Потребители Osnovnoy_text

Электрические нагрузки имеют вероятностный характер. Поэто-

му методы определения электрических нагрузок используют неко-

торые положения теории вероятностей и математической статисти-

У

ки. К основным методам определения расчетных нагрузок силовых

электроприемников промышленных предприятий относятся: метод

Т

коэффициентов расчетных нагрузок, коэффициента спроса и уста-

новленной мощности, статистический метод, к вспомогательным -

удельного расхода электроэнергии на единицу продукции и удель-

ной нагрузки на единицу производственной площади.

Расчетные нагрузки электрического освещения при выполнении

светотехнического расчета определяются по коэффициенту спроса

и установленной мощности. Если светотехническийНрасчет не вы-

й

полнялся, то нагрузки освещения рассчитываются по удельной

мощности на единицу производственно

площади.Б

отношени

Однофазные электроприемники, распределенные по фазам с не-

равномерностью не выше

15% по

ю к общей мощности

электроприемников в группе, учитываются в расчетах как трехфаз-

ные электроприемники

то

й же суммарной мощности. При превы-

шении неравномерности в 15% расчетная нагрузка принимается

равной утроенному значению нагрузки наиболее загруженной фазы.

жилы

В данном разделе следует также изучить методы определения

расчетных нагрузок

х и общественных зданий, а также сель-

защиты

скохозяйственных потребителей электроэнергии.

Пиковые нагрузки необходимо уметь определять для выбора

устройств

, расчета потерь напряжения в контактных сетях,

п

оценке размаха изменения напряжения и т.д.

е

Литературао[2, с. 51-60; 4, с. 30-42; 5, с. 23-52; 9, с. 121-149; 11, с.

77-90; 14, с. 66-90].

Р

руктивному исполнению. Провода и кабели, применяемые

в элек-

У

трических сетях напряжением до 1 кВ. Выбор сечений проводников

по допустимому нагреву. Проверка выбранного сечения по условию

Т

соответствия аппарату максимальной токовой защиты. Расчет сило-

вых и осветительных сетей напряжением до 1 кВ по потере напря-

жения.

Н

Б

Методические указания

Основными

электрическими аппаратами в электроустановках

напряжением до 1 кВ являются

й

, пакетные выключатели

и переключатели, контакторы, магнитные пускатели, автоматиче-

рубильники

ские выключатели и плавкие предохранители. С помощью автома-

тических выключателей и предохранителейр

осуществляется защита

электрооборудования электрических сетей от сверхтоков. Сверх-

ток - это ток,

которого

превосходит наибольшее рабочее

значение тока электроустановки.т

При выборе устройств защиты для

предохранителей определяется номинальный ток плавкой вставки, а

для автоматическихзначенивыключателей - номинальный ток расцепителя

и ток уставкизсрабатывания расцепителя при коротком замыкании.

Электрические сети могут быть построены по радиальным, магист-

ральнымо(с применением шинопроводов) или смешанным схемам.

Электрические сети внутри помещений выполняются в виде шино-

п

проводов (магистральных, распределительных, троллейных и осве-

тительных), кабельных линий и электропроводок. В электропровод-

ках используются установочные изолированные провода с защит-

ными оболочками (защищенные) и без оболочек (незащищенные), а

Ртакже небронированные силовые кабели с резиновой или пластмас-

совой изоляцией, в любых оболочках, с площадью сечения фазной

жилы не более

16 мм^. Кабели, не соответствующие выше

приве-

раются также по допустимой потере напряжения.

У

Силовые сети рассчитываются по потере напряжения, если в

здании нет трансформаторной подстанции. Сечения проводников

Т

силовых сетей напряжением до 1 кВ, кроме ответвлений к электро-

приемникам, при времени использования максимальной нагрузки

более 5000 ч в год проверяются также по экономической плотности

тока.

Б

Кабели с пластмассовой изоляцией жил необходимо проверять

по термической стойкости. Минимальное сечение фазных провод-

ников в электрических сетях напряжением до 1 кВНсоставляет 2,5

мм для алюминия и 1,5 мм для меди.

