Sähköenergian vastaanottimet

Sähköenergian vastaanotin (sähkövastaanotin) on laite, yksikkö, mekanismi, joka on suunniteltu sähköenergian muuntaminen erityyppisessä energiassa (mukaan lukien sähkö, muiden parametrien mukaan) käyttää sitä.

Teknisen tarkoituksensa mukaan ne luokitellaan sen mukaan, minkä tyyppiseksi energiaksi tämä vastaanotin muuntaa sähköenergian, erityisesti:

• koneiden ja mekanismien käyttömekanismit;

• sähkölämpö- ja sähkölaitokset;

• sähkökemialliset laitteistot;

• Astenian elektrodien asennus;

• sähköstaattisten ja sähkömagneettisten kenttien asennukset,

• sähkösuodattimet;

• kipinänkäsittelylaitteistot;

• elektroniset ja tietokonekoneet;

• tuotteen valvonta- ja testauslaitteet.

Sähköenergian käyttäjä, jota kutsutaan sähkövastaanottimeksi tai sähkövastaanottimien ryhmäksi, jota yhdistää teknologinen prosessi ja joka sijaitsee tietyllä alueella.

Liittovaltion energialaissa määritellään sähkön ja lämpöenergian kuluttaja henkilöksi, joka ostaa sen omiin kotitalous- tai teollisuustarpeisiinsa, ja sähköteollisuuden alat - "henkilöt, jotka harjoittavat toimintaa sähköenergian alalla, mukaan lukien sähkö- ja lämpöenergian tuotanto, energian toimittaminen kuluttajille "sähkönsiirron aikana, toiminnanohjaus sähköteollisuudessa, sähkön myynti, sähkön oston ja myynnin järjestäminen".

Sähkönkuluttajien luokittelu virransyötön luotettavuuden varmistamiseksi

Sähkönsyötön luotettavuuden takaamiseksi sähköenergian kuluttajat jaetaan kolmeen luokkaan:

Luokan I sähkövastaanottimet - sähkövastaanottimet, joiden virransyötön katkeaminen voi johtaa: vaaraan ihmishengelle, merkittävään kansantaloudelle aiheutuneeseen vahinkoon, kalliiden peruslaitteiden vaurioitumiseen, massiivisiin tuotevirheisiin, monimutkaisen teknologisen prosessin häiriintymiseen, yhteisön talouden erityisen tärkeiden osien toiminnan häiriintyminen.

Kokoelmasta 1. luokan sähkövastaanottimet erotetaan erityinen sähkövastaanottimien ryhmä, jonka jatkuva toiminta on välttämätöntä tuotannon sujuvalle pysäyttämiselle, jotta vältetään ihmishenkiä, räjähdyksiä, tulipaloja ja kalliiden päälaitteiden vaurioituminen.

Luokan II sähkövastaanottimet - sähkövastaanottimet, joiden virransyötön katkeaminen johtaa massapulaan tuotteista, työntekijöiden, mekanismien ja teollisuusliikenteen massakatkoksia, häiriöitä useiden kaupunkien ja maaseudun asukkaiden normaaliin toimintaan alueilla.

Luokan III sähkövastaanottimet — kaikki muut sähkövastaanottimet, jotka eivät täytä luokkien I ja II määritelmiä. Nämä ovat apupajojen vastaanottimia, tuotteiden ei-sarjatuotantoa jne.

Luokan I sähkövastaanottimiin on syötettävä sähköä kahdesta toisistaan ​​riippumattomasta, toistensa kanssa redundantista teholähteestä, ja niiden virransyötön katkos yhdestä virtalähteestä katketessa voidaan sallia vain sähkönsyötön automaattisen palautumisen ajaksi. Luokan I sähkönkuluttajien erityisen ryhmän syöttämiseksi on hankittava lisäsyöttö kolmannesta riippumattomasta, keskenään redundantista virtalähteestä.

Sähkövastaanottimien luokan määrittämiseksi oikein on tarpeen arvioida onnettomuuden todennäköisyys sähkönsyöttöjärjestelmän osissa, määrittää mahdolliset seuraukset ja aineelliset vahingot näiden onnettomuuksien seurauksena. Sähkövastaanottimien luokkaa määritettäessä ei tule yliarvioida eri sähkövastaanotinryhmien tarvitsemaa jatkuvan tehon luokkaa. Ensimmäisen luokan sähköisiä vastaanottimia määritettäessä otetaan huomioon tekninen varaus, toisessa - tuotannon siirtymä.

Sähköenergian vastaanottimien luokitus

Sähkönkuluttajille on ominaista:

1.sähkövastaanottimien asennettu kokonaisteho;

2. kuulumalla toimialaan (esim. maatalous);

3. tariffiryhmittäin;

4. energiapalvelujen luokittain.

Sähköä tuottavat, muuntavat, jakavat ja kuluttavat sähköasennukset jaetaan jännitetason mukaan sähköasennuksiin, joiden jännite on yli 1 kV ja enintään 1 kV (tasavirtasähköasennuksilla enintään 1,5 kV). Sähköasennukset, joiden jännite on enintään 1 kV AC, suoritetaan kiinteästi maadoitetulla nollalla ja olosuhteissa, joissa turvallisuusvaatimukset ovat korkeammat - eristetyllä nollalla (turvekaivokset, hiilikaivokset, liikkuvat sähköasennukset jne.).

Yli 1 kV:n asennukset on jaettu asennuksiin:

1) eristetyllä nollalla (jännite 35 kV tai pienempi);

2) kompensoidulla nollalla (kytketty maahan induktiivisella resistanssilla kapasitiivisten virtojen kompensoimiseksi), käytetään verkoissa, joiden jännite on enintään 35 kV ja harvoin 110 kV;

3) sokeasti maadoitetulla nollalla (jännite 110 kV ja enemmän).

Virran luonteen mukaan kaikki verkosta toimivat sähkövastaanottimet voidaan jakaa sähkövastaanottimiin, joissa on vaihtovirta, jonka teollinen taajuus on 50 Hz (joissain maissa ne käyttävät 60 Hz), vaihtovirta, jolla on korotettu tai vähennetty taajuus ja tasavirta. .

Suurin osa teollisuuden sähkönkäyttäjien sähköenergian kuluttajista toimii kolmivaiheisella 50 Hz:n vaihtovirralla.

Käytetään korotettuja taajuusasetuksia:

• lämmitykseen kovettumista varten, metallin leimaamiseen, mikroaaltouuniin jne.;

• teknologioissa, joissa vaaditaan sähkömoottorin suurta pyörimisnopeutta (tekstiiliteollisuus, puuntyöstö, kannettavat sähkötyökalut lentokoneiden rakentamisessa) jne.

10 000 Hz:n taajuuden saamiseksi käytetään tyristorimuuntimia, yli 10 000 Hz:n taajuuksilla elektroniset generaattorit.

Matalataajuisia sähkövastaanottimia käytetään kuljetuslaitteissa, esimerkiksi valssaamoissa (f = 16,6 Hz), metallien sekoituslaitoksissa uuneissa (f = 0 ... 25 Hz). Lisäksi alennettua jännitetaajuutta käytetään induktiolämmityslaitteissa.

Kokemus teollisten (50 Hz) ja korotettujen (60 Hz) taajuuksien käytöstä vahvisti 60 Hz:n taajuuden taloudellisen kannattavuuden, ja tekniset ja taloudelliset laskelmat osoittivat, että optimaalisen taajuuden tulisi olla 100 Hz.

Tyypilliset tehovastaanottimet

Kaikille tehovastaanottimille on ominaista erilaiset parametrit. Samanaikaisesti LEG kuvaa niiden toimintatilat, joten energiankulutustilojen analysointia varten käytetään ominaistehovastaanottimia, jotka ovat toimintatiloissa ja perusparametreissa samanlaisia ​​tehovastaanottimia.

Seuraavat ryhmät kuuluvat tyypillisiin sähkövastaanottimiin:

• Sähkömoottorit voima- ja teollisuuslaitteistoihin;

• Sähkömoottorit tuotantokoneisiin;

• Sähköuunit;

• Sähkölämpölaitteistot;

• Valaistuslaitteistot;

• Asennusten korjaus ja muutostyöt.

Neljän ensimmäisen ryhmän sähköisiä vastaanottimia kutsutaan perinteisesti tehovastaanottimiksi. Kunkin ryhmän osuus yrityksen energiankulutuksesta riippuu toimialasta ja tuotantoprosessin ominaisuuksista.

Tasavirtavastaanottimet

Tasavirtaa käytetään galvanoinnissa (kromaus, nikkelipinnoitus jne.), tasavirtahitsauksessa, tasavirtamoottoreiden virransyöttöön jne.

Sähkömoottorit

Yllä lueteltujen luokittelujen perusteella monimutkaisin sähkövastaanottimien sarja on sähkökäyttö. Yleisin on asynkroninen sähkökäyttö, jolle on ominaista merkittävä loistehon kulutus, suuret käynnistysvirrat ja merkittävä herkkyys verkkojännitteen poikkeamille nimellisarvosta.

Asennuksissa, jotka eivät vaadi nopeudensäätöä käytön aikana, käytetään AC-sähkökäyttöjä (asynkronisia ja synkronisia moottoreita). Säätelemättömät AC-moottorit ovat teollisuuden pääasiallinen energiankuluttaja, ja niiden osuus kokonaistehosta on noin 70 %.

