Потребители электрической энергии сообщение

Обновлено: 18.05.2024

Что же такое электричество? Каждый из вас знает, что достаточно повернуть ручку выключателя, и ярко вспыхнет лампочка или заработает стиральная машина. Что же заставляет раскаляться волосок лампочки или работать мотор стиральной машины? Это—электрический ток. Электрический ток дают нам электростанции. Для получения электрического тока пользуются той энергией, которая заключена в угле, нефти, газе, падающей с большой высоты воде, в атомном ядре.

Электростанции, на которых получают электрический ток за счет энергии, выделяющейся при сгорании угля, нефти, торфа, называют тепловыми электростанциями.

Электростанции, использующие энергию падающей воды, называют гидроэлектростанциями.

На атомных электростанциях используют энергию атома.

Электростанции работают непрерывно. Они дают электрический ток в города, колхозы, на фабрики и заводы. Чтобы удовлетворить все нужды в электроэнергии, необходимо много мощных электростанций.

Мощность электростанции выражается в единицах, которые называются киловаттами. Например, мы говорим, что мощность одной электростанции равна 100 кет, а другой — 1 млн. кет. Каждый киловатт соответствует примерно мощности 2 лошадей. Работу скольких же лошадей заменяет электростанция мощностью в 1 млн. квт? Лошадь на полную силу изо дня в день способна работать в среднем по 8 часов. Значит, такая электростанция заменит б млн. лошадей.

Загляните под капот автомобиля. У кабины водителя можно увидеть черную прямоугольную коробку, от которой отходят два толстых провода. Это автомобильный аккумулятор. Он дает электрический ток для освещения автомобиля на стоянке, помогает шоферу быстро завести двигатель автомобиля.

Генераторы на электростанциях, гальванические элементы, аккумуляторы называют источниками электроэнергии или источниками электрического тока. Лампочку, утюг, холодильник и т. д. называют потребителями электрической энергии.

Что же является потребителем электрического тока у нас в квартире? Это прежде всего лампочки, которыми освещается жилище, работающий телевизор, радиоприемник, холодильник и т. д.

Но особенно много потребителей электроэнергии на заводах и фабриках. Там электрический ток двигает станки, выплавляет металл, сваривает его, управляет работой цехов и целых заводов.

Растет с каждым годом количество электростанций в нашей стране, расцветает и богатеет наша страна, идя по пути, указанному великим вождем.

Электроэнергия вырабатывается на специальных предприятиях – электростанциях, преобразующих в электрическую энергию другие виды энергии: химическую энергию топлива, энергию воды, энергию ветра, атомную энергию и т.д. Выработанная электростанциями электроэнергия передается по воздушным или кабельным линиям электросетей различным потребителям.

Потребители электроэнергии весьма разнообразны в отношении преобладающих видов приемников энергии, размера и режима потребления энергии, требований к надежности электроснабжения и качеству электроэнергии.

Различают следующие основные группы потребителей энергии:

5.Бытовые потребители и сфера обслуживания городов и рабочих поселков.

6.Собственные нужды ЭС

Приемниками энергии является асинхронные и синхронные двигатели, электрические печи, электротермические, электролизные и сварочные установки, осветительные и бытовые приборы, кондиционные и холодильные установки, радио- и телеустановки, медицинские и другие специальные установки.

В соответствии с ПУЭ все потребители по степени надежности электроснабжения делятся на три категории:

1. Электроприемники 1 категории – это те, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства.

Из состава электроприемников 1 категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.

2. Электроприемники 2 категории это те, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

3. Электроприемники 3 категории – это все остальные приемники.

Электроприемники 1 категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников энергии, и перерыв их электроснабжения от одного из источников энергии может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Для снабжения особой группы электроприемников 1 категории должен быть предусмотрен третий независимый источник питания. В качестве его, а также в качестве второго независимого источника для остальных электроприемников 1 категории могут быть использованы местные ЭС, ЭС энергосистем, специальные агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т.д.

Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить необходимую непрерывность технологического процесса или если резервирование экономически нецелесообразно, то должно быть осуществлено технологическое резервирование, например, установкой взаимное резервирующих технологических агрегатов, специальных устройств безаварийного останова технологического процесса и т.д.

