1. Классификация приемников электрической энергии

Системой электроснабжения вообще называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения ЭЭ.

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания ЭЭ промышленных приемников ЭЭ, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи и т.д.

Приемники ЭЭ пром. предприятий делятся на следующие группы:

1. Приемники 3-х фазного тока напряжением до 1000 В, частотой 50 Гц

2. Приемники 3-х фазного 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 преобразова- тельных подстанций и установок

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

Для всех приемников перечисленных выше групп необходимо выяснить:

1. требования, предъявляемые действующими Правилами устройства электро- установок ( ПУЭ ) к надежности питания приемников (1-ая, 2-ая, 3-ая кат.)

2. режим работы (продолжительный, кратковременный, повторно-кратковрем.)

3. места расположения приемников ЭЭ и являются ли они стационарными или передвижными

Согласно ПУЭ электротехнические установки, производящие, преобразующие, распределя- ющие и потребляющие ЭЭ, подразделяются на электроустановки напряжением до 1000 В и электроустановки напряжением выше 1000 В.

Электротехнические установки напряжением до 1000 В выполняются как с глухо заземлен- ной, так и с изолированной нейтралью, а установки постоянного тока – с глухо заземленной и изолированной нулевой точкой.

Электр. установки напряжением выше 1000 В делятся на установки:

1. с изолированной нейтралью ( напр. до 35 кВ )

2. с нейтралью, включенной на землю через индуктивное сопротивление для компенсации емкостных токов ( напр. до 35 кВ и редко 110 кВ )

3. с глухо заземленной нейтралью ( напр. 110 кВ и выше )

Кр. того, все эти установки подразделяются на установки с малыми токами замыкания на землю ( до 500 А ) и установки с большими токами замыкания на землю ( > 500 А )

По частоте тока приемники ЭЭ делятся на приемники промышленной частоты (50 Гц) и приемники с высокой (выше 10 кГц), повышенной (до 10 кГц) и пониженной (ниже 50 Гц).

Приемники ЭЭ могут быть подразделены на группы по сходству режимов, т.е. по сходству графиков нагрузки:

1-ая группа – Приемники, работающие в режиме с неизменной или мало меняющейся нагрузкой. В этом режиме электрическая машина или аппарат может работать продолжитель- ное время без повышения температуры отдельных частей машины или аппарата свыше допус- тимой (компрессоры, насосы, вентиляторы).

2-ая группа – Приемники, работающие в режиме кратковременной нагрузки. В этом режиме рабочий период машины или аппарата не настолько длителен, чтобы температура отдельных частей могла достигнуть установившегося значения. Период остановки машины настолько длителен, что машина практически успевает охладиться до температуры окружающей среды (ЭП вспомогательных механизмов металлорежущих станков)

3-ая группа – Приемники, работающие в режиме повторно-кратковременной нагрузки. В этом режиме кратковременные рабочие периоды машины чередуются с кратковременными периодами отключения. Относительная продолжительность включения (ПВ) и длительность цикла (ЭД кранов, сварочные аппараты).

2. Характерные приемники электрической энергии.

1. Силовые общепромышленные установки (компрессоры, вентиляторы, насосы и подъемные транспортные устройства). Двигатели компрессоров, вентиляторов, насосов работают примерно в одинаковом режиме ив зав. от мощн. снабжаются ЭЭ от 220 В до 10 кВ.

2. Электрические осветительные установки. Электрические светильники представляют собой однофазную нагрузку, однако благодаря незначительной мощности приемника (не > 2 кВт) в эл. сети при правильной группировке осветительных приборов можно достичь достаточно равномерной нагрузки по фазам. Примен. напряж. от 6 до 220 В.

3. Преобразовательные установки. Для преобразования 3-х фазного тока в постоянный или 3-х фазного тока промышленной частоты 50 Гц в 3-х фазный или однофазный ток пониженной, повышенной или высокой частоты на территории пром. предпр. сооружаются преобразовательные установки.

В зав. от типа преобразователей тока преобр. уст. делятся на:

1. полупроводниковые ПУ

2. ПУ с ртутными выпрямителями

3. ПУ с двигателями-генераторами

4. ПУ с механическими выпрямителями

По своему назначению ПУ служат для питания:

-- двигателей ряда машин и механизмов

-- электролизных ванн

-- внутризаводского электрического транспорта

-- электрофильтров

-- сварочных установок постоянного тока и др.

