Δέκτες ηλεκτρικής ενέργειας

Ο δέκτης ηλεκτρικής ενέργειας (ηλεκτρικός δέκτης) είναι μια συσκευή, μονάδα, μηχανισμός που έχει σχεδιαστεί για μετατροπή ηλεκτρικής ενέργειας σε διαφορετικό τύπο ενέργειας (συμπεριλαμβανομένης της ηλεκτρικής, σύμφωνα με άλλες παραμέτρους) για να το χρησιμοποιήσετε.

Σύμφωνα με τον τεχνολογικό τους σκοπό, ταξινομούνται ανάλογα με το είδος της ενέργειας στην οποία αυτός ο δέκτης μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια, ιδίως:

• μηχανισμοί κίνησης μηχανών και μηχανισμών.

• Ηλεκτροθερμικές και ηλεκτρικές εγκαταστάσεις.

• ηλεκτροχημικές εγκαταστάσεις?

• εγκατάσταση ηλεκτροδίων εξασθένιση?

• εγκαταστάσεις ηλεκτροστατικών και ηλεκτρομαγνητικών πεδίων,

• ηλεκτροφίλτρα?

• Εγκαταστάσεις επεξεργασίας σπινθήρα?

• ηλεκτρονικές και υπολογιστικές μηχανές·

• συσκευές ελέγχου και δοκιμής προϊόντων.

Ένας χρήστης ηλεκτρικής ενέργειας που ονομάζεται ηλεκτρικός δέκτης ή μια ομάδα ηλεκτρικών δεκτών που ενώνονται με μια τεχνολογική διαδικασία και βρίσκονται σε μια συγκεκριμένη περιοχή.

Ο ομοσπονδιακός νόμος "για την ενέργεια" ορίζει τον καταναλωτή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας ως άτομο που την αγοράζει για τις δικές του οικιακές ή βιομηχανικές ανάγκες και τα υποκείμενα της βιομηχανίας ηλεκτρικής ενέργειας - "άτομα που ασκούν δραστηριότητες στον τομέα της ηλεκτρικής ενέργειας, συμπεριλαμβανομένων των παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας, παροχή ενέργειας στους καταναλωτές «κατά τη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας, λειτουργικός έλεγχος αποστολής στη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας, πωλήσεις ηλεκτρικής ενέργειας, οργάνωση αγοράς και πώλησης ηλεκτρικής ενέργειας».

Ταξινόμηση καταναλωτών ηλεκτρικής ενέργειας για τη διασφάλιση της αξιοπιστίας της παροχής ρεύματος

Όσον αφορά τη διασφάλιση της αξιοπιστίας της παροχής ρεύματος, οι καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας χωρίζονται στις ακόλουθες τρεις κατηγορίες:

Ηλεκτρικοί δέκτες κατηγορίας Ι - ηλεκτρικοί δέκτες, η διακοπή της παροχής ρεύματος των οποίων μπορεί να οδηγήσει σε: κίνδυνο για την ανθρώπινη ζωή, σημαντική ζημιά στην εθνική οικονομία, ζημιά σε ακριβό βασικό εξοπλισμό, τεράστια ελαττώματα προϊόντος, διακοπή μιας πολύπλοκης τεχνολογικής διαδικασίας, διαταραχή της λειτουργίας ιδιαίτερα σημαντικών στοιχείων της οικονομίας της κοινότητας.

Από τη σύνθεση ηλεκτρικοί δέκτες 1ης κατηγορίας διακρίνεται μια ειδική ομάδα ηλεκτρικών δεκτών, η συνεχής λειτουργία των οποίων είναι απαραίτητη για την ομαλή διακοπή της παραγωγής προκειμένου να αποφευχθούν απειλές για ανθρώπινη ζωή, εκρήξεις, πυρκαγιές και ζημιές σε ακριβό κύριο εξοπλισμό.