Электроприемники 2 категории рекомендуется обеспечивать энергией от двух независимых взаимно резервирующих источников энергии. Для этих электроприемников при нарушении снабжения от одного источника энергии допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного источника энергии

Допускается питание по одной воздушной линии, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток. Кабельные вставки этой линии должны выполняться двумя кабелями, каждый из которых выбирается по наибольшему продолжительному току воздушной линии. Допускается снабжение по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему коммутатору.

При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности заменены повредившегося трансформатора за время не более 1 суток допускается электроснабжение приемников 3 категории от одного трансформатора.

Для приемников 3 категории электроснабжение может выполняться от одного источника энергии при условии, что перерывы снабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные свойства электроэнергии?

2. Что понимается под качеством электроэнергии?

3. Перечислите основные группы потребителей энергии?

4. Какие показатели характеризуют качество электроэнергии?

5. Какие электроприемники относятся к 1 категории и как должно обеспечиваться их электроснабжение?

6. Какие технико-экономические преимущества дает объединение электростанций в энергосистемы?

7. Основные задачи, решаемые ЦДУ?

8. Где используются графики электрических нагрузок и их основные разновидности?

9. Какие технико-экономические показатели можно определить по графикам?

10. Какие станции покрывают базовую часть суточного графика нагрузки энергосистемы?

11. Каково назначение устройств АВР?

12. Что такое вращающийся резерв и что такое холодной резерв?

13. Назначение устройств релейной защиты и автоматики?

14. В каких случаях устанавливаются однофазные трансформаторы?

В любом современном автомобиле имеется множество электрических устройств. Все они делятся на источники и потребители электрической энергии.

Источник электрической энергии — это устройство, которое вырабатывает электричество из механической, химической или какой-либо другой энергии. В автомобиле источниками электричества являются аккумуляторная батарея и генератор.

Потребители электрической энергии – это любые устройства, которые питаются от электричества – система зажигания, стартер, световые и контрольно-измерительные приборы, стеклоочистители и многое другое.

Электричества, вырабатываемого генератором, как правило, достаточно для обеспечения энергией всех включенных потребителей. Но это происходит только при работающем двигателе, поскольку именно от него генератор получает механическую энергию. А как быть, если нам надо запустить двигатель? Для запуска исправного двигателя необходимо, чтобы его коленчатый вал провернулся на несколько оборотов от внешнего источника.Таким внешним источником в автомобиле является небольшой электродвигатель – стартер.

Мощности исправной аккумуляторной батареи хватает также на то, чтобы при выключенном двигателе в течение ограниченного времени снабжать током потребители небольшой мощности – световые приборы, стеклоочистители и т.п. Однако со временем аккумуляторная батарея разряжается – количество вырабатываемой ею энергии уменьшается и постепенно снижается до нуля. Чтобы этого не происходило, батарею нужно подзаряжать – точно так же, как мы подзаряжаем аккумулятор в мобильном телефоне.

Итак, на исправном автомобиле мы получаем замкнутый круг. Аккумуляторная батарея питает электродвигатель стартера. Вал стартера приводит во вращение коленчатый вал двигателя, который, в свою очередь, заставляет вращаться вал генератора. Генератор вырабатывает электрический ток, часть которого идет на подзарядку аккумуляторной батареи.

Чтобы источники электроэнергии работали долго и эффективно, их надо беречь. Не следует перегружать аккумуляторную батарею, включая слишком много потребителей при остановленном двигателе. Особенно трудным для аккумуляторной батареи является холодное время года, когда для запуска двигателя требуется гораздо больше энергии, чем летом. Поэтому каждую осень рекомендуется очищать батарею от грязи, проверять состояние ее корпуса, уровень и плотность электролита, а также надежность крепления проводов. Генератор и стартер, как и любые другие электродвигатели, больше всего боятся воды, которая может попасть на них при проезде на высокой скорости по большим и глубоким лужам. Кроме того, генератор может выйти из строя из-за неправильного подключения проводов или плохого электрического контакта. Если контакты неплотно соприкасаются друг с другом, начинается искрение, перегрев, и нагрузка на генератор значительно возрастает. Поэтому при эксплуатации автомобиля важно, чтобы все электрические соединения были чистыми, сухими и по возможности защищенными от воды и других внешних воздействий.

