Elektromos energia vevők

Az elektromos energia vevője (elektromos vevő) egy olyan készülék, egység, mechanizmus, amelyet arra terveztek elektromos energia átalakítása más típusú energiában (beleértve az elektromosat is, más paraméterek szerint) használni.

Technológiai céljuk szerint osztályozzák őket attól függően, hogy ez a vevő milyen típusú energiává alakítja át az elektromos energiát, különösen:

• gépek és mechanizmusok hajtószerkezetei;

• elektrotermikus és elektromos berendezések;

• elektrokémiai berendezések;

• elektróda aszténia beszerelése;

• elektrosztatikus és elektromágneses mezők telepítése,

• Elektromos szűrők;

• Szikrakezelő berendezések;

• Elektronikus és számítástechnikai gépek;

• termékellenőrző és tesztelő eszközök.

Az elektromos energia felhasználója, amelyet elektromos vevőnek vagy elektromos vevőegységnek neveznek, amelyet egy technológiai folyamat egyesít és egy bizonyos területen helyezkedik el.

Az „Energiáról szóló szövetségi törvény” a villamos energia és a hőenergia fogyasztóját az a személy határozza meg, aki azt saját háztartási vagy ipari szükségleteihez vásárolja, a villamosenergia-ipar alanyai pedig „az elektromos energia területén tevékenykedő személyek, beleértve a villamos- és hőenergia termelés, fogyasztók energiaellátása "villamosenergia-átvitel során, üzemi diszpécser ellenőrzés a villamosenergia-iparban, villamosenergia-értékesítés, villamos energia adásvételének megszervezése".

A villamosenergia-fogyasztók osztályozása az áramellátás megbízhatóságának biztosítása érdekében

Az áramellátás megbízhatóságának biztosítása szempontjából az elektromos energia fogyasztóit a következő három kategóriába sorolják:

I. kategóriájú elektromos vevőkészülékek - elektromos vevőkészülékek, amelyek áramellátásának megszakítása: emberi élet veszélye, jelentős nemzetgazdasági kár, drága alapberendezések károsodása, tömeges termékhibák, összetett technológiai folyamat megzavarása, a közösség gazdaságának különösen fontos elemeinek működésének zavara.

A felállásból 1. kategória elektromos vevőkészülékei Megkülönböztetik az elektromos vevőkészülékek egy speciális csoportját, amelyek folyamatos működése szükséges a gyártás zavartalan leállításához, az emberi életet fenyegető veszélyek, a robbanások, tüzek és a drága főberendezések károsodásának megelőzése érdekében.

II. kategóriájú elektromos vevőkészülékek - elektromos vevőkészülékek, amelyek áramellátásának megszakítása tömeges termékhiányhoz, a munkavállalók, a mechanizmusok és az ipari szállítás tömeges megszakításához, a városok és vidéki lakosság jelentős részének normál tevékenységének megzavarásához vezet. területeken.

III. kategóriájú elektromos vevőkészülékek – minden egyéb elektromos vevőkészülék, amely nem felel meg az I. és II. kategória meghatározásának. Ezek a segédműhelyek vevőegységei, a termékek nem sorozatgyártása stb.

Az I. kategóriás villamos vevőkészülékeket két egymástól független, kölcsönösen redundáns áramforrásról kell árammal ellátni, és áramellátásuk megszakítása valamelyik áramforrásról történő áramszünet esetén csak az áramellátás automatikus helyreállításának idejére engedélyezhető. Az I. kategóriájú elektromos fogyasztók egy speciális csoportjának ellátásához egy harmadik független, kölcsönösen redundáns áramforrásról kiegészítő tápellátást kell biztosítani.

Az elektromos vevők kategóriájának helyes megállapítása érdekében fel kell mérni a baleset valószínűségét az áramellátó rendszer szakaszaiban, meg kell határozni ezen balesetek következményeit és anyagi kárait. Az elektromos vevők kategóriájának meghatározásakor nem szabad túlbecsülni az elektromos vevők különböző csoportjaihoz szükséges folyamatos teljesítmény kategóriáját. Az első kategória elektromos vevőinek meghatározásakor a technológiai tartalékot veszik figyelembe, a második esetében a termelés elmozdulását.

Az elektromos energia vevőinek osztályozása

A villamosenergia-fogyasztókat a következők jellemzik:

1.az elektromos vevőkészülékek teljes beépített teljesítménye;

2. az iparághoz tartozás révén (pl. mezőgazdaság);

3. tarifacsoportonként;

4. energetikai szolgáltatások kategóriája szerint.