Ηλεκτρικοί δέκτες κατηγορίας II - ηλεκτρικοί δέκτες, η διακοπή της τροφοδοσίας των οποίων οδηγεί σε μαζική έλλειψη προϊόντων, μαζικές διακοπές εργαζομένων, μηχανισμών και βιομηχανικών μεταφορών, διακοπή των κανονικών δραστηριοτήτων σημαντικού αριθμού κατοίκων πόλεων και αγροτικών περιοχών περιοχές.

Ηλεκτρικοί δέκτες κατηγορίας III — όλοι οι άλλοι ηλεκτρικοί δέκτες που δεν πληρούν τους ορισμούς για τις Κατηγορίες I και II. Πρόκειται για δέκτες βοηθητικών συνεργείων, μη σειριακής παραγωγής προϊόντων κ.λπ.

Οι ηλεκτρικοί δέκτες κατηγορίας I πρέπει να τροφοδοτούνται με ηλεκτρισμό από δύο ανεξάρτητες αμοιβαία πλεονάζουσες πηγές ρεύματος και η διακοπή της τροφοδοσίας τους σε περίπτωση διακοπής ρεύματος από μία από τις πηγές ρεύματος επιτρέπεται μόνο για το χρόνο αυτόματης αποκατάστασης της τροφοδοσίας. Για την τροφοδοσία ειδικής ομάδας ηλεκτρικών καταναλωτών κατηγορίας Ι, πρέπει να παρέχεται πρόσθετη τροφοδοσία από τρίτη ανεξάρτητη αμοιβαία πλεονάζουσα πηγή ενέργειας.

Προκειμένου να καθοριστεί σωστά η κατηγορία ηλεκτρικών δεκτών, είναι απαραίτητο να αξιολογηθεί η πιθανότητα ατυχήματος στα τμήματα του συστήματος τροφοδοσίας, για να προσδιοριστούν οι πιθανές συνέπειες και οι υλικές ζημιές ως αποτέλεσμα αυτών των ατυχημάτων. Κατά τον προσδιορισμό της κατηγορίας ηλεκτρικών δεκτών, δεν πρέπει να υπερεκτιμάται η κατηγορία της συνεχούς ισχύος που απαιτείται για διαφορετικές ομάδες ηλεκτρικών δεκτών. Κατά τον προσδιορισμό των ηλεκτρικών δεκτών για την πρώτη κατηγορία, λαμβάνεται υπόψη το τεχνολογικό απόθεμα, για τη δεύτερη - η μετατόπιση της παραγωγής.

Ταξινόμηση δεκτών ηλεκτρικής ενέργειας

Οι καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας χαρακτηρίζονται από:

1.συνολική εγκατεστημένη ισχύς ηλεκτρικών δεκτών.

2. με το να ανήκεις στον κλάδο (π.χ. γεωργία).

3. ανά δασμολογική ομάδα.

4. ανά κατηγορία ενεργειακών υπηρεσιών.

Οι ηλεκτρικές εγκαταστάσεις που παράγουν, μετασχηματίζουν, διανέμουν και καταναλώνουν ηλεκτρική ενέργεια χωρίζονται ανά στάθμη τάσης σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις με τάση πάνω από 1 kV και έως 1 kV (για ηλεκτρικές εγκαταστάσεις με συνεχές ρεύμα — έως 1,5 kV). Οι ηλεκτρικές εγκαταστάσεις με τάση έως 1 kV AC πραγματοποιούνται με σταθερά γειωμένο ουδέτερο και σε συνθήκες με αυξημένες απαιτήσεις ασφαλείας - με απομονωμένο ουδέτερο (ορυχεία τύρφης, ανθρακωρυχεία, κινητές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις κ.λπ.).

Οι εγκαταστάσεις άνω του 1 kV υποδιαιρούνται σε εγκαταστάσεις:

1) με απομονωμένο ουδέτερο (τάση 35 kV και χαμηλότερη).

2) με αντισταθμισμένο ουδέτερο (συνδεδεμένο με τη γείωση με επαγωγική αντίσταση για την αντιστάθμιση χωρητικών ρευμάτων), χρησιμοποιούνται για δίκτυα με τάση έως 35 kV και σπάνια 110 kV.

3) με τυφλά γειωμένο ουδέτερο (τάση 110 kV και άνω).