Виды источников электрического тока

Существуют следующие виды источников электрического тока:

механические;
тепловые;
световые;
химические.

Механические источники

В этих источниках происходит преобразование механической энергии в электрическую. Преобразование осуществляется в специальных устройствах – генераторах. Основными генераторами являются турбогенераторы, где электрическая машина приводится в действие газовым или паровым потоком, и гидрогенераторы, преобразующие энергию падающей воды в электричество. Большая часть электроэнергии на Земле производится именно механическими преобразователями.

Тепловые источники

Здесь преобразуется в электричество тепловая энергия. Возникновение электрического тока обусловлено разностью температур двух пар контактирующих металлов или полупроводников — термопар. В этом случае заряженные частицы переносятся от нагретого участка к холодному. Величина тока зависит напрямую от разности температур: чем больше эта разность, тем больше электрический ток. Термопары на основе полупроводников дают термоэдс в 1000 раз больше, чем биметаллические, поэтому из них можно изготавливать источники тока. Металлические термопары используют лишь для измерения температуры.

В настоящее время разработаны новые элементы на основе преобразования тепла, выделяющегося при естественном распаде радиоактивных изотопов. Такие элементы получили название радиоизотопный термоэлектрический генератор. В космических аппаратах хорошо себя зарекомендовал генератор, где применяется изотоп плутоний-238. Он даёт мощность 470 Вт при напряжении 30 В. Так как период полураспада этого изотопа 87,7 года, то срок службы генератора очень большой. Преобразователем тепла в электричество служит биметаллическая термопара.

Световые источники

С развитием физики полупроводников в конце ХХ века появились новые источники тока – солнечные батареи, в которых энергия света преобразуется в электрическую энергию. В них используется свойство полупроводников выдавать напряжение при воздействии на них светового потока. Особенно сильно этот эффект наблюдается у кремниевых полупроводников. Но всё-таки КПД таких элементов не превышает 15%. Солнечные батареи стали незаменимы в космической отрасли, начали применяться и в быту. Цена таких источников питания постоянно снижается, но остаётся достаточно высокой: около 100 рублей за 1 ватт мощности.

Химические источники

Все химические источники можно разбить на 3 группы:

Гальванические
Аккумуляторы
Тепловые

Гальванические элементы работают на основе взаимодействия двух разных металлов, помещённых в электролит. В качестве пар металлов и электролита могут быть разные химические элементы и их соединения. От этого зависит вид и характеристики элемента.

ВАЖНО! Гальванические элементы используются только разово, т.е. после разряда их невозможно восстановить.

Существует 3 вида гальванических источников (или батареек):

В щелочных батарейках в качестве электролита используется пастообразный раствор щёлочи — гидрооксида калия. Цинковый анод заменён на порошкообразный цинк, что позволило увеличить отдаваемый элементом ток и время работы. Эти элементы служат в 1,5 раза дольше солевых.

В литиевом элементе анод сделан из лития — щелочного металла, что значительно увеличило продолжительность работы. Но одновременно увеличилась цена из-за относительной дороговизны лития. Кроме того, литиевая батарейка может иметь различное напряжение в зависимости от материала катода. Выпускают батарейки с напряжением от 1,5 В до 3,7 В.

Аккумуляторы — источники электрического тока, которые можно подвергать многим циклам заряда-разряда. Основными видами аккумуляторов являются:

Свинцово-кислотные;
Литий-ионные;
Никель-кадмиевые.

Свинцово-кислотные аккумуляторы состоят из свинцовых пластин, погружённых в раствор серной кислоты. При замыкании внешней электрической цепи происходит химическая реакция, в результате которой свинец преобразуется в сульфат свинца на катоде и аноде, а также образуется вода. В процессе зарядки сульфат свинца на аноде восстанавливается до свинца, а на катоде до диоксида свинца.

Литий-ионный аккумулятор получил своё название из-за того, что в качестве носителя электричества в электролите служат ионы лития. Ионы возникают на катоде, который изготовлен из соли лития на подложке из алюминиевой фольги. Анод изготавливается из различных материалов: графита, оксидов кобальта и других соединений на подложке из медной фольги.

Напряжение в зависимости от применяемых компонентов может быть от 3 В до 4,2 В. Благодаря низкому саморазряду и большому количеству циклов заряда-разряда литий-ионные аккумуляторы приобрели большую популярность в бытовой технике.

