Характеристики основных электроприемников
Электрические сети сооружаются для передачи энергии от ЭС к потребите-лям. Требуемая этими потребителями мощность определяет электрическую на-грузку сети. От характера нагрузки зависят требования, которые предъявляются к электрической сети.
Все потребители электроэнергии условно делятся на следующие группы:
· коммунально-бытовые;
· промышленные;
· электрифицированный транспорт;
· производственные потребители сельского хозяйства;
· прочие потребители.
К коммунально-бытовым относятся освещение жилых долов и обществен-ных зданий, двигатели лифтов, холодильников, технологическое оборудование предприятий общественного питания и учреждений бытового обслуживания.
К промышленным электроприемникам относятся электродвигатели,освети-тельные приборы, электротермические установки, выпрямительные установки для преобразования переменного тока в постоянный.
Нагрузка тяговых ПС железной дороги, тяговых выпрямительных ПС трам-ваев, троллейбусов, метро относится к электрифицированному транспорту.
К производственным потребителям сельского хозяйства относится обору-
дование животноводческих ферм, мельниц, предприятий по переработке сельско-хозяйственной продукции.
К прочим потребителям относятся насосные установки водопровода и кана-лизации, компрессорные станции.
В зависимости от эксплуатационно-технических признаков все электро-приемники делятся:
· по режимам работы;
· по мощности и напряжению;
· по роду тока;
· по степени надежности.
По режимам работы различают электроприемники:
· с продолжительно неизменной или маломеняющейся нагрузкой. Характе-ризуюся тем, что длительно работают без превышения длительно допу-
стимой температуры. Сюда относятся электродвигатели насосов, вентиля-торов;
· с кратковременной нагрузкой. При работе электроприемников их темпера-тура ниже длительно допустимой температуры, а за время останова токо-ведущие части остывают до температуры окружающей среды. Сюда отно-сятся большинство электроприводов металлорежущих станков;
· с повторно-кратковременной нагрузкой. Длительность цикла “включение– отключение” не превышает 10 минут. При работе электроприемников их температура ниже длительно допустимой температуры, а за время остано-ва токоведущие части не остывают до температуры окружающей среды;
· нагревательные аппараты, работающие в продолжительном режиме с практически постоянной нагрузкой;
· электрическое освещение. Электроприемники характеризуются резким изменением нагрузки.
По мощности и напряжению различают электроприемники:
· большой мощности (80 – 100 кВт и больше) напряжением 6 – 10 кВ. Например, печи;
· малой и средней мощности (менее 80 кВт) напряжением 380 – 660 В.
По роду тока различают электроприемники:
· переменного тока промышленной частоты;
· переменного тока повышенной или пониженной частоты;
· постоянного тока.
Степень надежности электроприемников устанавливается в зависимости отпоследствий, которые имеют место при внезапном перерыве в электроснабжении. Различают электроприемники:
· I категории. Перерыв в электроснабжении таких потребителей связан с опасностью для жизни людей, значительным ущербом экономики госу-дарства, повреждением оборудования, массовым браком продукции. К по-требителям I категории надежности относятся шахты, железные дороги, доменные и электролизные цеха, метро, стадионы, городские потребители общей нагрузкой более 10 МВ·А. Питание потребителей I категории надежности должно осуществляться от двух независимых источников пи-тания. Независимыми считаются источники потеря напряжения на одном из которых по любой причине не приводит к потере напряжения на дру-гом. Две системы шин считаются независимыми источниками питания. Среди потребителей I категории надежности выделяют особую группу электроприемников. К ней относят электроприемники, для которых бес-перебойное электроснабжение необходимо для безаварийного останова производства, связанного с возможностью возникновения пожаров, взры-вов, гибелью людей. Для них необходимо предусмотреть три независимых источника питания. Это – операционные больниц, химическое производ-
ство. Перерыв в электроснабжении потребителей I категории надежности допускается на время автоматического переключения на резервное пита-ние;
· II категории. Перерыв в электроснабжении таких потребителей связан с массовым недоотпуском продукции, простоем рабочих, механизмов, про-мышленного транспорта, нарушением нормальной жизнедеятельности значительного количества городских жителей. К потребителям II катего-рии надежности относятся крупные магазины, предприятия легкой про-мышленности, здания высотой более 5 этажей, многоквартирные дома с электроплитами, учебные заведения, группы потребителей с общей нагрузкой от 300 до 1000 кВ·А. Рекомендуется питание от двух независи-мых источников питания. Допускается питание от одного источника пита-ния и от одного трансформатора при наличии резерва по вторичной сто-роне. Допускается перерыв в электроснабжении на время переключений по вводу резервного питания дежурным персоналом. Длительность ре-монта не должна превышать одни сутки;
· III категории. К ним относятся все неответственные потребители: неболь-шие жилые поселки, здания до пяти этажей. Перерыв в электроснабжении таких потребителей допускается на время до одних суток.
