Характеристика споживачів електроенергії промислових підприємств

Споживачі електроенергії промислових підприємств поділяються на наступні групи [2, c. 124]:

- споживачі трьохфазного струму напругою до 1000 В, частотою 50 Гц;

- споживачі трьохфазного струму напругою вище 1000 В, частотою 50 Гц;

- споживачі однофазного струму напругою до 1000 В, частотою 50 Гц;

- споживачі, які працюють з частотою відмінною від 50 Гц, їхнє живлення здійснюється від перетворюючих підстанцій і установок;

- споживачі постійного струму, які живляться від перетворюючих підстанцій і установок.

Для правильної побудови системи промислового електропостачання всіх споживачів перерахованих вище груп необхідно вияснити:

- вимоги, які обумовлені діючими Правилами улаштування електроустановок (ПУЕ) щодо надійності живлення споживачів;

- режим роботи (тривалий, короткочасний, повторно-короткочасний);

- місця розташування споживачів електроенергії, (стаціонарні чи пересувні).

В даний час електропостачання промислових підприємств здійснюється на змінному струмі. Для живлення групи споживачів постійного струму споруджуються перетворюючі підстанції, на яких встановлюються такі перетворюючі агрегати:

- напівпровідникові випрямлячі;

- ртутні випрямлячі;

- двигуни-генератори;

- механічні випрямлячі.

Згідно ПУЕ електротехнічні установки, які виробляють, перетворюють, розподіляють і споживають електроенергію діляться на електроустановки напругою до 1000 В і електроустановки напругою більше 1000 В.

Електротехнічні установки напругою до 1000 В виконуються як з глухо-заземленою, так і з ізольованою нейтраллю, а установки постійного струму – з глухо-заземленою і ізольованою нульовою точкою.

Електричні установки з ізольованою нейтраллю слід застосовувати для підвищення надійності живлення систем промислового електропостачання (торфові розробки, вугільні шахти та ін.) при умові, що в цьому випадку забезпечується контроль ізоляції мережі і цілість пробивних запобіжників, швидке виявлення персоналом замикань на землю і швидке усунення їх або автоматичне відключення ділянок з замиканням на землю.

В чотирьохпровідних мережах змінного струму, або трьохпровідних мережах постійного струму для установок без підвищеної небезпеки глухе заземлення нейтралі обов’язкове.

Електричні установки напругою більше 1000 В поділяються на пристрої [2, c. 47]:

- з ізольованою нейтраллю (напругою до 35 кВ);

- з нейтраллю, яка вмикається на землю через індуктивний опір для компенсації ємнісних струмів (напругою до 35 кВ і рідко 110 кВ);

- з глухо-заземленою нейтраллю (напругою 110 кВ і вище).

Крім цього, всі ці установки поділяються на пристрої з малими струмами замикання на землю (до 500 А) і пристрої з великими струмами замикання на землю (більше 500 А).

За частотою використовуваного струму споживачі електроенергії діляться [2, c. 48] на споживачі:

- промислової частоти (50 Гц);

- високої частоти (понад 10 кГц);

- підвищеної частоти (до 10 кГц);

- пониженої частоти (менше 50 Гц).

Розрізняють [2, c. 76] три характерні групи споживачів:

- споживачі, що працюють в режимі з тривалим або таким, що мало змінюється навантаженням. В цьому режимі електрична машина або апарат може працювати тривалий час без перевищення температури окремих частин машини або апарата вище допустимої. До таких споживачів відносяться електродвигуни компресорів, насосів, вентиляторів та ін.;

- споживачі, що працюють в режимі короткочасних навантажень. В цьому режимі робочий період машини або апарата не настільки тривалий, щоби температура окремих частин машини або апарата могла досягнути допустимого значення. Період зупинки машини або апарата настільки тривалий, що машина практично встигає охолонути до температури навколишнього середовища. Прикладом цієї групи споживачів є електродвигуни електроприводів допоміжних механізмів металорізальних верстатів (механізми підняття поперечини, затискання колон, двигуна швидкого переміщення супорту та ін.);

- споживачі, які працюють в режимі повторно-короткочасного навантаження. В цьому режимі короткочасні робочі періоди машини або апарату чергуються з короткочасними періодами відмикання. Приладом цієї групи споживачів є електродвигуни кранів, зварювальні апарати та ін. Для перерахованих вище режимів роботи споживачів у відповідності з вимогами Державних стандартів України (ДСТУ), електропромисловість випускає електродвигуни розраховані на вказані умови роботи.

До загальнопромислових установок відносяться вентилятори, насоси, компресори, верстати і т. п. В них застосовуються асинхронні і синхронні двигуни трифазного змінного струму частотою 50 Гц напругою від 127 В до 10 кВ, а там, де необхідно регулювати продуктивність, – двигуни постійного струму. Діапазон їх потужностей змінюється від декількох кіловат (електродвигуни пилорами, і т. п.) до десятків мегават (преси, комплексні верстати). Основним агрегатам (верстатам, вентиляторам і т. п.) властивий тривалий режим роботи. Електродвигуни засувок, затворів і т. п. працюють в короткочасному режимі.

На промислових підприємствах переважає електричний привід виробничих механізмів. Залежно від технологічних особливостей механізму або агрегату, використовуються всі види двигунів змінного і постійного струму, потужністю від декількох кіловат до декількох мегават, на номінальні напруги до 10 кВ.

В досліджуваному товаристві, споживачі електричної енергії за видом перетворення енергії розділяються на електричні приводи і електроосвітлювальні установки. Електроприводи займають основне місце щодо споживання електричної енергії. Всі вони працюють в короткочасному, тривалому та повторно короткочасному режимах роботи. Велика різноманітність двигунів встановлена на різноманітних верстатах. Потужність двигунів коливається від 5,5 до 37 кВт. Їх коефіцієнти використання коливаються від [2, с. 44] 0,14 до 0,17.