й

Литература [1, с. 182-222; 9, с. 37-46, с. 254-257; 11, с. 133-210].

р

о

установки

6. Электрические осветительныеи

т

Сравнительные характеристики электрических ламп. Области

и

применения электрических ламп различных типов. Характеристика

световых приборов как потребителей электроэнергии.

Методические указания

В осветительныхзустановках в качестве источников света приме-

няются газоразрядные лампы и, при обосновании, лампы накалива-

ния. Перспективнымо

представляется использование для освещения

светодиодных источников света. Основными характеристиками

Р

применяется напряжение 6-230 В промышленной частоты. Коэффи-

циент мощности (созф) для ламп накаливания равен единице, для

У

газоразрядных ламп, работающих с компенсированными пускоре-

гулирующими аппаратами (ПРА), - 0,9-0,95, а с некомпенсирован-

Т

ными ПРА - 0,35-0,5. Следует учитывать, что при работе газораз-

рядных ламп в проводниках сети, в том числе и нулевых, появляют-

ся высшие гармоники тока.

Кратковременные (на несколько секунд) аварийные перерывы в

питании осветительных установок, как правило, допустимы. На

производстве, где длительные погасания источников света недопус-

тимы, применяется резервирование питания. В тех помещениях,Н

где

й

отключение освещения угрожает безопасности людей или требуется

продолжение работы, применяются специальныеБсистемы аварий-

ного освещения.

и

р

Литература [2, с. 23-24; 4, с. 25; 8, с. 34-102].

о

7. Электротехнологические установки

Электрические печи и электротермические установки. Электри-

ческие печи сопротивления косвенного и прямого нагрева. Индук-

ционные плавильныетпечи и установки. Дуговые электрические пе-

чи. Установки дуговой и контактной электросварки. Преобразова-

тельные

ипотребителей электроэнергии. Электролизные

установки.

з

установк

Методические указания

п

Основными электротермическими установками на промышлен-

ных предприятиях являются электрические печи сопротивления

е

(ЭПС), индукционные печи и установки, а также дуговые электри-

ческие печи. Номинальная мощность ЭПС составляет от единиц

Р

киловатт до десятков мегаватт. Их питание осуществляется пере-

нице. Исключение составляют ЭПС с понизительными или регули-

ровочными трансформаторами, а также с тиристорными источни-

У

ками питания, у которых среднее значение cos ф= 0,7-0,9. В зависи-

мости от

технологического процесса

ЭПС работают

в

Т

продолжительном или циклическом режиме. По надежности элек-

троснабжения ЭПС являются электроприемниками первой и второй

категории.

Печи

и установки индукционного

и диэлектрического

на-

грева подразделяются на плавильные печи и установки для закалки

и сквозного нагрева. Плавильные печи с сердечником (канальные

печи), используемые для плавления цветных металловНи их сплавов,

й

имеют мощность от 60 до 6000 кВ- А. Печи питаются током про-

мышленной частоты на напряжени 0,4

0,69БкВ, а при значитель-

и

ной мощности - 6 и 10 кВ. Печи могут быть одно- и трехфазными.

напряжени

канальных печей составляет

Естественный коэффициент мощност

0,2-0,8. Печи без сердечник

(тигельные

печи), применяемые для

о

х сплавов, питаются током

выплавки черных и цветных металлов

промышленной частоты на

и 0,4 кВ и выше, а также то-

т

ком повышенной частоты 500-10000 Гц. Мощность печных транс-

форматоров

и

кВ-А.

Естественный

коэффициент

достигае 20000

мощности печей без сердечника не превышает 0,1 -

0,4. Режим ра-

боты индукционных печей - продолжительный, электрическая на-

грузка - непрерывно-циклическая, переменная.

токо

Индукционные установки для закалки и сквозного нагрева пи-

таются

мзпри частотах от 50 Гц до сотен килогерц. Как прави-

ло, их мощность не превышает 1500 кВт. Установки могут быть од-

нагрев

нотрех фазными. При единичной мощности до 300 кВт установ-

ки

питаются на напряжении 0,4 кВ. Установки диэлектрического

Р

применяются для сушки и клейки древесины, пайки и свар-

тродами и металлом. Этот принцип работы использован в дуговых

сталеплавленных печах (ДСП) и дуговых вакуумных печах (ДВП).