ВАЖНО! Литий-ионные аккумуляторы очень чувствительны к перезарядке. Поэтому для их зарядки нужно использовать зарядные устройства, предназначенные только для них, которые имеют встроенные специальные схемы, предотвращающие перезаряд. Иначе может произойти разрушение аккумулятора и его возгорание.

В никель-кадмиевых аккумуляторах катод сделан из соли никеля на стальной сетке, анод из соли кадмия на стальной сетке, а электролит — смесь гидроксида лития и гидроксида калия. Номинальное напряжение такого аккумулятора — 1,37 В. Он выдерживает от 100 до 900 циклов зарядки-разрядки.

Тепловые химические элементы служат как источники резервного питания. Они дают отличные характеристики по удельной плотности тока, но имеют короткий срок службы (до 1 часа). Применяются в основном в ракетной технике, где нужны надёжность и кратковременная работа.

Таким образом, рост электровооруженности труда определяется не только увеличением выработки электроэнергии на электростанциях, которая у нас в стране непрерывно растет, но и фактически рациональным ее использованием в различных устройствах и установках потребителей. С этой точки зрения безусловно рациональным является-распределение электроприемников по надежности электроснабжения на несколько категорий с учетом их значимости в технологическом процессе производства, безаварийной работы оборудования и безопасности его обслуживания.

Введение 2
1.Потребители электроэнергии и их классификация 4
2.Основные определения и назначения подстанций и распределительных
устройств 8
3.Классификация способов защиты. Параметры релейной защиты 10
4.Виды управления, сигнализации и контроля 11
5.Требования и средства автоматизации. Автоматическое включение
резерва 12
6.Перенапряжения и молниезащита. Защита подземных сооружений от электрокорозии блуждающими токами 14
Список литературы

Файлы: 1 файл

Электроснабжение (реферат).docx

1.Потребители электроэнергии и их классификация 4

2.Основные определения и назначения подстанций и распределительных

3.Классификация способов защиты. Параметры релейной защиты 10

4.Виды управления, сигнализации и контроля 11

5.Требования и средства автоматизации. Автоматическое включение

6.Перенапряжения и молниезащита. Защита подземных сооружений от электрокорозии блуждающими токами 14

Список литературы 17

План ГОЭЛРО, принятый Всероссийским съездом Советов в 1920 г., воплощал ленинские принципы социалистической электри фикации в форме конкретного государственного плана развития народного хозяйства страны на основе электрификации. В этом плане намечалось сооружение 30 крупных районных электростан ций, общей мощностью 1750 тыс. кВт, а также линии электропередачи напряжением 35 и 110 кВ. Большое значение придава лось строительству крупных гидростанций, которых дореволюцион ная Россия не имела. Большинство из электростанций должны были использовать местные энергетические ресурсы — низкосорт ные, угли, штыб, сланцы и особенно торф.

Экономичность электроснабжения достигается путем разработки совершенных систем распределения электроэнергии, использования рациональных конструкций комплектных распределительных устройств и. трансформаторных подстанций и разработки оптимизации системы электроснабжения. На экономичность влияет выбор рациональных напряжений, оптимальных значений сечений проводов и кабелей, числа и мощности трансформаторных подстанций, средств компенсации реактивной мощности и их размещение в сети.

Реализация этих требований обеспечивает снижение затрат при сооружении и эксплуатации всех элементов системы электроснабжения, выполнение с высокими технико-экономическими показателями планов электрификации всех отраслей народного хозяйства, надежное и качественное электроснабжение промышленных предприятий. В результате, увеличивается электровооруженность труда в промышленности и в других отраслях народного хозяйства, которая-представляет собой количество электроэнергии на одного работающего (МВт/(чел-год)), а это в свою очередь обеспечивает рост производительности труда и степень его механизации.

Для обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяют на следующие три категории:

первая категория — электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции, расстройство технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. В эту категорию входит особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производствами предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования;

вторая категория — электроприемники, перерыв в электроснабжении которых приводит к массовому недоотпуску продукции массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей;

третья категория — остальные электроприемники, не подходящие под определение первой и второй категорий.

Электроприемники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания; перерыв в электроснабжении при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Для электроприемников второй категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания.

