Технические показатели приемников электрической энергии

Структура схем СЭС, а также типы применяемого в них элек­трооборудования во многом определяются техническими показате­лями ЭП и режимами их работы. Последние, как правило, опреде­ляются технологией производства. К техническим показателям, оказывающим существенное влияние на формирование СЭС, отно­сятся следующие показатели:

1. Род тока. По роду тока различают ЭП переменного и посто­янного тока. Преимущественное большинство ЭП промышленных предприятий и других объектов питаются переменным трехфазным током промышленной частоты. Постоянный ток находит примене­ние в электроприводах, где требуется глубокое и плавное регули­рование скорости (электрифицированный железнодорожный и го­родской транспорт, прокатные станы на металлургических пред­приятиях), и в электротехнологии (цветная металлургия).

В последнее время в классификацию ЭП по роду тока стали вводить и ЭП импульсного тока. К таким ЭП относятся, например, машины точечной и контактной сварки.

Электроприемники постоянного и импульсного тока, как пра­вило, получают питание от индивидуальных или групповых преоб­разователей, которые, в свою очередь, получают питание от сети пе­ременного тока. Поэтому преобразователи с их нагрузками принято рассматривать как ЭП переменного тока промышленной частоты.

2. Число фаз. Преимущественное большинство ЭП промыш­ленных предприятий являются трехфазными. Значительно реже используются однофазные и двухфазные ЭП.

3. Номинальная (установленная) мощность - является одним из основных показателей ЭП. Номинальная мощность ЭП - мощ­ность, обозначенная на заводской табличке, паспорте, на колбе или цоколе источника света. Под номинальной мощностью Р_НОМ электро­двигателя понимают мощность, развиваемую им на валу при номи­нальном напряжении, а для других ЭП - потребляемую ими из сети мощность также при номинальном напряжении. Номинальные мощ­ности отдельных ЭП промышленных предприятий находятся в пре­делах от долей киловатт до десятков мегаватт. Единичными мощно­стями ЭП определяются уровни напряжений в СЭС.

4. Номинальное напряжение. Номинальные напряжения электроприемников определяют напряжения питающей сети, вы­ходное напряжение индивидуальных преобразователей или других источников питания. На промышленных предприятиях применяют ЭП переменного тока с номинальными напряжениями от 6 В до 110 кВ и постоянного тока - от 6 В до 3,3 кВ. Отметим, что напря­жения выше 1 кВ на постоянном токе используются на железнодо­рожном транспорте.

5. Частота переменного тока. По частоте переменного тока, на которой работают электроприемники, различают ЭП промыш­ленной, повышенной и пониженной частоты. На предприятиях встречаются ЭП, работающие на частотах от 1 Гц до 100 МГц. Стандартной промышленной частотой в России, странах ближнего зарубежья и Европы, а также во многих странах других континен­тов является частота 50 Гц; во всех других - 60 Гц. В экономиче­ском плане частота 60 Гц выгоднее, чем 50 Гц, т.к. оборудование, работающее на этой частоте, имеет меньшую массу и габариты.

Пониженные частоты от 0,5 до 1,5 Гц применяются для элек­тромагнитного перемешивания стали в электропечах; 2...5 Гц - для питания контактной электросварки; 10...40 Гц - на прокатных ста­нах. Повышенные частоты: 200 Гц - для питания электроинструмен­та; 400 Гц - для питания приводов деревообрабатывающих станков; 0,5...400 кГц - для индукционного прогрева металлов; 0,1... 100 МГц - для диэлектрического нагрева неметаллических материалов.

Непромышленную частоту получают с помощью преобразова­телей частоты, которые в комплекте с ЭП постоянного тока можно рассматривать как ЭП промышленной частоты.

6. Потребление реактивной мощности. Этот параметр принято указывать в виде коэффициента мощности cosφ = P / S или коэффициента реактивной мощности tgφ = Q / P, где Р, Q и S - соответственно активная, реактивная и полная мощности. Отметим, что при расчетах в СЭС, как правило, используются усредненные значения cosφ и tgφ за некоторый промежуток времени t. При этом Р = W_а / t, Q = W_P / t, где W_a и W_P - соответственно активная и реактивная энергии, потреблен­ные электроприемником за время t. На промышленных предприятиях используются ЭП, имеющие значения cosφ от 0,25...0,3 до 1.

7. Режим работы. По режиму работы различают ЭП длитель­ного, кратковременного и повторно-кратковременного включения. При длительной работе с постоянной нагрузкой температура ЭП практически достигает установившегося значения за время, равное трем постоянным времени нагрева. При кратковременном включе­нии ЭП практически не успевает нагреться до установившейся температуры. После отключения его температура снижается до температуры окружающей среды. При повторно-кратковременной работе нагрев электроприемника чередуется с его охлаждением, но температуры отдельных частей при этом могут кратковременно превышать допустимые значения.

Повторно-кратковременный режим характеризуется продол­жительностью включения

где t_В, - длительность включенного состояния; t₀ - длительность от­ключенного состояния; t_Ц - длительность одного цикла.

8. Кратность пускового тока. Пусковые токи и их длитель­ность необходимо знать для правильного выбора токоведущих элементов СЭС, расчета провалов и колебаний напряжения, а также отстройки токовых защит. Кратности пусковых токов электропри­емников, представляющие собой отношение максимального тока, возникающего при их пуске, к номинальному току, находятся в пределах от 1,5 до 7 и более.

9. Степень бесперебойности электроснабжения. По этому показателю, как было изложено выше, все ЭП делятся на три кате­гории - I, II и III.

10. Подвижность. По подвижности различают стационарные и нестационарные (подвижные, переносные и др.) электроприем­ники. Первые из них питаются от стационарных сетей, вторые тре­буют применения гибких элементов, контактных сетей (троллей), устройств временного присоединения и т.д.

11. Линейность вольт-амперных характеристик. Линейность вольт-амперных характеристик (ВАХ) ЭП является одним из глав­ных условий обеспечения синусоидальности токов и напряжений в сети. Однако многие из ЭП не обладают этим свойством, вследствие чего они являются источниками высших гармоник. К таким ЭП от­носятся: полупроводниковые преобразователи, газоразрядные лам­пы, дуговые электрические печи, сварочные установки и др.

12. Графики нагрузок. В соответствии с ГОСТ на термины и определения электрической нагрузкой называется мощность, по­требляемая электроустановкой в конкретный момент времени, а за­висимость мощности от времени принято называть графиком на­грузки. График нагрузки приемника является основным показате­лем, по которому его следует классифицировать.

Режимы работы ЭП предприятий весьма разнообразны. Среди них имеются ЭП с резкопеременным, импульсным, несинусоидаль­ным и несимметричным характером нагрузки. Все это оказывает влияние на качество напряжения в СЭС и, как следствие, ухудшает условия работы других ЭП, а также зачастую вызывает необходи­мость установки специальных технических устройств. Последние усложняют структуру СЭС и ее эксплуатацию.

13. Требования к качеству напряжения питающей сети. Практически все ЭП предъявляют определенные требования к качеству напряжения питающей сети, одни более жесткие (радио­электронная аппаратура, ЭВМ, осветительные электроприемники), другие - менее жесткие. Эти требования приводятся в ГОСТе на качество электрической энергии, в ПУЭ и других нормативных до­кументах.

Дата добавления: 2015-07-16