Από τη φύση του ρεύματος, όλοι οι ηλεκτρικοί δέκτες που λειτουργούν από το δίκτυο μπορούν να χωριστούν σε ηλεκτρικούς δέκτες με εναλλασσόμενο ρεύμα με βιομηχανική συχνότητα 50 Hz (σε ορισμένες χώρες χρησιμοποιούν 60 Hz), εναλλασσόμενο ρεύμα με αυξημένη ή μειωμένη συχνότητα και συνεχές ρεύμα .

Οι περισσότεροι από τους καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας των βιομηχανικών χρηστών ηλεκτρικής ενέργειας λειτουργούν με τριφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα με συχνότητα 50 Hz.

Χρησιμοποιούνται ρυθμίσεις αυξημένης συχνότητας:

• για θέρμανση για σκλήρυνση, για σφράγιση μετάλλων, φούρνους μικροκυμάτων κ.λπ.

• σε τεχνολογίες όπου απαιτείται υψηλή ταχύτητα περιστροφής ενός ηλεκτροκινητήρα (κλωστοϋφαντουργία, κατεργασία ξύλου, φορητά ηλεκτρικά εργαλεία στην κατασκευή αεροσκαφών) κ.λπ.

Για να αποκτήσετε συχνότητα έως 10.000 Hz, χρησιμοποιούνται μετατροπείς θυρίστορ, για συχνότητες άνω των 10.000 Hz, χρησιμοποιήστε ηλεκτρονικές γεννήτριες.

Οι ηλεκτρικοί δέκτες χαμηλής συχνότητας χρησιμοποιούνται σε συσκευές μεταφοράς, για παράδειγμα για ελασματουργεία (f = 16,6 Hz), σε μονάδες ανάμειξης μετάλλων σε φούρνους (f = 0 ... 25 Hz). Επιπλέον, η μειωμένη συχνότητα τάσης χρησιμοποιείται σε συσκευές επαγωγικής θέρμανσης.

Η εμπειρία με τη χρήση βιομηχανικών (50 Hz) και αυξημένων (60 Hz) συχνοτήτων επιβεβαίωσε την οικονομική σκοπιμότητα μιας συχνότητας 60 Hz και οι τεχνικοί και οικονομικοί υπολογισμοί έδειξαν ότι η βέλτιστη συχνότητα πρέπει να είναι 100 Hz.

Τυπικοί δέκτες ισχύος

Όλοι οι δέκτες ισχύος χαρακτηρίζονται από διαφορετικές παραμέτρους. Ταυτόχρονα, οι τρόποι λειτουργίας τους περιγράφονται από το LEG, επομένως, για την ανάλυση των τρόπων κατανάλωσης ενέργειας, χρησιμοποιούνται χαρακτηριστικοί δέκτες ισχύος, οι οποίοι είναι ομάδες δεκτών ισχύος παρόμοιων σε τρόπους λειτουργίας και βασικές παραμέτρους.

Οι ακόλουθες ομάδες ανήκουν σε τυπικούς ηλεκτρικούς δέκτες:

• Ηλεκτροκινητήρες για ηλεκτροπαραγωγικές και βιομηχανικές εγκαταστάσεις.

• Ηλεκτροκινητήρες για μηχανές παραγωγής.

• Ηλεκτρικοί φούρνοι;

• Ηλεκτροθερμικές εγκαταστάσεις;

• Εγκαταστάσεις φωτισμού;

• Επισκευή και μετατροπή εγκαταστάσεων.

Οι ηλεκτρικοί δέκτες των τεσσάρων πρώτων ομάδων παραδοσιακά ονομάζονται δέκτες ισχύος. Το μερίδιο κάθε ομάδας στην κατανάλωση ενέργειας της επιχείρησης εξαρτάται από τον κλάδο και τα χαρακτηριστικά της παραγωγικής διαδικασίας.

Δέκτες συνεχούς ρεύματος

Το συνεχές ρεύμα χρησιμοποιείται στην ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση (επιχρωμίωση, επινικελίωση κ.λπ.), για συγκόλληση συνεχούς ρεύματος, για τροφοδοσία κινητήρων συνεχούς ρεύματος κ.λπ.