У

Питание ДСП осуществляется на напряжении 6-110 кВ. ДСП пред-

ставляет собой трехэлектродное устройство, получающее

электро-

То

энергию от трехфазного печного трансформатора. Единичная мощ-

ность ДСП достигает 90 МВ-А и более. Нагрузка ДСП является

цикличной, резкопеременной, неравномерной по

фазам.

к экс-

плутационного короткого замыкания превышает

номинальный в

2,5-3,5 раза. Коэффициент мощности ДСП равен 0,85-0,9. Режим

ДСП из-за нелинейности электрической дуги характеризуется неси-

нусоидальностью токов и напряжений. В электрическихНсетях ДСП

дугой

имеются высшие гармоники тока и напряжения. ДВП питаются на

постоянном напряжении

30-40 В. Мощность Бисточников питания

и

ДВП достигает 10 МВ-А. В печах косвенного действия нагревание

металла производится электрической

, горящей между элек-

тродами. Мощность таких печей

сравнительно невелика (до 500

о

кВ-А). Питание осуществляется током промышленной частоты от

печных трансформаторов. П надежности электроснабжения дуго-

вые печи относятся к электроприемникамр

первой и второй катего-

рии.

и

и могут работать на переменном или

Электросварочные

постоянном токе. Электросваркаустановк

подразделяется по технологии на

о

дуговую и контактную, по способу производства работ - на ручную

и автоматическую. Электросварочные агрегаты постоянного тока

п

состоят из двигателязпеременного тока и сварочного генератора по-

лей разнообразных

механизмов и машин, электролизных ванн,

внутризаводского электрического транспорта, сварочных установок

У

постоянного тока, электрофильтров и т.д. Преобразовательные ус-

тановки для электролиза преобразуют ток промышленной частоты

Т

напряжением 6-35 кВ в постоянный ток необходимого по техноло-

гическим условиям напряжения (до 825 В). Мощность силовых

трансформаторов электролизных агрегатов достигаетН40 МВ-А. Ре-

жим работы электролизных установок обеспечивает достаточно

равномерный и симметричный по фазам графикБнагрузки. Коэффи-

циент мощности электролизных установок равен 0,85-0,9. Электро-

лизные установки

должны снабжаться электроэнергией как элек-

й

троприемники первой категории, допускающие кратковременные

перерывы электроснабжения.

и

Преобразовательные

и для внутризаводского транспор-

р

та имеют мощность о сотен до 3000 кВт. Питание их производится

переменным током промышленной частоты напряжением 0,4-35 кВ.

установк

Нагрузка на стороне переменного тока ПУ симметричная по фазам,

но имеет резко переменныйт характер. Электроснабжение должно

осуществляться как электроприемников первой и второй категории,

и

допускающих кратковременные перерывы питания.

Следует отметить,зчто основными источниками высших гармо-

ник тока и напряжения на промышленных предприятиях являются

ое преобразователи. Существенное влияние на несинусои-

дальност напряжения оказывают также дуговые электрические пе-

п

чи и электросварочные установки.

вентильны

Р

вок как потребителей электроэнергии.

У

Методические указания

Т

Компрессоры предназначены для сжатия воздуха, газов и паров

до определенного давления. Для небольших по производительности

компрессорных установок используются поршневые компрессоры с

приводом от тихоходных (94-187 1/мин) синхронных

электродви-

гателей с диапазоном номинальных мощностей от 50 до 9000 кВт.

При большой производительности применяются турбокомпрессорыН

й

мощностью 700-18000 кВт с приводом от быстроходных двигате-

лей. Насосы, используемые для перекачки различныхБ

жидкостей,

и

имеют мощность от долей киловатта до 12,5 МВт. По конструктив-

ному исполнению насосы могут быть центробежными,

поршневы-

ми, шестеренчатыми и роторными. Вентиляторы применяются в

услови

технологических установках, а также для создания необходимых

санитарно-технических

й в производственных помещениях.

