допоміжними.


За режимами роботи всі споживачі можна розподілити на ряд груп, для яких передбачаються три режими роботи: тривалий, при якому приймач може працювати тривалий час, причому перевищення температури окремих частин апарата не виходить за межі, встановлені нормативною документацією; короткочасний, при якому робочий період не настільки тривалий, щоб температура окремих частин апарата могла досягти сталого значення, період зупинки настільки тривалий, що апарат встигає остигнутих до температури навколишнього середовища; повторно-короткочасний, при якому робочі періоди чергуються з періодами пауз, а тривалість всього циклу не перевищує 10 хв., нагрівання не перевершує припустимого, а при охолодженні не досягає температури навколишнього середовища.

У тривалому режимі працює більшість електричної двигунів, які обслуговують основні технологічні агрегати і механізми. З тривалістю роботи від декількох годин до декількох змін підряд, з досить високим, незмінним або маломінливим навантаженням працюють електроприводи вентиляторів, насосів, компресорів та ін. Довгостроково, але з перемінним навантаженням і короткочасними відключеннями, за час яких електричної двигун не встигає остигнути до температури навколишнього середовища, а тривалість циклів перевищує 10 хв., працюють електричні двигуни, що обслуговують верстати холодної обробки металів, деревообробні верстати, молоти, преси та ін.





Рис.1- Криві нагрівання й охолодження

  1. охолодження; 2- тривалий режим;

3- крива нагрівання при повторно-короткочасному режимі;

4- рівень нагрівання при повторно-короткочасному режимі.


У короткочасному режимі працює більшість електричних приводів допоміжних механізмів металорізальних верстатів, а також механізмів для відкривання гідравлічних затворів, усякого роду заслінок та ін.

У повторно-короткочасному режимі працюють електричні двигуни мостових кранів, тельферів, підйомників і аналогічних їм установок, допоміжних і деяких головних приводів. До цієї групи відносяться також зварювальні апарати, що працюють з постійними великими кидками потужності.

Нагрівальні апарати і електропечі працюють у тривалому режимі з постійним або маломінливим навантаженням. Особливістю режиму роботи електричного освітлення є різка зміна і сталість навантаження при включенні і зміні режиму роботи.

У житлових будинках до них відносяться: ліфти, пожежні насоси, системи автоматичного димовидалення, аварійне освітлення коридорів, вестибюлів, холів і сходових кліток будинків висотою 16 поверхів і більше, загороджувальні вогні, встановлювані на дахах будинків висотою більше 50 м. До першої категорії також відносяться: электроприймачі спеціального призначення незалежно від поверховості будинків – це вбудовані автоматичні телефонні станції, станції перекачування фекальних вод, опорно-підсилювальні пункти і блоки-станції радіотрансляції, водопровідні й каналізаційні вузли, приймачі будинків масового скупчення людей (театри, кіно, клуби та ін), приймачі особливих лікувальних установ – операційних залів, родильних будинків, пунктів невідкладної допомоги, у промисловості - споживачі, перерва в електропостачанні яких може викликати небезпеку для життя людей або значний матеріальний збиток, пов’язаний з пошкодженням устаткування, масовим браком продукції або тривалим розладом складного технологічного процесу виробництва.

До другої категорії відносяться приймачі житлових будинків висотою від 6 до 16 поверхів, споживачі будинків будь-якої поверховості, в яких встановлені напідложні стаціонарні електроплити, а також електроприймачі адміністративно-громадських будинків, лікувальних і дитячих установ, шкіл і навчальних закладів. На промислових підприємствах до другої категорії належать приймачі, перерва в електропостачанні яких пов’язана з істотною недовідпусткою продукції, простоєм людей, механізмів, промислового транспорту.


За потужністю і напругою всі споживачі електричної енергії можна розподілити на дві групи: споживачі великої потужності (80 – 100 кВт і вище) на напругу 3-6-10 кВ, як одержують живлення безпосередньо від мережі 3-6-10 кВ. До цієї групи відносяться могутні печі опору й дугові печі для плавки чорних і кольорових металів, якіживляться через власні трансформатори; споживачі малої і середньої потужності (нижче 80 – 100 кВт), живлення яких можливе й економічно доцільне тільки на напругу 380-660 В.

За родом струму всі споживачі електричної енергії можна розподілити на три групи: ті, що працюють від мережі змінного струму промислової частоти; ті, що працюють від мережі змінного струму підвищеної або зниженої частоти; ті, що працюють від постійного струму.

Основний род струму, на якому працює більшість електричних приймачів – змінний трифазний струм частотою 50 Гц.

Відповідно до Правил обладнання електроустановок (ПОЕ) всі споживачі підрозділяються на три категорії за забезпеченням надійності і безперебійності живлення. До першої категорії відносяться споживачі, що допускають перерву в електропостачанні тільки на час дії пристроїв автоматичного включення резерву. Такі споживачі повинні забезпечуватися електроенергією від двох незалежних джерел електропостачання.