При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более суток допускается питание электроприемников второй категории от одного трансформатора.

Потребители электроэнергии и их классификация.

Потребителем электрической энергии называется электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории.

Приемником электрической энергии (электроприемником) называется аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.

Систематизацию потребителей электроэнергии, а следовательно, и их нагрузок осуществляют обычно по следующим основным эксплуатационно-техническим признакам: производственному назначению; производственным связям; режимам работы; мощности,напряжению; роду тока; требуемой степени надежности питания; территориальному размещению; плотности нагрузки; стабильности расположения электроприемников. Однако при определении электрических нагрузок промышленного предприятия достаточно, систематизировать потребителей электроэнергии по режимам работы, мощности, напряжению, роду тока и требуемой степени надежности питания, считая остальные признаки вспомогательными.

По режимам работы все потребители электроэнергии можно распределить на ряд групп, для которых предусматриваются три режима работы:

продолжительный, при котором электрические машины могут работать длительное время, причем превышение температуры отдельных частей машины не выходит за пределы, устанавливаемые стандартом;

кратковременный, при котором рабочий период не настолько длителен, чтобы температуры отдельных частей машины могли достигнуть установившегося значения, период же остановки машины настолько длителен, что машина успевает охладиться до температуры окружающей среды;

повторно-кратковременный, при котором рабочие периоды чередуются с периодами пауз, a длительность всего цикла не превышает 10 мин. При этом нагрев не превосходит, допустимого, а охлаждение не достигает температуры окружающей среды.

Анализ режимов работы потребителей электроэнергии промышленных предприятий показывает, что в продолжительном режиме работает большинство электродвигателей, обслуживающих основные технологические агрегаты, и механизмы. Длительно, без отключения, от нескольких часов до нескольких смен подряд, с достаточно высокой, неизменной или маломеняющейся нагрузкой работают электроприводы вентиляторов, насосов, компрессоров, преобразователей, механизмов непрерывного транспорта и т. п. Длительно, но с переменной нагрузкой и кратковременными отключениями, за время которых, электродвигатель не успевает охладиться до температуры окружающей среды, а длительность циклов превышает 10 мин, работают электродвигатели, обслуживающие станки холодной обработки металлов, деревообрабатывающие станки, специальные механизмы, литейных цехов, молоты, прессы и ковочные машины кузнечно-прессовых цехов.

В кратковременном режиме работает подавляющее большинство электроприводов вспомогательных механизмов металлорежущих станков, а также механизмов для открывания фрамуг, гидравлических затворов, всякого рода заслонок и т.п.

В повторно-кратковременном режиме работают электродвигатели мостовых кранов, тельферов, подъемников и аналогичных им установок, вспомогательных и некоторых главных приводов прокатных цехов. К этой группе относятся, и сварочные аппараты, работающие с постоянными, большими бросками мощности. Самостоятельную группу электроприемников составляют нагревательные аппараты и электропечи работающие в продолжительном режиме с постоянной или маломеняющейся нагрузкой, и электрическое освещение, отличительной особенностью режима работы которого является резкое изменение нагрузки почти от нуля до максимума в зависимости от времени суток и постоянство нагрузки во все время, когда освещение включено.

По м о щ н о с т и и н а п р я ж е н и ю все потребители электроэнергии можно разделить на две группы:

потребители большой мощности (80—100 кВт и выше) на напряжение 3—6—10 кВ, получающие питание непосредственно от сети 3—6—10 кВ. К этой группе относятся мощные печи сопротивления и дуговые печи для плавки черных и цветных металлов, питаемые через собственные трансформаторы;

потребители малой и средней мощности (ниже 80—100 кВт), питание которых возможно и экономически целесообразно только на напряжении 380—660 B

П о р о д у т о к а все потребители электроэнергии можно разделить на три группы: работающие от сети переменного тока нормальной промышленной частоты (50 Гц), работающие от сети переменного тока повышенной или пониженной частоты и работающие от сети постоянного тока. Основной род тока, на котором работают электроустановки промышленных предприятий, переменный трехфазный ток частотой 50 Гц.