A villamos energiát előállító, átalakító, elosztó és fogyasztó elektromos berendezéseket feszültségszint szerint 1 kV feletti és 1 kV-os feszültségű villamos berendezésekre osztják (egyenáramú villamos berendezések esetében 1,5 kV-ig). A legfeljebb 1 kV váltakozó feszültségű elektromos berendezéseket szilárd földelt nullával, fokozott biztonsági követelmények mellett - elszigetelt nullával (tőzegbányák, szénbányák, mobil elektromos berendezések stb.) végezzük.

Az 1 kV feletti létesítmények a következőkre oszthatók:

1) leválasztott nullával (feszültség 35 kV és alacsonyabb);

2) kompenzált nullával (a kapacitív áramok kompenzálására induktív ellenállással a földhöz csatlakoztatva) legfeljebb 35 kV és ritkán 110 kV feszültségű hálózatokhoz használatosak;

3) vakon földelt nullával (feszültség 110 kV és több).

Az áram jellege szerint a hálózatról működő összes elektromos vevőegység felosztható 50 Hz-es ipari frekvenciájú váltakozó áramú (egyes országokban 60 Hz-es), növelt vagy csökkentett frekvenciájú váltakozó áramú és egyenáramú elektromos vevőkre. .

Az ipari villamosenergia-felhasználók villamosenergia-fogyasztóinak többsége háromfázisú, 50 Hz-es váltóárammal működik.

Megnövelt frekvenciabeállítások használatosak:

• melegítéshez keményítéshez, fémbélyegzéshez, mikrohullámú sütőkhöz stb.;

• olyan technológiákban, ahol elektromos motor nagy forgási sebességére van szükség (textilipar, fafeldolgozás, hordozható elektromos szerszámok repülőgépgyártásban) stb.

A 10 000 Hz-ig terjedő frekvencia eléréséhez tirisztoros átalakítókat használnak, a 10 000 Hz feletti frekvenciákhoz használjon elektronikus generátorok.

Az alacsony frekvenciájú elektromos vevőkészülékeket szállítóeszközökben használják, például hengerművekben (f = 16,6 Hz), fémkeverő üzemekben kemencékben (f = 0 ... 25 Hz). Ezenkívül az indukciós fűtőberendezésekben a csökkentett feszültségfrekvenciát használják.

Az ipari (50 Hz) és a megnövelt (60 Hz) frekvenciák alkalmazásával szerzett tapasztalatok megerősítették a 60 Hz-es frekvencia gazdaságosságát, a műszaki-gazdasági számítások pedig azt mutatták, hogy az optimális frekvencia 100 Hz legyen.

Tipikus teljesítményvevők

Minden teljesítményvevőt különböző paraméterek jellemeznek. Ugyanakkor működési módjukat a LEG írja le, ezért az energiafogyasztási módok elemzése céljából karakterisztikus teljesítményvevőket használnak, amelyek működési módjukban és alapvető paramétereikben hasonló teljesítményvevő-csoportok.

A következő csoportok tartoznak a tipikus elektromos vevőkészülékekhez:

• Elektromos motorok erősáramú és ipari berendezésekhez;

• Elektromos motorok gyártógépekhez;

• Elektromos sütők;

• Elektrotermikus berendezések;

• Világítási berendezések;

• Berendezések javítása, átalakítása.

Az első négy csoport elektromos vevőit hagyományosan teljesítményvevőknek nevezik. Az egyes csoportok részesedése a vállalkozás energiafogyasztásában az iparágtól és a termelési folyamat jellemzőitől függ.

Egyenáramú vevők

Az egyenáramot galvanizálásnál (krómozás, nikkelezés stb.), egyenáramú hegesztésnél, egyenáramú motorok táplálására stb.

Elektromos motorok

A fent felsorolt ​​besorolások alapján az elektromos vevőkészülékek legösszetettebb készlete az elektromos hajtás. A leggyakoribb az aszinkron elektromos hajtás, amelyet jelentős meddőteljesítmény-fogyasztás, nagy indítási áramok és jelentős érzékenység jellemez a hálózati feszültség névlegestől való eltérésére.

Azokban a berendezésekben, amelyek működés közben nem igényelnek fordulatszám-szabályozást, váltakozó áramú elektromos hajtásokat (aszinkron és szinkron motorokat) használnak. A szabályozatlan váltakozóáramú motorok a fő energiafogyasztók az iparban, a teljes teljesítmény mintegy 70%-át adják.

A szabályozatlan váltóáramú hajtás motortípusának kiválasztásakor gyakran a következő szempontokat veszik figyelembe:

• 1 kV feszültségig és 100 kW teljesítményig gazdaságosabb az aszinkron motorok használata, 100 kW felett pedig - szinkron;

• 6 kV feszültségen és 300 kW teljesítményig - aszinkron motorok, 300 kW felett - szinkron;

• 10 kV feszültségen és 400 kW teljesítményig — aszinkron motorok, 400 kW felett — szinkron.

A fázisrotorral rendelkező aszinkron motorokat erős hajtásokban, súlyos indítási feltételek mellett használják (emelőgépekben stb.).

Az olyan ipari létesítmények villanymotorjai, mint a kompresszorok, ventilátorok, szivattyúk és emelő-szállító berendezések, a névleges teljesítménytől függően 0,22-10 kV tápfeszültséggel rendelkeznek. Az ilyen berendezések villanymotorjainak névleges teljesítménye a kilowatt töredékétől a 800 kW-ig vagy még többig terjed. A feltüntetett elektromos vevőkészülékek általában az I. tápellátás-megbízhatósági kategóriára vonatkoznak.Például a vegyszergyártó műhelyek szellőztetésének kikapcsolása megköveteli az emberek evakuálását a helyiségekből, és ennek következtében a termelés leállítását.

A váltóáram egyenárammá alakítása megköveteli az átalakító egységek és vezérlőberendezések telepítésének költségeit, ezekhez helyiségek építését, valamint karbantartási és villamosenergia-kiesésük költségeit. Ezért az áramellátó rendszer költsége és a villamos energia fajlagos költsége egyenáramban magasabb, mint váltakozó áramban. Az egyenáramú motorok drágábbak, mint az aszinkron és szinkron motorok. Változtatható egyenáramú hajtásokat akkor használnak, ha gyors, széles és/vagy egyenletes fordulatszám-váltásra van szükség.

Elektromos vevők teljesítménytényezője

Az elektromos vevő egyik fontos jellemzője az Teljesítménytényező cos (φn). A teljesítménytényező a névleges terhelésen és feszültségen elfogyasztott aktív teljesítmény arányát tükrözi. Az elektromos motor névleges cosφ értéke a típusától, névleges teljesítményétől, fordulatszámától és egyéb jellemzőitől függ. Elektromos motorokkal való munkavégzés során a cosφ főként a terheléstől függ.

A nagy szivattyúk, kompresszorok és ventilátorok elektromos meghajtásához gyakran használnak szinkron motorokat, amelyeket az energiarendszerben további meddőteljesítmény-forrásként használnak.

Az emelő- és szállítóeszközökre jellemző a teher gyakori ütései, amelyek jelentős határok között (0,3-0,8) változást okoznak a teljesítménytényezőben. A tápegység megbízhatósága szerint általában az I. és II. kategóriára vonatkoznak (a technológiai folyamatban betöltött szerepüktől függően).
Hibás elektromos vevők

Tól től elektromos eszközök A legnagyobb problémákat az ívkemencék okozzák a következő okok miatt:

• nagy saját teljesítmény (akár több tíz megawatt); a kemencetranszformátor által okozott nemlinearitás és alacsony cosφ;
• működés közben fellépő aktív és meddő teljesítménylökések;
• kocogó eltérések a fázisterhelések szimmetriájától.

A váltakozó áramú elektromos hegesztőberendezések hasonló problémákkal küzdenek, mint az ívkemencék. Cosφ-jük különösen alacsony.

Az elektromos világítás az elektromos hálózattal is problémákat okoz, nevezetesen: az izzólámpák helyett használt nagy hatásfokú kisülőlámpák nem lineáris karakterisztikával rendelkeznek, és érzékenyek a rövid távú (másodpercek töredékei) áramszünetekre. Jelenleg azonban ezeket a problémákat úgy oldják meg, hogy a lámpákat külön frekvenciaváltókon keresztül nagyfrekvenciás tápra kapcsolják, ami nemcsak a világításukat, hanem az energetikai paramétereiket is javítja.

A fényforrások (izzólámpa, fluoreszkáló, ív, higany, nátrium stb.) egyfázisú elektromos vevők, és egyenletesen vannak elosztva a fázisok között az aszimmetria csökkentése érdekében. Izzólámpáknál cosφ = 1, gázkisüléses lámpáknál pedig cosφ = 0,6.

A vezérlő és információfeldolgozó eszközök tápellátására fokozott követelmények vonatkoznak a villamos energia megbízhatósága és minősége tekintetében, ezért általában garantált, megszakítás nélküli áramforrásról táplálják őket.