Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки

электроприводы перемещения тележек и подачи сварочной проволоки (у автоматов и полуавтоматов), коммутационная, защитная и управляющая ап­паратура, устройства для поджигания и стабилизации дуги. Применяются сле­дующие ИП: постоянного тока (электромашинные преобразователи, выпря­мители и передвижные сварочные подстанции) и переменного тока (одно- и трехфазные трансформаторы).

Сварочное оборудование для контактной электросварки также питается пе­ременным или постоянным током. При ИП постоянного тока сварочная на­грузка распределяется по трем фазам питающей сети равномерно, но график ее остается неравномерным. Коэффициент мощности таких установок при номинальной нагрузке составляет 0,7—0,8; на холостом ходу он снижается до 0,4. Электросварочные установки переменного тока имеют однофазную на­грузку в виде сварочных трансформаторов для дуговой сварки и сварочных аппаратов контактной сварки.

Сварка на переменном токе представляет собой однофазную нагрузку с не­равномерной загрузкой фаз и низким coscp (0,3—0,35 для дуговой и 0,4—0,7 для контактной сварки).

К специальным видам сварочных установок относят: высокочастотные, плазменные, электрошлаковые, лазерные, электронно-лучевые.

Широкое распространение получили высокочастотные сварочные установ­ки: в производстве сварных труб, оболочек электрических кабелей, при изго­товлении различных профилей. Этот вид сварки обладает меньшей энергоем­костью, чем дуговая и контактная сварки, и не имеет ограничений по скорости выполнения работ. Высокочастотная сварка труб осуществляется на трубоэлектросварочных станах (ТЭС) с использованием различного электро­оборудования с установленной мощностью до 50 МВт, напряжение питающей сети 6, 10 кВ.

Электрохимические и электролизные установки (электролитические ванны для электролиза воды, растворов, расплавов цветных металлов; установки эле­ктрохимических процессов в газе; ванны для гальванических покрытий: омед­нения, никелирования, хромирования, оцинкования и т. д.) работают на по­стоянном токе, который получают от преобразовательных подстанций, выпрямляющих трехфазный переменный ток. Электролитический процесс требует постоянства выпрямленного тока, для чего необходимо регулирование напряжения. Коэффициент мощности установок 0,8—0,9. По условиям рабо­ты электролизов допускается перерыв электроснабжения на несколько минут (иногда часов). Но из-за обратного перемещения металла в раствор ванны, обусловленного обратной ЭДС в электролизах, получается недовыпуск про­дукции и перерасход электроэнергии. Мощность одной электролизной серии 100-133 МВт.

Установки электростатического поля применяют для создания направлен­ного движения капель при выполнении, например, электроокраски, для улав­ливания твердых взвешенных частиц в газе с помощью электрофильтров (очи­стка дымовых газов), для разделения смесей жидкости и газа, различающихся

3.1. Характерные электроприемники

103

по размерам и электропроводимости. Питание установок электрополя произ­водится от сети 0,4 кВ, но внутри установки напряжение повышается. Мощ­ность установки составляет сотни киловатт.

Установки электрического освещения с лампами накаливания, люминес­центными, ртутными, натриевыми, ксеноновыми лампами применяются на всех предприятиях для внутреннего и наружного освещения (см. гл. 15).

Не каждое производство (хозяйство) требует сооружения своей ГПП. Мощность части из них (свойство неформализуемости и неопределенности понятия) обеспечивается электроснабжением от 4УР и даже от ЗУР. Из-за це-нологических свойств теоретически нельзя обеспечить соответствие схемы электроснабжения административному делению завода (схема во времени ме­няется реже и меньше, чем технологические инновации и административные преобразования). Схему следует ориентировать на соответствие требованиям технологии (особенно следует рассматривать различные режимы). Для круп­ных заводов вместе с технологическими производствами (и крупными цеха­ми) обычно сооружается ГПП, а в цехах, как правило, сооружаются РП 10 кВ.

Можно условно принять, что завод в целом соотносится с 6УР и парамет­рически описывается основными электрическими показателями, производст­во можно соотнести с 5УР, цех — с 4УР, отделение — с ЗУР, участок — с 2УР. Подчеркнем, что по электроснабжению характерны потребители 5УР и 4УР, специфические для каждой отрасли народного хозяйства. Вопросы электро­снабжения нового производства решаются при отсутствии данных по каждо­му электроприемнику 1УР и данных по щитам 2УР.

Учет параметров электропотребления осуществляют для предприятий, про­изводств, цехов, реже — для отделений. Для щитов 2УР учет электроэнергии в большинстве случаев экономически не оправдан, а сравнение различных шкафов по их загрузке не имеет физического смысла из-за несовпадения но­минальных данных электроприемников и их режимов.

Электроприемники 1УР для целей электроснабжения могут быть разбиты на характерные группы. Механические нагрузки приводов оценивают по зна­чениям сил и моментов, действующих на рабочий орган, элементы механиз­ма и вал двигателя, в общем случае нагрузки зависят от скорости, пути и вре­мени. При вращательном движении момент нагрузки

М = /(со, В, t), (3.1)

где со — угловая скорость рассматриваемого элемента привода; Э — его угло­вое положение; t — время.

При поступательном движении действующее усилие нагрузки

F=q>(v,s,f), (3.2)

где v — скорость поступательного движения рассматриваемого элемента при­вода; s — путь или его линейная координата.

104