Отдельные потребители электроэнергии (электроинструмент, специальные станки в деревообрабатывающих цехах, ряд шлифовальных станков в подшипниковой промышленности и др.) используют для питания высокоскоростных электродвигателей токи повышенной частоты (180—400 Гц). Установки индукционного и диэлектрического нагрева требуют токов повышенных и высоких частот, получаемых от машинных (до частот 10 000 Гц) и электронных (свыше 10 000 Гц) генераторов.

Для ряда производственных механизмов необходимы широкое регулирование скорости, поддержание постоянства скорости технологического процесса, повышенный перегрузочный момент при повторно-кратковременном режиме работы, частое реверсирование, быстрые разгоны и торможения, что вызывает необходимость применения электродвигателей постоянного тока для электроприводов этих механизмов. Цехи электролиза, электролитического получения металлов, гальванические цехи и некоторые виды электросварки требуют также постоянного тока.

Поэтому при построении схемы электроснабжения промышленного предприятия приходится считаться с наличием на предприятии потребителей постоянного тока и токов высокой частоты и, следовательно, предусматривать специальные преобразовательные установки для питания этих потребителей и для обслуживания отдельных электроустановок или их групп. При незначительном числе и небольшой мощности отдельных потребителей постоянного тока или токов высокой частоты, а также при их разбросанности по территории цехов у каждого из этих потребителей устанавливают индивидуальные преобразовательные агрегаты. Их устанавливают и у мощных электроприводов, управление которыми производится по специальным схемам. При достаточно большом числе и большой суммарной мощности потребителей предусматриваются централизованные преобразовательные подстанции со статическими полупроводниковыми выпрямителями или двигатель-генераторами. В системе электроснабжения предприятия эти преобразователи электроэнергии являются потребителями переменного тока.

При проектировании системы электроснабжения потребители электроэнергии (отдельный электроприемник, группа электроприемников, цех, предприятие и др.) рассматривают в качестве электрических нагрузок.

По характеру нагрузок различают потребителей активной и реактивной мощности. Активную мощность потребляют многие термоэлектрические установки, электропечи, осветительные установки и др. Потребителями реактивной мощности являются силовые трансформаторы, электродвигатели, конденсаторные батареи и др. Как правило, эквивалентная нагрузка большинства потребителей электроэнергии является активно–индуктивной, а, следовательно, потребляется и активная, и реактивная электроэнергия.

По режиму работы отдельные электроустановки потребителей могут работать в длительном тепловом режиме (электродвигатели насосов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров и т.п.), кратковременном тепловом режиме (электродвигатели шиберов, задвижек, шаровых кранов и т.п.) или повторно–кратковременном тепловом режиме (электродвигатели подъемно–транспортных механизмов, роботов–манипуляторов, металлорежущих станков и др.).

По величине мощности и напряжения различают потребителей электроэнергии малой, средней и большой мощности, низкого и высокого напряжения. К потребителям низкого напряжения и малой и средней мощности относят потребителей, питающихся напряжением до 1 кВ (220, 380 и 660 В) и мощностью до 100 кВт. К потребителям высокого напряжения и большой мощности относят потребителей, питающихся напряжением свыше 1 кВ (3, 6 и 10 кВ), и мощностью свыше 100 кВт, однако ряд потребителей большой мощности получает питание по сети 380–660 В.

По роду тока различают потребителей переменного тока промышленной частоты 50–60 Гц (асинхронные и синхронные двигатели, тиристорные преобразователи и др.), повышенной частоты 0,1–1 кГц (электроинструмент, высокоскоростной электропривод, шлифовальные станки и др.), высокой частоты 1–10 кГц и сверхвысокой частоты свыше 10 кГц (печи индуцированного нагрева, СВЧ–печи и др.).

По степени надежности электропитания различают потребителей первой, второй и третьей категории [1].

Электроприемники первой категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения.

Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.

Электроприемники второй категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Электроприемники третьей категории – все остальные электроприемники, не относящиеся к первой и второй категориям.

Структура потребления электроэнергии в РФ основными отраслями в % от выработанной электроэнергии:

Израсходовано для собственных нужд

Израсходовано при передаче и распределении

по электрической сети общего пользования …… 8,5

Всего полезно отпущенной электроэнергии …… 85,4

Экспорт в другие страны ………………………… 5,0

Итого отпущено потребителям в стране ..………. 80,4

– сельскому хозяйству ……………………………. 6,0

– жилищно–коммунальному хозяйству ………….. 8,2

– прочим потребителям …………………………. 3,4

Главным потребителем электроэнергии является промышленность. Наиболее энергоемкими отраслями промышленности являются черная и цветная металлургия, химическая промышленность и машиностроение. В этих отраслях промышленности до 70 % электроэнергии потребляют электродвигатели. В электротехнологических установках (электропечах, электролизерах и др.) потребляется до 25–35 %. На освещение расходуется 5–10 % электроэнергии.