Друга категорія споживачів допускає перерву електропостачання на час, необхідний для включення резерву силами оперативного персоналу. Електроприймачі цієї категорії можуть живитися від однотрансформаторної підстанції при наявності централізованого резерву трансформатора.

До третьої категорії відносяться приймачі п’ятиповерхових житлових будинків і нижче за відсутності напідложних стаціонарних електроплит. У промисловості до цієї категорії належать всі приймачі, що не підходять під визначення 1-й і 2-й категорій.

Навантаження споживачів електричної енергії є основним параметром, за яким виконується вибір всіх елементів системи електричного постачання. Тому правильне визначення електричного навантаження необхідне при проектуванні й експлуатації електричних мереж.


^ Компенсація реактивної потужності

Коефіцієнтом потужності () називають величину відношення активної потужності до повної потужності , що споживана установкою:


.


Навантаження окремих приймачів змінюється за часом і, як наслідок цього, змінюється коефіцієнт потужності.

Величину у даний момент можна визначити за показанням фазометра або за одночасними показаннями вимірювальних приладів: амперметра, вольтметра і ватметра, використовуючи співвідношення цих величин для трифазної системи струмів:


.


Реактивна потужність, що віддається джерелу живлення, проходячи по живильних проводах, нагріває їх, і в результаті, підвищується опір живильної лінії. Підвищення опору лінії призводить до збільшення втрат активної потужності в самій лінії.

Концентрація реактивної потужності в багатьох випадках економічно недоцільна з наступних причин:

1. При передачі значної реактивної потужності виникають додаткові втрати активної потужності й електроенергії у всіх елементах системи електропостачання, обумовлені завантаженням їх реактивною потужністю. Так, при передачі активної і реактивної потужностей через елемент системи електропостачання з опором втрати активної потужності складуть


.


2. Додаткові втрати активної потужності, викликані протіканням реактивної потужності й пропорційні її квадрату. Особливо істотні виникають додаткові втрати напруги в мережах районного значення. Так, при передачі потужності і через елементи системи електропостачання з активним опором і реактивним втрати напруги складуть


.


3. Завантаження реактивною потужністю системи промислового електропостачання і трансформаторів зменшує їхню пропускну здатність і вимагає збільшення перерізів проводів ліній, збільшення номінальної потужності або числа трансформаторів підстанції.

Основні причини низького коефіцієнта потужності в електроустановках такі:

недовикористання потужності механізмів технологічних, енергетичних, сантехнічних і транспортних машин і відповідно встановленоїпотужності електродвигунів і трансформаторів, їх неповне і нерівномірне навантаження за часом;

завищення встановленої потужності трансформаторів і електродвигунів при проектуванні;

робота на холостому ходу (ХХ) електродвигунів і трансформаторів;

наявність приймачів з великим індуктивним навантаженням (дугові електропечі, електрозварювання і ін.).

На промислових підприємствах зменшення споживаної реактивної потужності може бути досягнуто природним шляхом: поліпшенням режиму роботи приймачів, застосуванням двигунів більш досконалих конструкцій, усуненням їхнього недовантаження, вдосконаленням спеціальних компенсуючих пристроїв.

Основними споживачами реактивної потужності є асинхронні двигуни, трансформатори і вентильні перетворювачі, тому для зниження споживання установкою реактивної потужності необхідно всебічно аналізувати такі питання:

- заміна малонавантажених асинхронних двигунів двигунами меншої потужності;

- зниження напруги у двигунів, що систематично працюють з малим завантаженням;

- обмеження холостого ходу двигунів і зварювальних трансформаторів;

- застосування синхронних двигунів замість асинхронних у випадку, коли це можливо за умовами технологічного процесу;

- застосування синхронізованих асинхронних двигунів;

- застосування найбільш доцільної силової схеми і системи керування вентильного перетворювача.

^ Заміна малонавантажених двигунів двигунами меншої потужності. Реактивна потужність, що споживається асинхронним двигуном, залежить від його технічних даних і коефіцієнта завантаження. При номінальному завантаженні і номінальній напрузі асинхронний двигун споживає реактивну потужність


,


де – коефіцієнт корисної дії при повному завантаженні.

Реактивна потужність, споживана двигуном з мережі на холостому ходу, може бути визначена як


.


Для двигуна з номінальним коефіцієнтом потужності реактивна потужність ХХ становить близько 50% реактивної потужності при номінальному завантаженні двигуна. Для двигуна з вона досягає 70%.

Збільшення споживання реактивної потужності при повному завантаженні двигуна в порівнянні зі споживанням на ХХ (холостому ході)





При завантаженні асинхронного двигуна менше номінальної нагрузки, приріст споживання реактивної потужності в порівнянні з приростом на ХХ пропорційний квадрату коефіцієнта завантаження двигуна:


,


де – коефіцієнт завантаження двигуна.


Реактивна потужність, споживана двигуном при довільному завантаженні, складає


.


