Лекція з дисципліни "Електропостачання підприємств і цивільних споруд" на тему "Загальні відомості про силове і освітлювальне електро обладнання напругою до 1 кВ"

Тема:  Загальні відомості про силове і освітлювальне електро обладнання напругою до 1 кВ

План

1) Споживачі електричної енергії: силові і освітлювальні.

2) Характерні режими роботи електроприймачів.

3) Класифікація електроприймачів і їх характеристика.

4) Поняття установленої і номінальної потужностей.

1. Споживачі електричної енергії: силові і освітлювальні.

Споживачем електроенергії називається один електроприймач  або група електроприймачів об’єднаних технологічним процесом і розташованих на певній території.

Електротехнічними пристроями називають пристрої, в яких при їх роботі виробляється, передається, перетворюється і розподіляється електрична енергія.

Електричним обладнанням називають сукупність електротехнічних пристроїв або виробів.

Електрообладнання поділяють на силове і освітлювальне. Силове охоплює

 всі види електроприймачів окрім тих, що призначені для освітлення. При проектуванні внутрішньо цехового електрообладнання промислових підприємств розрахунки і креслення силового і освітлювального електрообладнання виконують окремо. Окремими етапами ведеться і монтаж силових і освітлювальних електроустановок.

 2.Характерні режими роботи електроприймачів.

Довгочасний режим. В цьому режимі роботи ЕУ можуть працювати довгий час під навантаженням. При цьому перевищення температури нагрівання всіх його частин над температурою оточуючого середовища досягає практично установившогося значення τ_уст, тобто не виходить за межі, встановлені нормами.

P - навантаження

ΔP - втрати напруги

τ = f(t)

Т-стала часу нагрівання, час за який ЕУ досягае τ_уст при відсутності віддачі тепла в оточуюче середовище

Під дією тепла, яке виникає в результаті втрат електроенергії в ЕУ, вони повільно нагріваються по закону експоненти, як показано на графіку. Через деякий час настає тепловий баланс, тобто такий стан при якому кількість тепла, що виділяється в результаті втрат електроенергії дорівнює тій кількості тепла, що віддається в оточуюче середовище.

В результаті цього встановлюється певна температура ЕУ з деяким значенням τ_уст 

τ_уст залежить від кількості тепла, що виділяється, від температури оточуючого середовища.

В довгочасному режимі працюють електроприводи більшості насосів, компресорів, вентиляторів, нагрівальні печі і т.д.

Короткочасний режим. Це режим, що характеризується невеликими за часом періодами роботи і довгими паузами з відключенням ЕУ від мережі. В цьому режимі відбувається нагрівання ЕУ до максимально допустимої температури після чого настає пауза і температура зменшується до попереднього значення, тобто до температури оточуючого середовища. Говорячи інакше, температура ЕУ за час роботи не встигає досягти допустимих граничних значень τ_уст, а за час паузи встигає охолонути до температури оточуючого середовища.

В цьому режимі працюють допоміжні механізми металургійних станків, електроприводи різних заслонок і т.д.

Повторно-короткочасний – це режим при якому короткочасні періоди роботи змінюються паузами. При цьому робочі періоди не настільки довгочасні, щоб перевищення температури нагрівання ЕУ над температурою оточуючого середовища τ  могло швидко  досягти установившогося значення  τ_уст, а під час пауз ЕУ не встигає охолонути до температури оточуючого середовища. В результаті багатьох циклів температура ЕУ досягає  деякої середньої установившоїся величини τ_сер

Приймачі повторно-короткочасного режиму характеризуються відносною продовжуваністю вмикання  %

Електроустановки, призначені для роботи в повторно-короткочасному режимі, мають менші розміри при однаковій потужності, в порівнянні з ЕУ призначеними для роботи в довгочасному режимі. Якщо ЕУ ввімкнути в довгочасний режим роботи з такою ж потужністю, то вона вийде з ладу. Електроустановку, призначену для роботи в повторно-короткочасному режимі можна вмикати на довгочасний режим, але при цьому потрібно зменшувати на неї навантаження, користуючись формулою для перерахунку

Р_п – паспортна потужність електроприймачів, кВт

ПВ_п – паспортна продовжуваність вмикання, відносні одиниці.