Графики нагрузки электроприемников
Свойства электроприемников, включенных в сеть, обусловливают характер нагрузки и ее технико – экономические показатели, оказывают непосредственное влияние на качество электроэнергии. Например, электроприемники, создающие неравномерные по фазам нагрузки, вызывают несимметрию тока и напряжения. Или электроприемники с резкопеременной толчковой нагрузкой создают в сетях колебания напряжения. Это вызывает мигание ламп, отказ от работы электронной аппаратуры, ухудшение работы электродвигателей.
Для нормальной работы сетей, улучшения их технико – экономических пока-зателей принимаются различные технические меры. Например, раздельное пита-ние силовых и осветительных электроприемников.
Таким образом, особенности работы электроприемников должны учитывать-ся при проектировании, анализе режимов, в эксплуатации сетей.
Потребление электроэнергии зависит от назначения электроприемника, ре-жима его работы, времени работы и многих других факторов. Процесс потребле-ния электроэнергии во времени отражается графиками нагрузки.
По виду фиксируемого параметра различают графики активной, реактивной, полной (кажущейся) мощности и тока электроприемника.
Графики отражают изменение нагрузки за определенный период времени. По этому признаку их подразделяют на суточные (24 ч), сезонные и годовые.
Фактический график нагрузки электроприемника может быть получен с по-мощью регистрирующих приборов, которые фиксируют изменение соответству-ющего параметра во времени. Очертания суточных графиков нагрузки одного и того же электроприемника меняются в зависимости от того, рассматриваются ра-
бочие сутки или выходные дни, от времени года. На его очертание влияет и мно-жество случайных факторов. Поэтому одним суточным графиком нагрузки нельзя охарактеризовать работу электроприемника.
Для удобства расчетов реально снятый график заменяют ступенчатым. Обычно для каждого потребителя дается несколько суточных графиков, которые характеризуют его работу в разное время года и в разные дни недели. Это графи-ки зимних и летних суток для рабочих дней, график выходного дня. Основным является зимний график рабочего дня. Его максимальная нагрузка принимается за 100%, а ординаты всех остальных графиков задаются в процентах именно от этого значения.
По графикам однотипных предприятий получают типовые графики нагрузки, которые приводятся в справочной литературе.
При отсутствии графиков реактивной мощности, их можно получить из гра-фиков активной мощности:
Qmax = Pmax tgjmax ,
где tgjmax -определяется по значению cosφmax, которое задается как исход-
ный параметр для каждого потребителя.
По суточным графикам нагрузки строят годовые графики нагрузки по про-должительности. Нагрузки на графике располагают в порядке их убывания от Рmax до Рmin (см. рис. 6.1).
| График по продолжительности нагрузок применяют в расчетах технико – | |||||||||||||
| % | P | экономических показателей уста- | |||||||||||
| новки, расчетах потерь электро- | |||||||||||||
| энергии, при оценке использования | |||||||||||||
| оборудования в течении года. | |||||||||||||
| Площадь, ограниченная кривой | |||||||||||||
| графика активной нагрузки, чис- | |||||||||||||
| t | ленно равна энергии, потребленной | ||||||||||||
| электроприемником за год: | |||||||||||||
| 8760ч | |||||||||||||
| Рисунок 6.1 – Годовой график по | Wп=åPi × Dti , |
продолжительности.
где Рі – мощность і-й ступени
графика;
ti –продолжительность ступени.Средняя нагрузка за год равна:
Рср= Wп/ 8760.
Степень неравномерности графика работы установки оценивают коэффици-ентом заполнения:
| W | Pср | ||||
| kзп= | п | = | . | ||
| Pmax×8760 | Pmax | ||||
Коэффициент заполнения графика показывает, во сколько раз потребленное количество электроэнергии меньше того количества энергии, которое было бы потреблено, если бы нагрузка установки все время была максимальной. Очевидно, чем равномернее график, тем значение коэффициента заполнения ближе к едини-це.
Для характеристики графика пользуются временем использования макси-мальной нагрузки Tmax. Это время, в течение которого при работе установки с максимальной нагрузкой из сети потребляется такое же количество электроэнер-гии, что и по реальному графику нагрузки. Значение Tmax можно рассчитать сле-дующим образом:
Tmax= Wп/ Рmax.
Значения Tmax для различных потребителей приводится в справочной литературе.
Лекция № 7