Ηλεκτροκινητήρες

Με βάση τις ταξινομήσεις που αναφέρονται παραπάνω, το πιο περίπλοκο σύνολο ηλεκτρικών δεκτών είναι η ηλεκτρική κίνηση. Η πιο συνηθισμένη είναι μια ασύγχρονη ηλεκτρική κίνηση, η οποία χαρακτηρίζεται από σημαντική κατανάλωση άεργου ισχύος, υψηλά ρεύματα εκκίνησης και σημαντική ευαισθησία σε αποκλίσεις της τάσης δικτύου από την ονομαστική.

Σε εγκαταστάσεις που δεν απαιτούν έλεγχο ταχύτητας κατά τη λειτουργία, χρησιμοποιούνται ηλεκτροκινητήρες AC (ασύγχρονοι και σύγχρονοι κινητήρες). Οι μη ρυθμισμένοι κινητήρες AC είναι ο κύριος τύπος καταναλωτών ενέργειας στη βιομηχανία, αντιπροσωπεύοντας περίπου το 70% της συνολικής ισχύος.

Οι ακόλουθες εκτιμήσεις χρησιμοποιούνται συχνά κατά την επιλογή του τύπου κινητήρα για μια μη ρυθμισμένη μονάδα εναλλασσόμενου ρεύματος:

• σε τάσεις έως 1 kV και ισχύ έως 100 kW, είναι πιο οικονομικό να χρησιμοποιείτε ασύγχρονους κινητήρες και πάνω από 100 kW - σύγχρονους.

• σε τάση 6 kV και ισχύ έως 300 kW — ασύγχρονοι κινητήρες, πάνω από 300 kW — σύγχρονοι.

• σε τάση 10 kV και ισχύ έως 400 kW — ασύγχρονοι κινητήρες, πάνω από 400 kW — σύγχρονοι.

Οι ασύγχρονοι κινητήρες με ρότορα φάσης χρησιμοποιούνται σε ισχυρούς κινητήρες με σοβαρές συνθήκες εκκίνησης (σε ανυψωτικά μηχανήματα κ.λπ.).

Οι ηλεκτροκινητήρες βιομηχανικών εγκαταστάσεων όπως συμπιεστές, ανεμιστήρες, αντλίες και συσκευές ανύψωσης-μεταφοράς, ανάλογα με την ονομαστική ισχύ, έχουν τάση τροφοδοσίας 0,22-10 kV. Η ονομαστική ισχύς των ηλεκτροκινητήρων αυτών των εγκαταστάσεων κυμαίνεται από κλάσματα του κιλοβάτ έως 800 kW ή περισσότερο. Οι υποδεικνυόμενοι ηλεκτρικοί δέκτες αναφέρονται συνήθως στην κατηγορία Ι της αξιοπιστίας τροφοδοσίας.Για παράδειγμα, η απενεργοποίηση του αερισμού σε εργαστήρια παραγωγής χημικών προϋποθέτει την εκκένωση των ανθρώπων από τις εγκαταστάσεις και, ως εκ τούτου, τη διακοπή της παραγωγής.

Η μετατροπή του εναλλασσόμενου ρεύματος σε συνεχές απαιτεί το κόστος εγκατάστασης μονάδων μετατροπής και εξοπλισμού ελέγχου, κατασκευής χώρων για αυτές, καθώς και λειτουργικά έξοδα για τη συντήρησή τους και την απώλεια ηλεκτρικής ενέργειας. Επομένως, το κόστος του συστήματος τροφοδοσίας και το ειδικό κόστος ηλεκτρικής ενέργειας σε συνεχές ρεύμα είναι υψηλότερα από ό,τι στο εναλλασσόμενο ρεύμα. Οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος είναι πιο ακριβοί από τους ασύγχρονους και σύγχρονους κινητήρες. Οι μεταβλητές μονάδες DC χρησιμοποιούνται όταν απαιτείται γρήγορη, ευρεία και/ή ομαλή αλλαγή ταχύτητας.