Seuraavia näkökohtia käytetään usein valittaessa moottorityyppiä säätelemättömälle vaihtovirtakäytölle:

• jännitteillä jopa 1 kV ja teholla 100 kW asti on taloudellisempaa käyttää asynkronisia moottoreita ja yli 100 kW - synkronisia;

• jännitteellä 6 kV ja teholla 300 kW asti — asynkroniset moottorit, yli 300 kW — synkroniset;

• jännitteellä 10 kV ja teholla 400 kW asti — asynkroniset moottorit, yli 400 kW — synkroniset.

Vaiheroottorilla varustettuja asynkronisia moottoreita käytetään voimakkaissa käytöissä, joissa on vaikeita käynnistysolosuhteita (nostokoneissa jne.).

Tällaisten teollisuuslaitosten kuten kompressorien, puhaltimien, pumppujen ja nosto-kuljetuslaitteiden sähkömoottoreiden syöttöjännite on nimellistehosta riippuen 0,22-10 kV. Näiden laitteistojen sähkömoottoreiden nimellisteho vaihtelee kilowatin murto-osista 800 kW tai enemmän. Ilmoitetut sähkövastaanottimet viittaavat yleensä tehonsyötön luotettavuusluokkaan I.Esimerkiksi ilmanvaihdon sulkeminen kemiantuotantopajoissa edellyttää ihmisten evakuointia tiloista ja sitä kautta tuotannon pysäyttämistä.

Vaihtovirran muuntaminen tasavirraksi edellyttää muunnosyksiköiden ja ohjauslaitteiden asennuskustannuksia, niille tilojen rakentamista sekä niiden ylläpito- ja sähköhäviökustannuksia. Siksi virransyöttöjärjestelmän kustannukset ja sähkön ominaiskustannukset tasavirrassa ovat korkeammat kuin vaihtovirrassa. Tasavirtamoottorit ovat kalliimpia kuin asynkroniset ja synkroniset moottorit. Muuttuvia DC-käyttöjä käytetään, kun tarvitaan nopeaa, laajaa ja/tai tasaista nopeuden muutosta.

Sähkövastaanottimien tehokerroin

Sähkövastaanottimen tärkeä ominaisuus on Tehokerroin cos (φn). Tehokerroin on passiominaisuus, joka heijastaa kulutetun pätötehon osuutta nimelliskuormalla ja -jännitteellä. Sähkömoottorin nimellinen cosφ riippuu sen tyypistä, nimellistehosta, nopeudesta ja muista ominaisuuksista. Sähkömoottoreiden kanssa työskenneltäessä niiden cosφ riippuu pääasiassa kuormasta.

Suurten pumppujen, kompressorien ja puhaltimien sähkökäyttöön käytetään usein synkronimoottoreita, joita käytetään lisäloistehon lähteinä voimajärjestelmässä.

Nosto- ja kuljetuslaitteille on tunnusomaista usein esiintyvät kuorman iskut, jotka aiheuttavat muutoksia tehokertoimessa merkittävissä rajoissa (0,3-0,8). Virtalähteen luotettavuuden mukaan ne viittaavat yleensä luokkiin I ja II (riippuen niiden roolista teknologisessa prosessissa).
Vialliset sähkövastaanottimet

From sähkölaitteet Valokaariuunit aiheuttavat suurimmat ongelmat seuraavista syistä:

• suuri oma teho (jopa kymmeniä megawatteja); uunimuuntajan aiheuttama epälineaarisuus ja alhainen cosφ;
• toiminnan aikana esiintyvät pätö- ja loistehopiikit;
• juoksupoikkeamat vaihekuormien symmetriasta.

Vaihtovirtasähköhitsauslaitoksissa on samanlaisia ​​ongelmia kuin valokaariuuneissa. Niiden cosφ on erityisen alhainen.

Sähkövalaistus aiheuttaa myös ongelmia sähköverkossa, nimittäin: hehkulamppujen sijasta käytetyt korkeatehoiset purkauslamput ovat epälineaarisia ja herkkiä lyhytaikaisille (sekuntien murto-osien) sähkökatkouksille. Tällä hetkellä nämä ongelmat kuitenkin ratkaistaan ​​kytkemällä lamput suurtaajuusteholähteeseen erillisten taajuusmuuttajien kautta, mikä parantaa paitsi valaistusta myös niiden energiaparametreja.

Valonlähteet (hehkulamput, loistelamput, kaari, elohopea, natrium jne.) ovat yksivaiheisia sähkövastaanottimia, ja ne on sijoitettu tasaisesti eri vaiheiden välillä epäsymmetrian vähentämiseksi. Hehkulampuilla cosφ = 1 ja kaasupurkauslampuilla cosφ = 0,6.

Ohjaus- ja tiedonkäsittelylaitteiden tehonsyötölle asetetaan kohonneet sähkön luotettavuuden ja laadun vaatimukset, joten ne saavat virran pääsääntöisesti taatun keskeytymättömän virransyötön lähteistä.