Elektrienergia vastuvõtjad

Elektrienergia vastuvõtja (elektrivastuvõtja) on aparaat, üksus, mehhanism, mis on mõeldud elektrienergia muundamine erinevat tüüpi energias (sh elektrienergia, vastavalt muudele parameetritele), et seda kasutada.

Tehnoloogilise otstarbe järgi klassifitseeritakse need sõltuvalt energia tüübist, milleks see vastuvõtja elektrienergia muundab, eelkõige:

• masinate ja mehhanismide ajamite mehhanismid;

• elektrotermilised ja elektrijaamad;

• elektrokeemilised paigaldised;

• elektroodi asteenia paigaldamine;

• elektrostaatiliste ja elektromagnetväljade paigaldised,

• elektrofiltrid;

• sädemetöötlusseadmed;

• Elektroonilised ja arvutusmasinad;

• tootekontrolli- ja testimisseadmed.

Elektrienergia kasutaja, mida nimetatakse elektrivastuvõtjaks või elektrivastuvõtjate rühmaks, mida ühendab tehnoloogiline protsess ja mis asub teatud piirkonnas.

Föderaalseadus "Energia kohta" määratleb elektri- ja soojusenergia tarbijana isikut, kes ostab seda oma majapidamise või tööstuslikuks tarbeks, ja elektritööstuse subjektid - "elektrienergia valdkonnas tegutsevad isikud, sealhulgas elektri- ja soojusenergia tootmine, tarbijate varustamine energiaga "elektri ülekandel, operatiivne dispetšerkontroll elektritööstuses, elektri müük, elektri ostu-müügi korraldamine".

Elektritarbijate klassifikatsioon elektrivarustuse töökindluse tagamiseks

Toiteallika töökindluse tagamiseks jagatakse elektrienergia tarbijad kolme järgmisesse kategooriasse:

I kategooria elektrivastuvõtjad - elektrivastuvõtjad, mille toitekatkestus võib põhjustada: ohtu inimeste elule, olulist kahju rahvamajandusele, kahju kallitele põhiseadmetele, massilisi tootedefekte, keeruka tehnoloogilise protsessi katkemist, kogukonna majanduse eriti oluliste elementide toimimise häirimine.

Koosseisust 1. kategooria elektrilised vastuvõtjad eristatakse spetsiaalset elektrivastuvõtjate rühma, mille pidev töötamine on vajalik tootmise tõrgeteta seiskamiseks, et vältida ohte inimeste elule, plahvatusi, tulekahjusid ja kallite põhiseadmete kahjustusi.

II kategooria elektrivastuvõtjad - elektrivastuvõtjad, mille toitekatkestus põhjustab massilist toodete puudust, töötajate, mehhanismide ja tööstustranspordi massilisi katkestusi, märkimisväärse hulga linnade ja maapiirkondade elanike tavapäraseid häireid. alad.

III kategooria elektrivastuvõtjad — kõik muud elektrivastuvõtjad, mis ei vasta I ja II kategooria määratlustele. Need on abitöökodade vastuvõtjad, toodete mitteseeriatootmine jne.

I kategooria elektrivastuvõtjad peavad olema varustatud elektriga kahest üksteisest sõltumatust, teineteisest üleliigsest toiteallikast ning nende toiteallika katkemist elektrikatkestuse korral ühest toiteallikast saab lubada ainult elektrivarustuse automaatse taastumise ajaks. I kategooria elektritarbijate erirühma varustamiseks tuleb varustada lisatoide kolmandast sõltumatust, vastastikku üleliigsest toiteallikast.

Elektrivastuvõtjate kategooria õigeks kindlaksmääramiseks on vaja hinnata avarii tõenäosust toitesüsteemi sektsioonides, määrata nende õnnetuste tagajärjel tekkinud võimalikud tagajärjed ja materiaalne kahju. Elektriliste vastuvõtjate kategooria määramisel ei tohiks üle hinnata erinevate elektrivastuvõtjate rühmade jaoks vajaliku pideva võimsuse kategooriat. Esimese kategooria elektriliste vastuvõtjate määramisel võetakse arvesse tehnoloogilist reservi, teise puhul - tootmise nihkumist.

Elektrienergia vastuvõtjate klassifikatsioon

Elektritarbijaid iseloomustavad:

1.elektriliste vastuvõtjate installeeritud koguvõimsus;

2. majandusharusse kuulumisega (nt põllumajandus);

3. tariifirühmade kaupa;

4. energiateenuste kategooriate kaupa.