Коефіцієнт потужності асинхронного двигуна при довільному завантаженні знаходимо з


.


Коефіцієнт потужності двигуна зменшується при зменшенні його завантаження. Так, якщо при 100% завантаженні , то при 50% завантаженні він дорівнює 0,65, а при 30% – 0,51. Тому заміна систематично малонавантажених двигунів двигунами меншої потужності сприяє підвищенню коефіцієнта потужності електроустановок. Заміна двигуна повинна зменшувати сумарні втрати активної потужності як в енергосистемі, так і в приймачі. Сумарні втрати визначаються як

,


де – повні втрати активної потужності в двигуні, – коефіцієнт зміни втрат, кВт/квар, задається підприємству енергосистемою або приймається за довідковими даними. Коефіцієнт зміни втрат чисельно дорівнює питомому зниженню втрат активної потужності у всіх елементах системи електропостачання (від джерела живлення до місць споживання електроенергії), отриманому при зменшенні переданої підприємству реактивної потужності. Як показали розрахунки, найменше значення дорівнює приблизно 0,02 кВт/квар для трансформаторів, приєднаних безпосередньо до шин станції, а найбільше значення дорівнює 0,15 для трансформаторів 10-6/0,4 кВ, що живляться від районних мереж.

Більш зручно сумарні втрати розраховувати за виразом


,


де – втрати активної потужності при ХХ двигуна, кВт;

- приріст втрат активної потужності в двигуні при 100% завантаженні, кВт;

- розрахунковий коефіцієнт, що залежить від конструкції двигуна і дорівнює


.


Тут % – втрати ХХ,% активної потужності, споживаної двигуном при завантаженні 100%.

Рядом робіт показано, що якщо середнє завантаження двигуна менше 45% номінального значення його потужності, то заміна двигуна менш потужним завжди доцільна і перевірка розрахунками не потрібна. При завантаженні двигуна більше 70% номінальної потужності можна вважати, що заміна його в загальному випадку недоцільна. При завантаженні в межах 45-70% треба виконувати перевірочні розрахунки, і заміна доцільна при достатньому зменшенні сумарних втрат активної потужності.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

Схожі:

Споживачі електроенергії iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення курсу "Споживачі електроенергії "
Методичні вказівки до самостійного вивчення курсу "Споживачі електроенергії" (для студентів 4 курсу денної І 5 курсу заочної форм...
Споживачі електроенергії iconМетодичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу "Споживачі електроенергії"
Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу "Споживачі електроенергії" (для студентів 4 курсу денної І заочної форм...
Споживачі електроенергії iconО. Дуда, О. Маєвський, Г. Шимчук
України. Споживачі та постачальники послуг повинні контролювати облік споживання електроенергії, газу, води і тепла. Облік споживання...
Споживачі електроенергії iconО. Дуда, О. Маєвський, Г. Шимчук
України. Споживачі та постачальники послуг повинні контролювати облік споживання електроенергії, газу, води і тепла. Облік споживання...
Споживачі електроенергії iconЗвіт про виконану роботу за термін 1 вересня 10 жовтня на тему: Дослідження методів та засобів економії електроенергії в освітлювальних установках пат «Півд гзк»
Найпоширеніший спосіб економії електроенергії оптимізація споживання електроенергії в освітлювальних установках. Ключовими заходами...
Споживачі електроенергії iconЗвіт про виконану роботу за термін 1 вересня 10 жовтня на тему: Дослідження методів та засобів економії електроенергії в освітлювальних установках пат «Півд гзк»
Найпоширеніший спосіб економії електроенергії оптимізація споживання електроенергії в освітлювальних установках. Ключовими заходами...
Споживачі електроенергії iconІнформаційно-обчислювальна система обліку І прогнозу електроенергії з врахуванням її ритмічності інформаційно-обчислювальна система обліку І прогнозу електроенергії з врахуванням їх ритмічності Призначення
Оцінка взаємної кореляційної функції між навантаженням І температурою для Київенерго
Споживачі електроенергії iconІнформаційно-обчислювальна система обліку І прогнозу електроенергії з врахуванням її ритмічності інформаційно-обчислювальна система обліку І прогнозу електроенергії з врахуванням їх ритмічності Призначення
Оцінка взаємної кореляційної функції між навантаженням І температурою для Київенерго
Споживачі електроенергії iconІнформаційно-обчислювальна система обліку І прогнозу електроенергії з врахуванням її ритмічності інформаційно-обчислювальна система обліку І прогнозу електроенергії з врахуванням їх ритмічності Призначення
Оцінка взаємної кореляційної функції між навантаженням І температурою для Київенерго
Споживачі електроенергії iconІнформаційно-обчислювальна система обліку І прогнозу електроенергії з врахуванням її ритмічності інформаційно-обчислювальна система обліку І прогнозу електроенергії з врахуванням їх ритмічності Призначення
move to 1119-212309
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи