Характерные электроприемники

Главным показателем для отдельных электроприемников является их номинальная мощность. Для электродвигателей номинальные мощности выражаются в киловаттах (кВт). Номинальной (установленной) мощностью плавильных электропечей и сварочных установок является мощность питающих их трансформаторов, выраженная в киловольт-амперах (кВА). Это же относится и к трансформаторам, включая трансформаторы преобразовательных и выпрямительных агрегатов. Для электроприемников, работающих в повторнократковременном режиме, за номинальную принимается мощность, приведенная к продолжительному режиму.

По роду тока все потребители электроэнергии можно подразделить на три группы: 1) работающие от сети переменного тока нормальной промышленной частоты (50 Гц); 2) работающие от сети переменного тока повышенной или пониженной частоты; 3) работающие от сети постоянного тока. Большинство электроприемников промышленных предприятий работает на переменном трехфазном токе частотой 50 Гц.

Установки повышенной частоты применяют для нагрева под закалку, ковку и штамповку металлов, а также для плавки металлов. Для питания высокоскоростных электродвигателей в текстильной промышленности, деревообработке и других случаях также используются токи повышенной частоты (133–400 Гц). Для получения частот до 10 кГц применяют преимущественно тиристорные преобразователи, а выше – электронные генераторы. Регулируемые частоты стали применяться для управления асинхронными двигателями.

К электроприемникам пониженной частоты относятся коллекторные электродвигатели, применяемые для транспортных целей (16,6 Гц), установки для перемешивания жидкого металла в печах (до 25 Гц) и индукционные нагревательные устройства.

Цехи электролиза, установки электролитического получения металлов, цехи гальванопокрытий, некоторые виды электросварки и электродвигатели питаются от сети постоянного тока.

В установках, не требующих регулирования скорости в процессе работы, применяются исключительно электроприводы переменного тока (асинхронные и синхронные двигатели). Нерегулируемые электродвигатели переменного тока – основной вид электроприемников в промышленности, на долю которого приходится около 75 % суммарной мощности. Электродвигателем считается двигатель, имеющий мощность 0,25 кВт и выше, двигатели меньшей мощности относят к средствам автоматизации и в статистику электрики они не попадают.

Для нерегулируемых приводов по условиям электроснабжения и стоимости привода установлена наиболее экономичная область применения асинхронных и синхронных электродвигателей в зависимости от напряжения. При напряжении до 1 кВ и мощности до 100 кВт экономичнее применять асинхронные двигатели, а выше 100 кВт – синхронные (что далеко не всегда возможно по условиям работы и пуска). Мощности до 1000 кВт – это область напряжения 6 и 10 кВ. Напряжение двигателей 630 кВт и ниже в значительной степени определяется заводом-изготовителем. Асинхронные двигатели с фазным ротором используют в мощных электроприводах с маховиком и с тяжелыми условиями пуска (в преобразовательных агрегатах, шахтных подъемниках).

Преимущества синхронных двигателей: способность компенсировать реактивную мощность с меньшими затратами (чем у асинхронных в сочетании с конденсаторной батареей); повышение перегрузочной способности и устойчивости благодаря применению автоматического регулирования возбуждения с форсировкой возбуждения при снижении напряжения в сети ниже 85 %; более высокий КПД, чем у асинхронных электродвигателей.

При необходимости плавного изменения скорости в широком диапазоне применяют в основном приводы постоянного тока, а в последнее время – частотный асинхронный привод. Для питания двигателей постоянного тока на промышленных предприятиях предусмотрены преобразовательные установки.

Особую группу электроприемников составляют единичные с большой единичной мощностью (например, трансформаторы, работающие в блоке с электропечью, преобразователем, импульсной установкой; электропривод 30 МВт воздуходувки и др.), определяющие расчетную электрическую нагрузку, схемы главных 5УР и распределительных 4УР подстанций. Необходимо соблюдать меры по обеспечению качества электроэнергии в электрических сетях общего назначения и технические условия на присоединение к энергоснабжающей организации.