В цьому режимі працюють приводи прокатних станів.

3. Класифікація електроприймачів і їх характеристика

По напрузі електроприймачі поділяються на дві групи: до 1000В і більше 1000В.

По роду струму електроприймачі поділяють на:

-ЕП  змінного струму промислової частоти(50Гц)

-ЕП змінного струму підвищеної або зниженої частоти

-ЕП постійного струму

Загально-промислові установки

- це вентилятори, насоси, компресори, повітродувки і т.п. В яких застосовують асинхронні і синхронні двигуни 3-х фазного струму з частотою 50 Гц, що працюють в довгочасному режимі на напругах від 127В до 10 кВ. Діапазон потужностей – від долі кВт до десятків МВт. Дані  електроприймачі відносяться до І категорії і мають cos=φ=0.8 - 0.85

Електроприводи виробничих механізмів

В залежності від технологічних особливостей механізму використовують всі види двигунів постійного і змінного струму потужністю від долі кіловат до декількох МВт на напругу до 10 кВт. Режими їх роботи різні і визначаються режимом механізму. сos φ=0.5-0.85. Електроприводи виробничих механізмів відносяться здебільшого до ІІ категорії, за деяким винятком.

Перетворювальні електроустановки

На промислових підприємствах служать для живлення ЕП механізмів і установок, які через особливості технологічних режимів повинні працювати або на постійному або на змінному струмі з частотою, відмінною від 50 Гц. Установки працюють на напрузі 0,4-35кВ, а іноді 110 кВ і мають cos φ=0.7-0.9

Електричні печі і електротермічні установки

Печі опору, індуктивні печі і установки, дугові електричні печі, печі конденсаторного нагрівання. Напруга живлення 380/220В і може досягати 1000В. Вони можуть бути одно-, двох- і трифазні, cos φ=0.2-1. Всі перераховані установки відносяться до І категорії . У дугових електричних печей напруга живлення може досягати 110 кВ, cos φ=0.85-0.95 Вони відносяться до споживачів І категорії.

Електрозварювальне обладнання

Електрозварювальне обладнання може бути постійного і змінного струму, одно- або трифазне, напруга живлення 380/220В. Дане обладнання працює в повторно-короткочасному режимі і має cosφ=0.3-0.7 Відноситься  до І категорії надійності.

Піднімально-транспортні пристрої

Для живлення використовують змінний струм 380 і 660В і постійний струм 220 і 440В. Працюють в повторно-короткочасному режимі і маютьcos φ=0.3-0.8. Відносяться до І або ІІ категорії (в залежності від призначення і місця роботи)

Освітлювальні електроустановки

Це здебільшого однофазні приймачі потужністю від десятків Вт до декількох кВт, які працюють в довгочасному режимі і мають напругу живлення від 6 до 380В. Для ламп розжарювання cos φ=1, а для газорозрядних cos φ=0.96. Відносяться до ІІ категорії надійності.

4. Поняття установленої і номінальної потужностей.

    Установлена потужність – це та, яка вказується в паспорті або на заводській табличці на дану ЕУ. Під час роботи ЕУ може бути недовантажена або працювати не в довгочасному а в повторно-короткочасному режимі, споживаючи із мережі меншу потужність ніж указано в паспорті. Ця дійсна потужність, яку ЕУ споживає з мережі називається номінальною потужністю. Для ЕУ, що працюють в довгочасному режимі з повним завантаженням. Р_н=Р_у

 Для ЕУ, що працюють в повторно-короткочасному режимі Р_н=Р_у 

Р_У - паспортна потужність

ПВ- продовжуваність вмикання в відносних одиницях