Реферат: Электрические приемники: классификация, основные виды

1) с изолированной нейтралью (напряжения до 35 кВ);

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

3) с эффективно заземленной нейтралью (напряжения 110 - 150 кВ)

4) с глухо заземленной нейтралью (напряжение 220 кВ и выше).

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

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

Большинство приемников использует электрическую энергию нормальной промышленной частоты. Установки высокой и повышен­ной частоты применяются для нагрева под закалку, ковку и штам­повку металлов, а также для плавки металлов. К приемникам с повышенной частотой относятся, например, электрические двига­тели в текстильной промышленности при производстве искусствен­ного шелка (частота 133 Гц).

Для преобразования переменного тока промышленной частоты в токи высокой и повышенной частоты служат двигатели-генерторы (электромашинные преобразователи), а также тиристорные или ионные преобразователи. Для получения повышенной частоты до 10 кГц применяют преимущественно тиристорные преобразователи (инверторы). Для получения частот 10 кГц и выше применяются ламповые генераторы. От ионных генераторов можно получать до 2800 Гц. К приемникам с пониженной частотой относятся коллектор­ные электродвигатели, применяемые для транспортных целей (16 2/3 Гц), перемешиватели жидкого металла (до 25 Гц) и индукцион­ные нагревательные устройства для отливки крупных деталей. Переменный ток пониженной частоты в промышленных установках широкого применения не имеет.

Приемники электрической энергии могут быть подразделены на группы по сходству режимов, т.е. по сходству графиков нагрузки. Деление потребителей на группы позволяет более точно находить суммарную электрическую нагрузку.

Различают три характерные группы приемников:

1. Приемники, работающие в режиме с продолжительно неиз­менной или мало меняющейся нагрузкой. В этом режиме электриче­ская машина или аппарат может работать продолжительное время без повышения температуры отдельных частей машины или аппарата свыше допустимой. Примерами приемников, работающих в этом ре­жиме, являются электродвигатели компрессоров, насосов, вентиля­торов и т. п.

2. Приемники, работающие в режиме кратковременной нагрузки. В этом режиме рабочий период машины или аппарата не настолько длителен, чтобы температура отдельных частей машины или аппа­рата могла достигнуть установившегося значения. Период остановки машины или аппарата настолько длителен, что машина практически успевает охладиться до температуры окружающей среды. Приме­рами данной группы приемников являются электродвигатели элек­троприводов вспомогательных механизмов металлорежущих станков (механизмы подъема поперечины, зажимы колонн, двигатели быстро­го перемещения суппортов и др.), гидравлических затворов и т. п.

3. Приемники, работающие в режиме повторно-кратковременной нагрузки. В этом режиме кратковременные рабочие периоды ма­шины или аппарата чередуются с кратковременными периодами отключения. Повторно-кратковременный режим работы характери­зуется относительной продолжительностью включения (ПВ) и дли­тельностью цикла. В повторно-кратковременном режиме электриче­ская машина или аппарат может работать с допустимой для них относительной продолжительностью включения неограниченное вре­мя, причем превышение температур отдельных частей машины или аппарата не выйдет за пределы допустимых значений. Примером этой группы приемников являются электродвигатели кранов, сва­рочные аппараты и т. п.

Для перечисленных выше режимов работы приемников в соот­ветствии с ГОСТ 183-74 электропромышленность выпускает электро­двигатели, рассчитанные на указанные условия работы.

В действительности график нагрузки каждого приемника отли­чается от заданного при проектировании. На режим работы прием­ника влияют технологические особенности каждой отрасли про­мышленности. График нагрузки приемника является основным пока­зателем, по которому его следует классифицировать.

Кроме разделения потребителей по режимам работы следует учитывать несимметричность нагрузки или неравномерность за­грузки фаз. К симметричным нагрузкам относятся электродвига­тели и трехфазные печи. К несимметричным нагрузкам (одно- и двухфазным) следует отнести электрическое освещение, однофазные к двухфазные печи, однофазные сварочные трансформаторы и т. п. в том случае, когда распределить их симметрично по фазам не удается.

1.1 Надежность (бесперебойность) питания

С точки зрения обеспе­чения надежного и бесперебойного питания, приемники электри­ческой энергии делятся на четыре категории:

Особая категория — приемники, перерыв в электроснабже­нии которых недопустим.

1-я категория — приемники, перерыв в электроснабже­нии которых может повлечь за собой опасность для жизни людей или значительный материальный ущерб, связанный с повреждением обо­рудования, массовым браком продукции или длительным расстрой­ством сложного технологического процесса производства.

2-я категория — приемники, перерыв в электроснабже­нии которых связан с существенным недоотпуском продукция, про­стоем людей, механизмов, промышленного транспорта.

3-я категория — приемники, не подходящие под опреде­ления 1-й и 2-й категорий (например, приемники второстепенных цехов, не определяющих технологический процесс основного про­изводства).

Вопрос о надежности электроснабжения потребителей связан с числом источников питания, схемой электроснабжения и катего­рией потребителей. Приемники 1-й категории должны иметь не менее двух независимых источников питания. Приемники 2-й кате­гории могут иметь один-два источника питания (решается конкрет­но в зависимости от значения, которое имеет данное промышленное предприятие в народном хозяйстве страны, и местных условий). Приемники 3-й категории, как правило, могут иметь один источ­ник питания, но если по местным условиям можно обеспечить пита­ние без существенных затрат и от второго источника, то приме­няется резервирование питания и для этой категории приемников.

2 ХАРАКТЕРНЫЕ ПРИЕМНИКИ электрической ЭНЕРГИИ

2.1 Силовые общепромышленные установки

К этой группе прием­ников относятся компрессоры, вентиляторы, насосы и подъемно-транспортные устройства.

Двигатели компрессоров, вентиляторов и насосов работают при­мерно в одинаковом режиме и в зави­симости от мощности снабжаются электрической энергией па напряжении от 0,22 до 10 кВ. Мощность таких установок изменяется в очень широком диапазоне от долей единицы до тысяч киловатт. Питание двигателей производится током промышленной частоты 50 Гц. Характер нагрузки, как правило, ровный, особенно для мощ­ных установок. Перерыв в электроснабжении чаще всего недопустим и может повлечь за собой опасность для жизни людей, серьезное нарушение технологического процесса или повреждение оборудова­ния. Например, прекращение подачи сжатого воздуха на машино­строительном заводе, где режущий инструмент крепится при по­мощи пневматических устройств, может вызвать ранения обслужи­вающего персонала. Прекращение электроснабжения насосной станции на металлургическом заводе может вывести из строя та­кую ответственную установку, как доменная печь, и причинить крупные убытки. Последствия отключения насосных установок во время пожара не нуждаются в пояснениях. В ряде цехов прекраще­ние питания двигателей вентиляторов может вызвать массовые отравления работающего персонала. Таких примеров можно при­вести большое количество. В указанных случаях установки следует относить к потребителям 1-й категории.