Графики электрических и тепловых нагрузок

Энергосистем

Потребляемая мощность энергосистемы меняется в течение суток, по дням недели и месяцам года, что объясняется переменным характером потребления и его структурой. Основную часть электрической нагрузки составляет промышленное потребление электроэнергии односменными, двухсменными и трехсменными предприятиями (рис. 1.1, а). Суточный график электрической нагрузки энергосистемы отличается также по дням недели (рабочий и нерабочий день) и по временам года. Наибольшие электрические нагрузки имеют место осенью и зимой (осенний и зимний максимум), т.е. в период отопительного сезона. Формирование суточного графика электрической нагрузки рабочего дня рассматривается как сумма нагрузки различных категорий потребителей. В результате наложения электрической нагрузки двухсменных и односменных предприятий и нагрузки, имеющей пиковый характер, получается характерный суточный график электрической нагрузки энергосистемы с ночным спадом, последующим быстрым утренним ростом нагрузки до утреннего пика, дневным неглубоким спадом, и последующим вечерним пиком, после которого следует быстрый спад нагрузки. Параллельная работа электростанций энергосистемы помогает покрывать этот переменный суточный график электрической нагрузки.

Для обеспечения утреннего и особенно вечернего максимума подключаются пиковые электростанции, в часы ночного провала электрической нагрузки часть турбин и соответственно котлов разгружается и несет минимальную технически допустимую нагрузку (технический минимум), часть турбин и котлов выводится в резерв.

На рис. 1.1, б показаны суточные графики электрической нагрузки энергосистемы по рабочим и выходным дням недели, а также в субботу – график промежуточный между пятницей (рабочим днем) и воскресеньем (выходным днем).

Суммарная электрическая нагрузка распределяется между электростанциями энергосистемы с учетом их маневренности, т.е. способности к работе по переменному графику нагрузки, и тепловой экономичности.

На рис. 1.2, а, б приведен характерный суточный график электрической нагрузки энергосистемы в зимний и летний дни. На рис. 1.2, в показан годовой график продолжительности электрических нагрузок, который строится по суточным графикам нагрузки – зимнему и летнему, рабочего и нерабочего дней. Годовой график электрических нагрузок по продолжительности (график Росандера) описывается формулой

где P, P_макс – соответственно текущее и максимальное значение мощности;

τ, τ_год – соответственно текущее и годовое (8760 ч) время;

f₀ – отношение минимальной и максимальной мощности годового графика нагрузки; f₀ = P_мин / P_макс;

f – коэффициент годовой нагрузки;

λ — показатель степени, зависящий от коэффициента годовой нагрузки; .

Рис. 1.2. Суточный график электрической нагрузки

энергоблока: а – зимний день; б – летний день; в – построение

годового графика электрических нагрузок по продолжительности

Годовое потребление электрической энергии равно площади под кривой на графике Росандера (рис. 1.2, в):

Тепловая энергия требуется для технологических процессов и силовых установок промышленности, для отопления и вентиляции производственных, жилых и общественных зданий, кондиционирования воздуха и бытовых нужд (горячего водоснабжения). Для производственных целей обычно требуется насыщенный пар давлением от 0,15 до 1,6 МПа. Однако чтобы уменьшить потери при транспортировке и избежать необходимости непрерывного дренирования воды из коммуникаций, с электростанции пар отпускают несколько перегретым. На отопление, вентиляцию и бытовые нужды с теплоэлектроцентрали обычно горячая вода поступает с температурой от 70 до 150 °С в городские тепловые сети и от 70 до 180 °С – в пригородные.

