Савина Н.В. Системы электроснабжения
Подождите немного. Документ загружается.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОУВПО «Амурский государственный университет»
Авторский курс лекций профессора кафедры энергетики
Савиной Н.В.
«Системы электроснабжения»
Количество часов – 16 часов
Благовещенск 2008
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
Общая характеристика систем электроснабжения.
Основные потребители электроэнергии и их
характеристика.
70% вырабатываемой электроэнергии потребляется
промышленными предприятиями.
Перечень отраслей народного хозяйства с большими
значениями суммарных установленных мощностей ЭП:
черная и цветная металлургия,
химия,
микробиология,
ЦБК,
горнообогатительная промышленность.
Мощность трансформаторов, установленных на:
ГОКах, заводах микробиологии составляет 200-300 МВА,
предприятиях черной металлургии - 300- 1000 МВА.
Установленная мощность ЭД на нефтеперерабатывающем
заводе составляет 230 МВт, на заводе кормовых дрожжей более
300 МВт. Потребляемая ЭСПЦ – 200 МВА, коксохимзавода около
50-60 МВА.
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
Единичная мощность отдельных агрегатов и ЭП.
Мощность современной электролизной установки достигает
150-185 МВА, дуговой электропечи 100-125 МВА,
электродвигателей прокатных станов 20 МВт, синхронных
двигателей нефтеперекачивающих и газокомпрессорных станций
трубопроводного транспорта 8-12,5 МВт.
Потребителями электроэнергии называются
электроприемники (ЭП) или группы электроприемников,
объединенных единым технологическим процессом и
размещающихся на определенной территории.
Приемником электроэнергии (ЭП) называют аппарат,
механизм, агрегат, предназначенный для преобразования
электроэнергии в другой вид энергии.
Классификация электроприемников:
По роду тока, напряжению, частоте, надежности
электроснабжения, режиму работы, мощности, симметричности
нагрузки, режиму нейтрали.
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
По роду тока
Электроприемники промышленных предприятий делятся на
следующие группы:
1. ЭП трехфазного тока, напряжением <1 кВ и с частотой 50 Гц.
2. ЭП трехфазного тока, напряжением >1 кВ и с частотой 50 Гц.
3. ЭП однофазного тока, напряжением <1 кВ и с частотой 50 Гц.
4. ЭП, работающие с частотой не равной 50 Гц, питаемые от
преобразовательных подстанций и установок
5. ЭП постоянного тока, питаемые от преобразовательных
подстанций и установок.
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
По степени надежности потребителей электроэнергии
разбивают на три категории:
1) к 1 категории по степени надежности электроснабжения
относятся потребители, перерыв в электроснабжении которых
представляет опасность для жизни человека, значительный
народно-хозяйственный ущерб, брак продукции, расстройство
сложного технологического процесса, нарушение
функционирования особо важных элементов коммунального
хозяйства.
Особая группа – выделена с целью безаварийного останова
производства с целью предотвращения угрозы жизни людей,
взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного
оборудования. (для черной металлургии – насосы водоохлаждения
доменных печей, ЭД механизмов поворотов конвертеров).
2) ко 2 категории – массовый недоотпуск продукции,
массовый простой рабочих, механизмов и промышленного
транспорта, нарушение нормальной деятельности значительного
количества городских и сельскохозяйственных жителей.
3) к 3 категории – все остальные.
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
По режиму работы ЭП могут быть разделены на группы по
сходству режимов, т.е. по сходству ГЭН.
1. ЭП в режиме продолжительной неизменной или меняющейся
нагрузки. В этом режиме ЭП могут работать длительное время без
превышения температуры отдельных частей электрической
машины выше допустимой.
2. Кратковременная нагрузка. Рабочий период не настолько
длительный, чтобы температура отдельных частей машины или
аппарата могла достигнуть установившегося значения, а период их
остановки таков, что они успевают охладиться до температуры
окружающей среды.
3. ЭП, работающие в режиме повторно-кратковременного
включения. В этом случае кратковременный рабочий период
машины или аппарата чередуется с кратковременными периодами
отключения. При этом нагрев не превосходит допустимого
значения, а охлаждение не достигает температуры ОС.
Разделение по симметричности и несимметричности нагрузки.
Симметричные: ЭД и трехфазные печи
Несимметричные: электрическое освещение, одно- и двух фазные
печи, однофазные сварочные трансформаторы.
По мощности :
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
предприятия большой мощности (установленная мощность ≥75-100
МВт); средней 5-75 МВт; малой <5МВт.
