1.Потребители электрической энергии: определение, классификация (по на-дежности электроснабжения, режимам работы, роду тока, мощности, частоте напряжения)

Потребителем электрической энергии называется электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории. Прием­ником электрической энергии (электроприемником) называется аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.

Систематизацию потребителей электроэнергии, а следовательно, и их нагрузок осуществляют обычно по следующим основным экс­плуатационно-техническим признакам: производственному назначе­нию; производственным связям; режимам работы; мощности и на­пряжению; роду тока, требуемой степени надежности питания; тер­риториальному размещению; плотности нагрузки; стабильности расположения электроприемников. Однако при определении электриче­ских нагрузок промышленного предприятия достаточно системати­зировать потребителей электроэнергии по режимам работы,

мощности, напряжению, роду тока и требуемой степени надежности пи­тания, считая остальные признаки вспомогательными.

По режимам работы все потребители электроэнергии можно распределить на ряд групп, для которых предусматриваются три режима работы: продолжительный, при котором электрические машины могут работать длительное время, причем превышение тем­пературы отдельных частей машины не выходит за пределы, уста­навливаемые стандартом; кратковременный, при котором рабочий период не настолько длителен, чтобы температуры отдельных частей машины могли достигнуть установившегося значения, период же остановки машины настолько длителен, что машина успевает охла­диться до температуры окружающей среды, повторно-кратковремен­ный, при котором рабочие периоды чередуются с периодами пауз, а длительность всего цикла не превышает 10 мин. При этом нагрев не превосходит допустимого, а охлаждение не достигает темпера­туры окружающей среды.

Анализ режимов работы потребителей электроэнергии промыш­ленных предприятий показывает, что в продолжительном режиме работает большинство электродвигателей, обслуживающих основ­ные технологические агрегаты и механизмы. Длительно, без отклю­чения, от нескольких часов до нескольких смен подряд, с достаточно высокой, неизменной или маломеняющейся нагрузкой работают электроприводы вентиляторов, насосов, компрессоров, преобразова­телей, механизмов непрерывного транспорта и т, п. Длительно, но с переменной нагрузкой и кратковременными отключениями, за время которых электродвигатель не успевает охладиться до тем­пературы окружающей среды, а длительность циклов превышает 10 мин, работают электродвигатели, обслуживающие станки хо­лодной обработки металлов, деревообрабатывающие станки, спе­циальные механизмы литейных цехов, молоты, прессы и ковочные машины кузнечно-прессовых цехов.

В кратковременном режиме работает подавляющее большинство электроприводов вспомогательных механизмов металлорежущих станков, а также механизмов для открывания фрамуг, гидравличе­ских затворов, всякого рода заслонок и т. п.

В повторно-кратковременном режиме работают электродвигате­ли мостовых кранов, тельферов, подъемников и аналогичных им установок, вспомогательных и некоторых главных приводов прокат­ных цехов. К этой группе относятся и сварочные аппараты, рабо­тающие с постоянными большими бросками мощности.

Самостоятельную группу электроприемников составляют нагре­вательные аппараты и электропечи, работающие в продолжитель­ном режиме с постоянной или маломеняющейся нагрузкой, и элек­трическое освещение, отличительной особенностью режима работы которого является резкое изменение нагрузки почти от нуля до мак­симума в зависимости от времени суток и постоянство нагрузки во все время, когда освещение включено.

По мощности и напряжению все потребители элек­троэнергии можно разделить на две группы:

потребители большой мощности (80—100 кВт и выше) на напряжение 3—6—10 кВ, получающие питание непосредственно от сети 3—6—10 кВ. К этой группе относятся мощные печи сопротивления и дуговые печи для плавки черных и цветных металлов, питаемые через собственные трансформаторы;

потребители малой и средней мощности (ниже 80—100 кВт), питание которых возможно и экономически целесообразно только на напряжении 380—660 В.

По роду тока все потребители электроэнергии можно раз­делить на три группы: работающие от сети переменного тока нор­мальной промышленной частоты (50 Гц), работающие от сети пе­ременного тока повышенной или пониженной частоты и работаю­щие от сети постоянного тока. Основной род тока, на котором работают электроустановки промышленных предприятий, — перемен­ный трехфазный ток частотой 50 Гц.

Отдельные потребители электроэнергии (электроинструмент, специальные станки в деревообрабатывающих цехах, ряд шлифо­вальных станков в подшипниковой промышленности и др.) исполь­зуют для питания высокоскоростных электродвигателей токи по­вышенной частоты (180—400 Гц). Установки индукционного и диэлектрического нагрева требуют токов повышенных и высоких частот, получаемых от машинных (до частот 10 000 Гц) и электрон­ных (свыше 10 000 Гц) генераторов.

Для ряда производственных механизмов необходимы широкое регулирование скорости, поддержание постоянства скорости техно­логического процесса, повышенный перегрузочный момент при пов­торно-кратковременном режиме работы, частое реверсирование, быстрые разгоны и торможения, что вызывает необходимость при­менения электродвигателей постоянного тока для электроприводов этих механизмов. Цехи электролиза, электролитического получения металлов, гальванические цехи и некоторые виды электросварки требуют также постоянного тока.

Поэтому при построении схемы электроснабжения промышлен­ного предприятия приходится считаться с наличием на предприятии потребителей постоянного тока и токов высокой частоты и, следова­тельно, предусматривать специальные преобразовательные установ­ки для питания этих потребителей и для обслуживания отдельных электроустановок или их групп. При незначительном числе и не­большой мощности отдельных потребителей постоянного тока или токов высокой частоты, а также при их разбросанности по терри­тории цехов у каждого из этих потребителей устанавливают ин­дивидуальные преобразовательные агрегаты. Их устанавливают и у

мощных электроприводов, управление которыми производится по специальным схемам. При достаточно большом числе и большой суммарной мощности потребителей предусматриваются централизо­ванные преобразовательные подстанции со статическими полупро­водниковыми выпрямителями или двигатель-генераторами. В систе­ме электроснабжения предприятия эти преобразователи электро­энергии являются потребителями переменного тока.