Раздел 2. Приёмники электроэнергии на промышленных предприятиях

0. 2.1. Режимы работы промышленных потребителей электроэнергии

1. 0. Приемником электроэнергии называют электрическую часть производственной установки, получающую электроэнергию от источника и преобразующую ее в механическую, тепловую, химическую, световую энергию, в энергию электростатического или электромагнитного поля.

Электропотребителем называют совокупность электроприемников производственных установок цеха, корпуса, предприятия, присоединенных с помощью электрических сетей к общему пункту электропитания.

В зависимости от вида энергии, в который преобразуется электроэнергия, различают следующие типы приемников электроэнергии: электрические приводы машин и механизмов; электротермические, электромеханические и электролизные установки; преобразовательные установки; установки электроосвещения; установки электростатического и электромагнитного поля; устройства искровой обработки; устройства контроля и испытания изделий.

Для силовых ЭП различают три режима работы: длительный, кратковременный и повторно-кратковременный.

При работе в ДРР достигается тепловое равновесие и устанавливается определённая температура ЭП.

Кратковременный режим (КР) характеризуется тем, что после кратковременного включения и нагревания ЭП его температура за период последующей паузы понижается до температуры окружающей среды.

Повторно-кратковременный режим (ПКР) в ходе которого период включения длительностью t_в чередуется с паузой продолжительностью t_п , так же как и ДРР, приводит к постепенному нагреванию ЭП до установившейся температуры. Однако процесс нагревания в этом случае по сравнению с ДРР при той же нагрузке замедляется, и установившийся перегрев снижается.

Номинальная (установленная) мощность ЭП является достоверной исходной величиной для расчёта электрических нагрузок, т.к. она обычно известна.

Под номинальной активной мощностью двигателей р_ном понимается мощность развиваемая двигателем на валу при номинальном напряжении, а под номинальной активной мощностью других ЭП – потребляемая ими из сети мощность при номинальном напряжении.

Паспортная мощность р_пасп приёмников ПКР приводится к номинальной длительной мощности при ПВ = 1

Р_ном = р_пасп*√ПВ

Часто ПВ определяют в процентах, т.е. ПВ% = ПВ*100. Установлены четыре стандартных значения ПВ, на которые выпускается электрооборудование: 15, 25, 40, 60%. Длительность цикла при ПКР не должна превышать 10 мин.

2.2. Электрические нагрузки промышленных установок

При разработке проекта электроснабжения промышленного предприятия необходимо определить электрическую нагрузку, передачу которой требуется обеспечить для нормальной работы объекта.

В зависимости от этого значения, называемого расчетной нагрузкой, выбирают источник электроснабжения и все оборудование электрической сети: линии, трансформаторы, распределительные устройства.

Максимальная мощность, потребляемая группой электроприемников, всегда меньше суммы номинальных мощностей этих приемников. Это объясняется тем, что приемники не всегда загружаются на полную мощность, а их наибольшие нагрузки не совпадают по времени.

График нагрузки – кривая изменения во времени I, P, Q и S мощности. При расчетах удобнее пользоваться графиками активной нагрузки Р(t). Графики бывают групповые и индивидуальные.

При расчетах используют групповой график Р(t) за наиболее загруженную смену, т.е. за смену, характеризуемую наибольшим потреблением электроэнергии.

Средней нагрузкой Р_см – называется такая нагрузка, работая с которой в течение промежутка времени (смена, сутки, год) потребитель потреблял бы то же количество электроэнергии, которое он потребляет в действительности при неравномерной нагрузке.

P_см = W_a/T_см ; Q_см = V_p/T_см (2.1)

Среднеквадратичная нагрузка Р_ск за интервал времени Т может быть получена из ступенчатого графика нагрузки

Р_ск = √(Р²₁*t₁ + P²₂*t₂ + ….. + P²_n*t_n)/(t₁ + t₂ + ….. + t_n) , (2.2)

По Р_ск рассчитывают потери мощности, оценивают эффект снижения потерь мощности в сетях, а также выбирают элементы электрических сетей с нестабильной нагрузкой, например в сварочных сетях.

Максимальная нагрузка заданной продолжительности представляет собой наибольшее её значение из всех значений за заданный промежуток времени.

Максимальная нагрузка за получасовой максимум Р₃₀ принимается за расчетную нагрузку, т.к. за 30 минут проводник нагревается до 95% установившейся температуры. Исследования показали, что проводники малых и средних сечений имеют постоянную времени нагрева =10 мин.

Т = 3τ₀ = 30 мин; Р_р = Р₃₀