Elektrit tootvad, muundavad, jaotavad ja tarbivad elektripaigaldised jagunevad pingetaseme järgi elektripaigaldisteks pingega üle 1 kV ja kuni 1 kV (alalisvooluga elektripaigaldistel - kuni 1,5 kV). Kuni 1 kV vahelduvvoolu pingega elektripaigaldised teostatakse kindlalt maandatud nulliga ja kõrgendatud ohutusnõuete tingimustes isoleeritud nulliga (turbakaevandused, söekaevandused, mobiilsed elektripaigaldised jne).

Üle 1 kV paigaldised jagunevad paigaldisteks:

1) isoleeritud nulliga (pinge 35 kV ja madalam);

2) kompenseeritud nulliga (ühendatud maapinnaga induktiivse takistusega mahtuvusvoolude kompenseerimiseks), kasutatakse kuni 35 kV ja harva 110 kV pingega võrkude jaoks;

3) pimemaandatud nulliga (pinge 110 kV ja rohkem).

Voolu olemuse järgi saab kõik võrgust töötavad elektrivastuvõtjad jagada vahelduvvooluga elektrilisteks vastuvõtjateks tööstusliku sagedusega 50 Hz (mõnes riigis kasutatakse 60 Hz), suurendatud või vähendatud sagedusega vahelduvvooluga ja alalisvooluga. .

Enamik tööstuslike elektritarbijate elektritarbijatest töötab kolmefaasilisel vahelduvvoolul sagedusega 50 Hz.

Kasutatakse suurendatud sageduse seadeid:

• soojendamiseks karastamiseks, metalli stantsimiseks, mikrolaineahjudele jne;

• tehnoloogiates, kus on vajalik elektrimootori suur pöörlemiskiirus (tekstiilitööstus, puidutöötlemine, lennukiehituses kaasaskantavad elektritööriistad) jne.

Kuni 10 000 Hz sageduse saamiseks kasutatakse türistormuundureid, sagedustel üle 10 000 Hz kasutage elektroonilised generaatorid.

Madalsageduslikke elektrivastuvõtjaid kasutatakse transpordiseadmetes, näiteks valtspinkides (f = 16,6 Hz), metallisegamisseadmetes ahjudes (f = 0 ... 25 Hz). Lisaks kasutatakse induktsioonkütteseadmetes vähendatud pingesagedust.

Tööstuslike (50 Hz) ja suurendatud (60 Hz) sageduste kasutamise kogemus kinnitas sageduse 60 Hz majanduslikku otstarbekust ning tehniliste ja majanduslike arvutuste põhjal tuleks optimaalseks sageduseks olla 100 Hz.

Tüüpilised toitevastuvõtjad

Kõiki võimsusvastuvõtjaid iseloomustavad erinevad parameetrid. Samal ajal kirjeldab nende töörežiime LEG, seetõttu kasutatakse energiatarbimise režiimide analüüsimiseks iseloomulikke võimsusvastuvõtjaid, mis on töörežiimide ja põhiparameetrite poolest sarnased võimsusvastuvõtjate rühmad.

Tüüpiliste elektrivastuvõtjate hulka kuuluvad järgmised rühmad:

• Elektri- ja tööstusseadmete elektrimootorid;

• Tootmismasinate elektrimootorid;

• Elektriahjud;

• Elektrotermilised paigaldised;

• Valgustuspaigaldised;

• Paigalduste remont ja ümberehitamine.

Esimese nelja rühma elektrilisi vastuvõtjaid nimetatakse traditsiooniliselt võimsusvastuvõtjateks. Iga grupi osakaal ettevõtte energiatarbimises oleneb tööstusest ja tootmisprotsessi iseärasustest.

Alalisvoolu vastuvõtjad

Alalisvoolu kasutatakse galvaniseerimisel (kroomimine, nikeldamine jne), alalisvoolu keevitamiseks, alalisvoolumootorite toiteks jne.

Elektrimootorid

Eespool loetletud klassifikatsioonide põhjal on kõige keerulisem elektrivastuvõtjate komplekt elektriajam. Kõige tavalisem on asünkroonne elektriajam, mida iseloomustab märkimisväärne reaktiivvõimsuse tarbimine, suured käivitusvoolud ja märkimisväärne tundlikkus võrgupinge kõrvalekallete suhtes nimiväärtusest.

Paigaldustes, mis ei vaja töö ajal kiiruse reguleerimist, kasutatakse vahelduvvoolu elektriajami (asünkroon- ja sünkroonmootorid). Reguleerimata vahelduvvoolumootorid on tööstuses peamised energiatarbijad, mis annavad umbes 70% koguvõimsusest.