Различают местное и централизованное теплоснабжение. Система местного теплоснабжения обслуживает одно или несколько зданий, система централизованного – жилой или промышленный район. В системах местного теплоснабжения источниками тепла служат печи, водогрейные котлы, водонагреватели (в том числе солнечные) и т.п. В РФ наибольшее применение нашло централизованное теплоснабжение (в связи с этим термин "теплоснабжение" чаще всего употребляется применительно к системам централизованного теплоснабжения). Его основные преимущества перед местным теплоснабжением: значительное снижение расхода топлива и эксплуатационных затрат (например, за счет автоматизации котельных установок и повышения их КПД); возможность использования низкосортного топлива; уменьшение степени загрязнения воздушного бассейна и улучшение санитарного состояния населенных мест.

Централизованная система теплоснабжения включает в себя источник теплоты (промышленная и районная отопительная котельная, теплоэлектроцентраль), трубопроводы для транспортирования теплоты (паровые или водяные тепловые сети) и установки потребителей, использующие теплоту для технологических или бытовых нужд и присоединяемые к сети через тепловые пункты.

Централизованное теплоснабжение с ТЭЦ в качестве источника теплоты называется теплофикацией. Последняя благодаря комбинированной выработке электроэнергии и теплоты на ТЭЦ дает существенную экономию топлива.

Теплота на бытовые нужды (горячее водоснабжение) может подаваться с водой, поступающей к потребителю из тепловой сети, и с предварительно нагретой водопроводной водой. При горячем водоснабжении, осуществляемом сетевой водой, схему называют открытой, при горячем водоснабжении предварительно нагретой водопроводной водой — закрытой схемой.

Технологические потребители являются, как правило, круглогодовыми и имеют преимущественно ровный суточный график нагрузки (нефтеперегонные заводы, нефтехимические и химические комбинаты и др.). Некоторые теплопотребляющие предприятия работают в две смены и имеют ночной спад тепловой нагрузки. Подача пара технологическим потребителям осуществляется обычно по однотрубному паропроводу надземной прокладки.

Тепловая нагрузка электростанции, определяемая расходом теплоты на производственные процессы и бытовые нужды (горячее водоснабжение), практически не зависит от наружной температуры воздуха. Однако летом эта нагрузка несколько меньше, чем зимой. В то же время промышленная и бытовая тепловые нагрузки резко изменяются в течение суток. Кроме того, среднесуточная нагрузка электростанции при использовании теплоты на бытовые нужды в конце недели и предпраздничные дни значительно выше, чем в другие рабочие дни недели. Типичные графики изменения суточной тепловой нагрузки промышленных предприятий и горячего водоснабжения жилого района показаны на рис. 1.3 и 1.4.

Отопительная тепловая нагрузка, расход теплоты на вентиляцию и кондиционирование воздуха зависят от температуры наружного воздуха и имеют сезонный характер. Расход теплоты на отопление и вентиляцию наибольший зимой и полностью отсутствует в летние месяцы; на кондиционирование воздуха теплота расходуется только летом (поэтому расширение сферы применения кондиционированного воздуха приведет к повышению эффективности теплофикации).

Для крупных городских и пригородных ТЭЦ основным видом тепловой нагрузки является отопительная, и поэтому значение τ_макс. для них ниже числа часов использования максимума электрической нагрузки.

Рис. 1.3. График суточной тепловой нагрузки предприятий:

Рис. 1.4. Суточные графики изменения расхода теплоты

на бытовые нужды района:

а – в рабочие дни недели; б – по субботам.

Потребление теплоты на горячее водоснабжение является круглогодичным, однако средняя нагрузка летом снижается относительно зимней на 15–25%. График нагрузки горячего водоснабжения Q_г в течение одних суток приведен на рис. 1.5 и подобен суточному графику потребления электроэнергии.

Ночью имеет место сильный спад нагрузки, затем утром – пик нагрузки, за которым следуют дневной спад примерно до среднесуточной нагрузки Q_ср и, наконец, вечерний пик. Суточные графики нагрузки горячего водоснабжения различны для различных дней недели. Особенно высокий вечерний пик эта нагрузка имеет в субботу.

Рис. 1.5. Суточный график нагрузки горячего

При расчете тепловых нагрузок принимается постоянная средненедельная нагрузка горячего водоснабжения, которая подсчитывается по нормам на одного жителя и затем суммируется.

Романтизм как литературное направление: В России романтизм, как литературное направление, впервые появился .

Основные идеи славянофильства: Славянофилы в своей трактовке русской истории исходили из православия как начала.

Читайте также: