Elektrik enerjisi alıcıları

Elektrik enerjisinin alıcısı (elektrik alıcısı), bunun için tasarlanmış bir aparat, birim, mekanizmadır. elektrik enerjisinin dönüştürülmesi farklı bir enerji türünde (elektrik dahil, diğer parametrelere göre) kullanmaktır.

Teknolojik amaçlarına göre, bu alıcının elektrik enerjisini dönüştürdüğü enerji türüne göre sınıflandırılırlar, özellikle:

• makinelerin tahrik mekanizmaları ve mekanizmaları;

• elektrotermal ve elektrik tesisleri;

• elektrokimyasal tesisler;

• elektrot asteni kurulumu;

• elektrostatik ve elektromanyetik alanların kurulumları,

• elektrofiltreler;

• kıvılcım arıtma tesisleri;

• elektronik ve bilgi işlem makineleri;

• ürün kontrol ve test cihazları.

Elektrik alıcısı olarak adlandırılan elektrik enerjisi kullanıcısı veya teknolojik bir işlemle birleştirilmiş ve belirli bir alanda bulunan bir grup elektrik alıcısı.

Federal "Enerji Yasası", elektrik ve termal enerji tüketicisini, onu kendi ev veya endüstriyel ihtiyaçları için satın alan bir kişi ve elektrik endüstrisinin konuları - "elektrik enerjisi alanında faaliyet gösteren kişiler, dahil olmak üzere elektrik enerjisi alanında faaliyet gösteren kişiler" olarak tanımlar. elektrik ve termal enerji üretimi, "elektrik iletimi sırasında tüketicilere enerji temini, elektrik endüstrisinde operasyonel sevk kontrolü, elektrik satışı, elektrik alım satımının organizasyonu".

Güç kaynağı güvenilirliğini sağlamak için elektrik tüketicilerinin sınıflandırılması

Güç kaynağının güvenilirliğini sağlamak açısından, elektrik enerjisi tüketicileri aşağıdaki üç kategoriye ayrılır:

Kategori I elektrik alıcıları - güç kaynağının kesilmesi aşağıdakilere yol açabilen elektrik alıcıları: insan hayatı için tehlike, ulusal ekonomide önemli hasar, pahalı temel ekipmanda hasar, büyük ürün kusurları, karmaşık bir teknolojik sürecin bozulması, topluluk ekonomisinin özellikle önemli unsurlarının işleyişinin bozulması.

diziden 1. kategori elektrik alıcıları insan hayatına yönelik tehditleri, patlamaları, yangınları ve pahalı ana ekipmanların hasar görmesini önlemek için sürekli çalışması üretimin sorunsuz bir şekilde durdurulması için gerekli olan özel bir elektrik alıcı grubu ayırt edilir.

Kategori II'deki elektrik alıcıları - güç kaynağının kesilmesi, toplu ürün kıtlığına, işçilerin toplu kesintilerine, mekanizmalara ve endüstriyel ulaşıma, önemli sayıda şehir ve kırsal sakininin normal faaliyetlerinin aksamasına yol açan elektrik alıcıları alanlar.

Kategori III elektrik alıcıları — Kategori I ve II'nin tanımlarını karşılamayan diğer tüm elektrik alıcıları. Bunlar, yardımcı atölyelerin alıcıları, seri olmayan ürün üretimi vb.

Kategori I elektrik alıcıları, iki bağımsız, karşılıklı olarak yedekli güç kaynağından elektrikle beslenmelidir ve güç kaynaklarından birindeki elektrik kesintisi durumunda güç kaynağının kesilmesine yalnızca güç kaynağının otomatik olarak geri yüklenmesi sırasında izin verilebilir. Kategori I'deki özel bir grup elektrik tüketicisini beslemek için, üçüncü bir bağımsız karşılıklı olarak yedekli güç kaynağından ek bir besleme sağlanmalıdır.

Elektrik alıcı kategorisini doğru bir şekilde belirlemek için, güç kaynağı sisteminin bölümlerinde kaza olasılığını değerlendirmek, bu kazalar sonucunda olası sonuçları ve maddi hasarı belirlemek gerekir. Elektrik alıcılarının kategorisi belirlenirken, farklı elektrik alıcı grupları için gereken sürekli güç kategorisi fazla tahmin edilmemelidir. Birinci kategori için elektrik alıcılarını belirlerken, ikincisi için teknolojik rezerv dikkate alınır - üretimin yer değiştirmesi.

Elektrik enerjisi alıcılarının sınıflandırılması

Elektrik tüketicileri aşağıdakilerle karakterize edilir:

1.elektrik alıcılarının toplam kurulu gücü;

2. endüstriye ait olarak (örn. tarım);

3. tarife grubuna göre;

4. enerji hizmetleri kategorisine göre.