По напряжению:
Согласно ПУЭ ЭП делятся на установки <1 кВ и >1 кВ (для ЭП
постоянного тока до 1,5 кВ).
По режиму нейтрали:
Электроустановки U<1 кВ переменного тока выполняются как
с глухозаземленной, так и с изолированной нейтралью, а
установки постоянного тока – с глухозаземленной и изолированной
нулевой точкой.
Электроустановки U>1 кВ подразделяются на:
1. Установки с изолированной нейтралью (1-35 кВ)
2. компенсированной
3. глухозаземленной (≥110 кВ).
4. эффективно-разземленные.
По частоте:
ЭП промышленной частоты,
ЭП с высокой частотой (>10 кГц),
повышенной частоты (до 10 кГц)
пониженной частоты <50 Гц.
Установки высокой и повышенной частоты применяются для
нагрева под закалку, ковку и штамповку металлов, а также для их
плавки. Для питания высокоскоростных ЭД в текстильной
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
промышленности, деревообработке и других случаях используются
токи повышенной частоты (133-400 Гц), установки получения
искусственного шелка f=133 Гц.
Для преобразования переменного тока промышленной
частоты в ток высокой и повышенной частоты служат двигатели-
генераторы, тиристорные преобразователи (до 10 кГц –
тиристорные преобразователи, свыше 10 кГц – электронные
генераторы).
К ЭП с пониженной частотой относятся коллекторные ЭД,
применяемые в транспортных целях (16,6 Гц), установки для
перемешивания жидкого металла в печах (до 25 Гц) и
индукционные нагревательные печи.
ЭП постоянного тока (электропривод по системе Г-Д,
вентильный электропривод) с точки зрения электроснабжения – ЭП
трехфазного тока.
К ЭП постоянного тока, питающимся от преобразовательных
подстанций, относятся внутризаводской электрифицированный
транспорт, ЭД подъемно-транспортных механизмов, цеха
электролиза и гальванопокрытий, электролитическое получение
металлов, электросварка.
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
Характерные приемники энергии
ЭД силовых общепромышленных установок (ОПУ): ЭД
компрессоров, вентиляторов, насосов, дымососов. Они работают в
продолжительном режиме и в зависимости от номинальной
мощности работают в диапазоне 0,22-10 кВ. Номинальная
мощность изменяется от долей единицы до 1000 кВт. Характер
нагрузки ровный, особенно для мощных установок (толчки
имеются только при пуске). Относятся к 1 категории.
ϕ
Cos
=0,8-0,85.
Для электропривода крупных насосов, компрессоров,
вентиляторов применяются СД, работающие с опережающим
ϕ
Cos
.
Подъемно-транспортные установки (ПТУ) работают в
режиме ПКР. Характерны частые толчки нагрузки, которые
приводят к изменению
ϕ
Cos
(0,3-0,8). Относятся к 1 и 2 категории,
работают на переменном и постоянном токе, симметричная
нагрузка.
ЭД станков и промышленных механизмов, 220/380-660 В.
f=50 Гц. 2 категория.
Электроосветительные установки. Электросветильники –
однофазная нагрузка (<2 кВт), несимметрия до ≤5-10%. Нагрузка
равномерна, без толчков, зависит от времени суток, года,
географического положения. f=50 Гц.
ϕ
Cos
ламп накаливания
равен 1, люминесцентные, дуговые, ртутные, натриевые,
газоразрядные лампы имеют
ϕ
Cos
=0,6. U=6-220 В.
Кратковременные аварийные перерывы в питании осветительных
установок допустимы.
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
Преобразовательные установки 3фазного тока в
постоянный или 3фазного (однофазного) в ток пониженной,
повышенной или высокой частоты служат для питания ЭД ряда
машин и механизмов, электролизных ванн, электрофильтров,
сварочных установок постоянного тока, внутризаводского
электрифицированного транспорта.
Структура городских потребителей электроэнергии.
Бытовые и общественно-коммунальные потребители
объединены в потребители коммутационно-бытового сектора. К
ним относятся городской электрифицированный транспорт;
водопровод и канализация; спорткомплексы; больничные
комплексы; гостиницы; магазины; аптеки; школы; детские сады;
котельные; кинотеатры; бытовая нагрузка.
Все потребители электроэнергии города делятся на группы:
потребители селитебных зон (жилые дома, общественные
здания и сооружения);
коммунальные,
общегородского значения (водопровод, канализация,
электрический транспорт);
промышленные.
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com