Συντελεστής ισχύος ηλεκτρικών δεκτών

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό ενός ηλεκτρικού δέκτη είναι Συντελεστής ισχύος cos (φn). Ο συντελεστής ισχύος είναι ένα χαρακτηριστικό διαβατηρίου που αντικατοπτρίζει το μερίδιο της ενεργού ισχύος που καταναλώνεται σε ονομαστικό φορτίο και τάση. Η ονομαστική cosφ ενός ηλεκτροκινητήρα εξαρτάται από τον τύπο, την ονομαστική ισχύ, την ταχύτητα και άλλα χαρακτηριστικά. Όταν εργάζεστε με ηλεκτροκινητήρες, το cosφ τους εξαρτάται κυρίως από το φορτίο.

Για την ηλεκτρική κίνηση μεγάλων αντλιών, συμπιεστών και ανεμιστήρων, χρησιμοποιούνται συχνά σύγχρονοι κινητήρες, οι οποίοι χρησιμοποιούνται ως πρόσθετες πηγές άεργου ισχύος στο σύστημα ισχύος.

Οι συσκευές ανύψωσης και μεταφοράς χαρακτηρίζονται από συχνές κρούσεις του φορτίου, οι οποίες προκαλούν αλλαγές στον συντελεστή ισχύος εντός σημαντικών ορίων (0,3-0,8). Σύμφωνα με την αξιοπιστία του τροφοδοτικού, συνήθως αναφέρονται σε κατηγορίες I και II (ανάλογα με τον ρόλο τους στην τεχνολογική διαδικασία).
Προβληματικοί ηλεκτρικοί δέκτες

Από ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ Τα μεγαλύτερα προβλήματα προκαλούνται από τους φούρνους τόξου για τους εξής λόγους:

• υψηλή ίδια ισχύ (έως δεκάδες μεγαβάτ). μη γραμμικότητα και χαμηλό cosφ που προκαλείται από τον μετασχηματιστή του κλιβάνου.
• υπερτάσεις ενεργού και αέργου ισχύος που συμβαίνουν κατά τη λειτουργία.
• τζόκινγκ αποκλίσεις από τη συμμετρία των φορτίων φάσης.

Οι μονάδες ηλεκτροσυγκόλλησης AC έχουν παρόμοια προβλήματα με τους φούρνους τόξου. Το cosφ τους είναι ιδιαίτερα χαμηλό.

Ο ηλεκτρικός φωτισμός προκαλεί επίσης ορισμένα προβλήματα με το ηλεκτρικό δίκτυο, συγκεκριμένα: οι λαμπτήρες εκκένωσης υψηλής απόδοσης που χρησιμοποιούνται αντί των λαμπτήρων πυρακτώσεως έχουν μη γραμμικό χαρακτηριστικό και είναι ευαίσθητοι σε βραχυπρόθεσμες (κλάσματα δευτερολέπτων) διακοπές ρεύματος. Επί του παρόντος, ωστόσο, αυτά τα προβλήματα επιλύονται με τη μετάβαση των λαμπτήρων σε τροφοδοτικό υψηλής συχνότητας μέσω χωριστών μετατροπέων συχνότητας, γεγονός που βελτιώνει όχι μόνο τον φωτισμό τους, αλλά και τις ενεργειακές τους παραμέτρους.

Οι πηγές φωτός (πυρακτώσεως, φθορισμού, τόξου, υδραργύρου, νατρίου κ.λπ.) είναι μονοφασικοί ηλεκτρικοί δέκτες και είναι ομοιόμορφα κατανεμημένες μεταξύ των φάσεων για μείωση της ασυμμετρίας. Για λαμπτήρες πυρακτώσεως cosφ = 1, και για λαμπτήρες εκκένωσης αερίου cosφ = 0,6.

Η τροφοδοσία των συσκευών ελέγχου και επεξεργασίας πληροφοριών υπόκειται σε αυξημένες απαιτήσεις όσον αφορά την αξιοπιστία και την ποιότητα της ηλεκτρικής ενέργειας, επομένως τροφοδοτούνται, κατά κανόνα, από πηγές εγγυημένης αδιάλειπτης παροχής ρεύματος.