Elektrik üreten, dönüştüren, dağıtan ve tüketen elektrik tesisatları, voltaj seviyesine göre 1 kV'un üzerinde ve 1 kV'a kadar (doğru akımlı elektrik tesisatları için - 1,5 kV'a kadar) elektrik tesisatlarına ayrılır. 1 kV AC'ye kadar gerilime sahip elektrik tesisatları, sağlam bir şekilde topraklanmış bir nötr ile ve artan güvenlik gereksinimleri olan koşullarda - yalıtılmış bir nötr (turba madenleri, kömür madenleri, mobil elektrik tesisatları, vb.) İle gerçekleştirilir.

1 kV'un üzerindeki tesisatlar, tesisatlara bölünmüştür:

1) izole edilmiş nötr ile (gerilim 35 kV ve daha düşük);

2) dengelenmiş nötr ile (kapasitif akımları telafi etmek için endüktif dirençle toprağa bağlanır), 35 kV'a kadar ve nadiren 110 kV'a kadar gerilime sahip ağlar için kullanılır;

3) körü körüne topraklanmış bir nötr ile (gerilim 110 kV ve üzeri).

Akımın doğası gereği, şebekeden çalışan tüm elektrik alıcıları, endüstriyel frekansı 50 Hz olan (bazı ülkelerde 60 Hz kullanırlar) alternatif akımlı, artan veya azalan frekanslı alternatif akımlı ve doğru akımlı elektrik alıcılarına ayrılabilir. .

Endüstriyel elektrik kullanıcılarının elektrik enerjisi tüketicilerinin çoğu 50 Hz frekansında üç fazlı alternatif akım ile çalışmaktadır.

Arttırılmış frekans ayarları kullanılır:

• sertleştirme için ısıtma, metal damgalama, mikrodalga fırınlar vb. için;

• bir elektrik motorunun yüksek dönüş hızının gerekli olduğu teknolojilerde (tekstil endüstrisi, ağaç işleri, uçak yapımında taşınabilir elektrikli aletler) vb.

10.000 Hz'e kadar bir frekans elde etmek için tristör dönüştürücüler kullanılır, 10.000 Hz'in üzerindeki frekanslar için kullanın elektronik jeneratörler.

Düşük frekanslı elektrik alıcıları, örneğin haddehaneler (f = 16,6 Hz) için taşıma cihazlarında, fırınlardaki metal karıştırma tesislerinde (f = 0 ... 25 Hz) kullanılır. Ayrıca indüksiyonlu ısıtma cihazlarında azaltılmış gerilim frekansı kullanılır.

Endüstriyel (50 Hz) ve artırılmış (60 Hz) frekansların kullanımıyla ilgili deneyim, 60 Hz frekansın ekonomik olarak uygulanabilirliğini doğruladı ve teknik ve ekonomik hesaplamalar, optimum frekansın 100 Hz olması gerektiğini gösterdi.

Tipik güç alıcıları

Tüm güç alıcıları farklı parametrelerle karakterize edilir. Aynı zamanda, çalışma modları LEG tarafından tanımlanır, bu nedenle, enerji tüketim modlarını analiz etmek amacıyla, çalışma modlarında ve temel parametrelerde benzer güç alıcı grupları olan karakteristik güç alıcıları kullanılır.

Aşağıdaki gruplar tipik elektrik alıcılarına aittir:

• Güç ve endüstriyel kurulumlar için elektrik motorları;

• Üretim makineleri için elektrik motorları;

• elektrikli fırınlar;

• Elektrotermal tesisler;

• Aydınlatma tesisatları;

• Kurulumların onarımı ve dönüştürülmesi.

İlk dört grubun elektrik alıcılarına geleneksel olarak güç alıcıları denir. İşletmenin enerji tüketiminde her bir grubun payı sektöre ve üretim sürecinin özelliklerine bağlıdır.

Doğru akım alıcıları

Doğru akım, galvanik kaplamada (krom kaplama, nikel kaplama vb.), doğru akım kaynağında, DC motorlara güç sağlamak için vb. kullanılır.

elektrik motorları

Yukarıda listelenen sınıflandırmalara göre, en karmaşık elektrik alıcı seti elektrikli sürücüdür. En yaygın olanı, önemli miktarda reaktif güç tüketimi, yüksek başlatma akımları ve şebeke voltajının nominal voltajdan sapmalarına karşı önemli hassasiyet ile karakterize edilen asenkron bir elektrikli sürücüdür.

İşletme esnasında hız kontrolü gerektirmeyen tesisatlarda AC elektrikli sürücüler (asenkron ve senkron motorlar) kullanılmaktadır. Düzensiz AC motorlar, endüstrideki ana enerji tüketicisi türüdür ve toplam gücün yaklaşık %70'ini oluşturur.