Reguleerimata vahelduvvooluajami mootoritüübi valimisel lähtutakse sageli järgmistest kaalutlustest:

• pingetel kuni 1 kV ja võimsusel kuni 100 kW on ökonoomsem kasutada asünkroonseid mootoreid ja üle 100 kW - sünkroonseid mootoreid;

• pingel 6 kV ja võimsusel kuni 300 kW — asünkroonmootorid, üle 300 kW — sünkroonsed;

• pingel 10 kV ja võimsusel kuni 400 kW — asünkroonmootorid, üle 400 kW — sünkroonsed.

Faasirootoriga asünkroonmootoreid kasutatakse raskete käivitustingimustega võimsates ajamites (tõstemasinates jne).

Selliste tööstuspaigaldiste, nagu kompressorid, ventilaatorid, pumbad ja tõste-transpordiseadmed, elektrimootorid on olenevalt nimivõimsusest toitepingega 0,22-10 kV. Nende seadmete elektrimootorite nimivõimsus varieerub kilovatist kuni 800 kW või rohkem. Näidatud elektrilised vastuvõtjad viitavad tavaliselt toiteallika töökindluse I kategooriale.Näiteks ventilatsiooni väljalülitamine keemiatootmise töökodades eeldab inimeste ruumidest evakueerimist ja seega ka tootmise seiskamist.

Vahelduvvoolu muutmine alalisvooluks nõuab muundusplokkide ja juhtimisseadmete paigaldamise kulusid, nende jaoks ruumide ehitamist, samuti nende ülalpidamise ja elektrikao tegevuskulusid. Seetõttu on toitesüsteemi maksumus ja elektri erikulu alalisvoolus kõrgemad kui vahelduvvoolus. Alalisvoolumootorid on kallimad kui asünkroonsed ja sünkroonsed mootorid. Muutuva alalisvoolu ajamid kasutatakse siis, kui on vaja kiiret, laia ja/või sujuva kiiruse muutmist.

Elektriliste vastuvõtjate võimsustegur

Elektrilise vastuvõtja oluline omadus on Võimsustegur cos (φn). Võimsustegur on passi karakteristik, mis kajastab tarbitud aktiivvõimsuse osakaalu nimikoormusel ja -pingel. Elektrimootori nimi cosφ sõltub selle tüübist, nimivõimsusest, kiirusest ja muudest omadustest. Elektrimootoritega töötamisel sõltub nende cosφ peamiselt koormusest.

Suurte pumpade, kompressorite ja ventilaatorite elektriajami jaoks kasutatakse sageli sünkroonmootoreid, mida kasutatakse elektrisüsteemis täiendavate reaktiivvõimsuse allikatena.

Tõste- ja transpordiseadmeid iseloomustavad koormuse sagedased põrutused, mis põhjustavad võimsusteguri muutusi olulistes piirides (0,3-0,8). Vastavalt toiteallika töökindlusele viitavad need tavaliselt I ja II kategooriale (olenevalt nende rollist tehnoloogilises protsessis).
Häirunud elektrilised vastuvõtjad

Alates elektriseadmed Suurimaid probleeme põhjustavad kaareahjud järgmistel põhjustel:

• suur omavõimsus (kuni kümneid megavateid); ahjutrafo põhjustatud mittelineaarsus ja madal cosφ;
• töö ajal tekkivad aktiiv- ja reaktiivvõimsuse hüpped;
• sörkimise kõrvalekalded faasikoormuste sümmeetriast.

Vahelduvvoolu elektrikeevitusseadmetel on kaarahjudega sarnased probleemid. Nende cosφ on eriti madal.

Elektrivalgustus tekitab mõningaid probleeme ka elektrivõrguga, nimelt: hõõglampide asemel kasutatavad suure kasuteguriga lahenduslambid on mittelineaarse karakteristikuga ja tundlikud lühiajaliste (sekundite murdosa) voolukatkestuste suhtes. Praegu aga lahendatakse need probleemid lampide lülitamisega kõrgsageduslikule toiteallikale läbi eraldi sagedusmuundurite, mis parandab mitte ainult nende valgustust, vaid ka energiaparameetreid.

Valgusallikad (hõõglamp, luminofoorlamp, kaar, elavhõbe, naatrium jne) on ühefaasilised elektrivastuvõtjad ja on asümmeetria vähendamiseks faaside vahel ühtlaselt paigutatud. Hõõglampide puhul cosφ = 1 ja gaaslahenduslampide puhul cosφ = 0,6.

Juhtimis- ja infotöötlusseadmete toiteallikatele kehtivad kõrgendatud nõuded elektri töökindluse ja kvaliteedi osas, seetõttu toidetakse neid reeglina garanteeritud katkematu toiteallikatest.