4. Электродвигатели производственных механизмов. Этот вид приемников встречается на всех пром. предприятиях. Напряжение сети 660 – 380/220 В 50Гц.По надежности электроснабжения эта группа приемников относится ко 2-ой категории.

5. Электрические печи и электротермические установки. По способу превращения ЭЭ в тепловую можно разделить на:

1) печи сопротивления;

2) индукционные печи и установки;

3) дуговые электрические печи;

4) печи со смешанным нагревом

1. Печи сопротивления по способу нагрева подразделяются на печи косвенного действия и печи прямого действия. Нагрев материала в печах косвенного действия происходит за счет тепла, выделяемого нагревательными элементами при прохождении по ним эл. тока. Печи косвенного нагрева являются установками напряжением до 1000 В и питаются от 3-х фазных трансформаторов 380 В 50 Гц.

В печах прямого действия нагрев осуществляется теплом, выделяемым в нагреваемом изделии при прохождении при прохождении по нему эл. тока. Печи выполняются 1 и 3-х фазными мощн. до 3000 кВт; питание осущ. током пром. ч. 50 Гц от сетей 380/220 В или через понижающие трансф. от более высокого напр.

2. Печи и установки индукционного и диэлектрического нагрева: плавильные печи и установки для закалки и сквозного нагрева диэлектриков.

Расплавление металла в данного типа печах осуществляется теплом, возникающим в нем при прохождении индукционного тока.

Плавильные печи изготовляются со стальным сердечником и без него. Печи с сердечником применяются для плавления цветных металлов и их сплавов. Питание печей осущ. напр. 380 В 50 Гц. Печи с сердечником выпускаются 1-, 2- и 3-х фазными мощностью до 2000 кВ∙А.

Печи без сердечника применяются для выплавки высококачественной стали и реже – цветных металлов. Питание напряжением 380 В 50 Гц, и током повышенной частоты 500—10000 Гц; мощн. до 4500 кВ∙А.

3. Дуговые электрические печи: прямого и косвенного нагрева.

Печи прямого действия (сталеплавильные, вакуумные): нагрев и расплавление металла осуществляются теплом, выделяемым электрической дугой, горящей между электродом и расплавляемым металлом. Сталеплавильные печи запитываются напр. 6—110 кВ через понижающие трансформаторы 50 Гц. Мощн. до 45000 кВ∙А.

Вакуумные дуговые печи выполняются мощн. до 2000 кВт. Питание осущ. пост. током напряжением 30-40 В.

Дуговые печи косвенного нагрева применяют для выплавки меди и ее сплавов. Мощн. до 500 кВ∙А. Питание током пром. частоты 50 Гц от спец. печных трансформаторов.

4. Электрические печи со смешанным нагревом: руднотермические и печи.

В руднотермических печах материал нагревается теплом, которое выделяется при прохождении эл. тока по шихте и горении дуги. Печи применяются для получения ферросплавов, корунда, выплавки чугуна, свинца и т.д., мощн. до 100 МВ∙А.

В печах электрошлакового переплава нагрев осуществляется за счет тепла, выделяющегося в шлаке при прохождении по нему тока. Применяется для получения высококачественных сталей и специальных сплавов. Питание осущ. током пром. частоты 50 Гц через понижающие трансформаторы от сетей 6-10 кВ со вторичным напряжением 45-60 В.

6. Электросварочные установки как приемники делятся на установки, работающие на переменном и постоянном токе. Технологически сварка делится на дуговую и контактную, по способу производства работ – на ручную и автоматическую.

Электросварочные агрегаты постоянного тока состоят из двигателя переменного тока и сварочного генератора постоянного тока. При такой системе сварочная нагрузка распределяется по трем фазам в питающей сети переменного тока равномерно, но график ее остается переменным.

Электросварочные агрегаты постоянного тока работают на частоте 50 Гц и представляют собой однофазную нагрузку в виде сварочных трансформаторов для дуговой сварки и сварочных аппаратов контактной сварки. Сварочные установки питаются от сетей напр. 380-220 В.