Regüle edilmemiş bir AC sürücü için motor tipini seçerken genellikle aşağıdaki hususlar kullanılır:

• 1 kV'a kadar olan voltajlarda ve 100 kW'a kadar güçte, asenkron motorların kullanılması daha ekonomiktir ve 100 kW'ın üzerinde - senkron;

• 6 kV voltajda ve 300 kW'a kadar güçte - asenkron motorlar, 300 kW'ın üzerinde - senkron;

• 10 kV voltajda ve 400 kW'a kadar güçte - asenkron motorlar, 400 kW'ın üzerinde - senkron.

Faz rotorlu asenkron motorlar, zorlu çalıştırma koşullarına sahip güçlü tahriklerde (kaldırma makinelerinde vb.) kullanılır.

Kompresör, fan, pompa ve kaldırma-taşıma cihazları gibi endüstriyel tesislerin elektrik motorları anma gücüne bağlı olarak 0,22-10 kV besleme gerilimine sahiptir. Bu tesislerin elektrik motorlarının anma gücü, bir kilovatın kesirleri ile 800 kW veya daha fazlası arasında değişir. Belirtilen elektrik alıcıları genellikle güç kaynağı güvenilirliğinin I kategorisine atıfta bulunur.Örneğin, kimyasal üretim atölyelerinde havalandırmanın kapatılması, insanların tesisten tahliye edilmesini ve dolayısıyla üretimin durdurulmasını gerektirir.

Alternatif akımın doğru akıma dönüştürülmesi, dönüştürme ünitelerinin ve kontrol ekipmanlarının kurulum maliyetlerini, bunlar için bina binalarının yanı sıra bunların bakımı ve elektrik kaybı için işletme maliyetlerini gerektirir. Bu nedenle, doğru akımda güç kaynağı sisteminin maliyeti ve elektriğin özgül maliyeti, alternatif akımdan daha yüksektir. DC motorlar, asenkron ve senkron motorlardan daha pahalıdır. Hızlı, geniş ve/veya düzgün hız değişimi gerektiğinde değişken DC sürücüler kullanılır.

Elektrik alıcılarının güç faktörü

Bir elektrik alıcısının önemli bir özelliği, Güç faktörü çünkü (φn). Güç faktörü, nominal yük ve voltajda tüketilen aktif gücün payını yansıtan bir pasaport özelliğidir. Bir elektrik motorunun nominal cosφ'si, tipine, nominal gücüne, hızına ve diğer özelliklerine bağlıdır. Elektrik motorlarıyla çalışırken, cosφ'leri esas olarak yüke bağlıdır.

Büyük pompaların, kompresörlerin ve fanların elektrikli tahriki için genellikle güç sisteminde ek reaktif güç kaynakları olarak kullanılan senkron motorlar kullanılır.

Kaldırma ve taşıma cihazları, güç faktöründe önemli sınırlar içinde (0.3-0.8) değişikliklere neden olan sık sık yük şokları ile karakterize edilir. Güç kaynağının güvenilirliğine göre, genellikle I ve II kategorilerine atıfta bulunurlar (teknolojik süreçteki rollerine bağlı olarak).
Sorunlu elektrik alıcıları

İtibaren elektrikli aletler En büyük problemler aşağıdaki sebeplerden dolayı ark ocaklarından kaynaklanmaktadır:

• yüksek öz güç (onlarca megavata kadar); fırın trafosunun neden olduğu doğrusal olmama ve düşük cosφ;
• çalışma sırasında meydana gelen aktif ve reaktif güç dalgalanmaları;
• faz yüklerinin simetrisinden yavaş hareket sapmaları.

AC elektrik kaynak tesislerinde ark fırınlarına benzer problemler vardır. Cosφ özellikle düşüktür.

Elektrikli aydınlatma ayrıca elektrik şebekesinde bazı sorunlara neden olur, yani: akkor lambalar yerine kullanılan yüksek verimli deşarj lambaları doğrusal olmayan bir özelliğe sahiptir ve kısa süreli (saniyelerin kesirleri) elektrik kesintilerine karşı hassastır. Ancak şu anda bu sorunlar, lambaların ayrı frekans dönüştürücüler aracılığıyla yüksek frekanslı bir güç kaynağına dönüştürülmesiyle çözülüyor, bu da sadece aydınlatmalarını değil aynı zamanda enerji parametrelerini de geliştiriyor.

Işık kaynakları (akkor, flüoresan, ark, cıva, sodyum, vb.) tek fazlı elektrik alıcılarıdır ve asimetriyi azaltmak için fazlar arasında eşit aralıklarla yerleştirilmiştir. Akkor lambalar için cosφ = 1 ve gaz deşarjlı lambalar için cosφ = 0,6.

Kontrol ve bilgi işleme cihazlarının güç kaynağı, elektriğin güvenilirliği ve kalitesi açısından artan gereksinimlere tabidir, bu nedenle, kural olarak, garantili kesintisiz güç kaynağı kaynaklarından beslenirler.