Электродвигатели

вентиляторо

рв имеют широкий диапазон мощно-

вентиляторо

сти - от десятков ват

до десятков мегаватт. Двигатели компрессо-

ров, насосов и

в работают в продолжительном режиме

з

(за исключением насосов-дозаторов) и в зависимости от мощности

обеспечиваются электроэнергией на напряжении 0,23-10 кВ. Пита-

о

ние осуществляется током промышленной частоты. Характер на-

грузки, как правило, ровный. Электрическая нагрузка равномерная

и симметричная по фазам. Коэффициент мощности стабилен и име-

т значение 0,8-0,85. Компрессоры, вентиляторы на вредных произ-

водствах, главного проветривания на шахтах, насосы в системах

водоснабженияп

и пожаротушения и т.п. являются электроприемни-

зам. По надежности

электроснабжения

подъемно-транспортные

У

устройства в зависимости от места работы и установки относятся к

электроприемникам первой или второй категории.

Т

Поточно-транспортные системы включают в себя конвейеры,

транспортеры, рольганги, нории, шнеки и т. д. Мощности приводов

указанных транспортирующих механизмов обычно не превосходят

20-40 кВт. Питание, как правило,

осуществляется на

напряжении

Б

0,4 кВ переменным током при частоте 50 Гц. Режим работы дли-

тельный. Категория по надежности электроснабжения механизмов

поточно-транспортных систем зависит от технологическогоНпроцес-

й

са. Расположение механизмов постоянное.

и

Литература [3, с. 66-72; 4, с. 14-15].

р

9. Промышленные приемники

потребители электроэнергии

о

с электродвигателями

Машиностроение, станкостроение, металлообработка, деревооб-

работка. Черная

металлургия

. Горнодобывающая промышленность.

Нефтепромыслы,

а и

нефтепереработка.

Химическая

промышленность. нефтедобычБумажно-целлюлозная

промышленность.

Про-

мышленность строительных материалов. Легкая промышленность.

п

зМетодические указания

В машиностроении,о

станкостроении и металлообработке ос-

новными электроприемниками с электродвигателями являются ме-

Р

таллорежущие станки, а также кузнечно-штамповочные машины и

прессы. К металлорежущим станкам относятся токарные, фрезер-

ные, сверлильные, строгальные и шлифовальные. Мощности

при-

ния может также применяться напряжение 690 В. Режим работы

У

станков весьма разнообразный. Для некоторых станков характерны

частые пуски, остановки и реверсы. Коэффициент мощности на-

грузки металлорежущих станков 0,4-0,65.

Т

По надежности электроснабжения станки, в основном, относятся

к электроприемникам второй или третьей категории. Исключение

составляют некоторые крупные станки, обрабатывающие уникаль-

ные детали и являющиеся электроприемниками первой категории.

Расположение металлорежущих станков является нестабильным.

К кузнечно-штамповочным

машинам и прессам Нотносится обо-

й

рудование, предназначенное для ковки и штамповки металлов в го-

рячем и холодном

состоянии. КривошипныеБпрессы холодной

и

штамповки имеют мощность электропривода в диапазоне от 2 до

при частоте 50 Гц на напряжениипрессы0,4, 0,63, 6 и 10 кВ.

180 кВт, горячей штамповки -

от 28 до 500 кВт. Наиболее мощны-

ми являются гидравлические

, работающие от насосно-

о

аккумуляторных станций. Мощност двигателей составляют 250-

1500 кВт. Питание осуществляется переменным трехфазным током

для электрическогонагрузкииндукционного нагрева металла мощности до

Режим работы кузнечно-штамповочных машин и прессов харак-

теризуется чередованием холостых ходов с кратковременными

толчками ударной

т. Среднее значение коэффициента мощ-

о

ности составляет 0,65. Иногда ковочные машины имеют установку

п

500 кВ-А. П знадежности электроснабжения кузнечноштамповоч-

ные машины и прессы относятся ко второй категории.

В деревообработке при первичной обработке древесины приме-

няются механизмы (лесопильные рамы, электропилы и др.) мощно-

Р