Пријемници електричне енергије

Пријемник електричне енергије (електрични пријемник) је апарат, јединица, механизам намењен за конверзија електричне енергије у другој врсти енергије (укључујући електричну, према другим параметрима) да је користи.

Према њиховој технолошкој намени, они се класификују у зависности од врсте енергије у коју овај пријемник претвара електричну енергију, а посебно:

• механизми погона машина и механизама;

• електротермална и електрична постројења;

• електрохемијске инсталације;

• уградња астеније електроде;

• инсталације електростатичких и електромагнетних поља,

• електрофилтери;

• инсталације за третман варницом;

• електронске и рачунарске машине;

• уређаји за контролу и испитивање производа.

Корисник електричне енергије се назива електрични пријемник или група електричних пријемника уједињених технолошким процесом и смештених у одређеном простору.

Савезни закон „о енергетици“ дефинише потрошача електричне и топлотне енергије као лице које је купује за своје домаћинство или индустријске потребе, а субјекте електропривреде – „лице које обављају делатност у области електричне енергије, укључујући и производња електричне и топлотне енергије, снабдевање потрошача енергијом „при преносу електричне енергије, оперативна диспечерска контрола у електропривреди, продаја електричне енергије, организација откупа и продаје електричне енергије“.

Класификација потрошача електричне енергије ради обезбеђења поузданости напајања

У погледу обезбеђивања поузданости напајања, потрошачи електричне енергије су подељени у следеће три категорије:

Електрични пријемници И категорије - електрични пријемници, чији прекид напајања може довести до: опасности по живот људи, значајне штете по националну привреду, оштећења скупе основне опреме, масовних недостатака производа, поремећаја сложеног технолошког процеса, нарушавање функционисања посебно важних елемената привреде заједнице.

Из састава електрични пријемници 1. категорије издваја се посебна група електричних пријемника, чији је континуирани рад неопходан за несметано гашење производње како би се спречиле претње по људски живот, експлозије, пожари и оштећење скупе главне опреме.

Електрични пријемници ИИ категорије - електрични пријемници чији прекид напајања доводи до масовне несташице производа, масовних прекида рада радника, механизама и индустријског транспорта, поремећаја нормалних активности значајног броја становника градова и села. области.

Електрични пријемници категорије ИИИ — сви други електрични пријемници који не испуњавају дефиниције за Категорије И и ИИ. То су пријемници помоћних радионица, несеријска производња производа итд.

Електрични пријемници И категорије морају се напајати електричном енергијом из два независна међусобно редундантна извора напајања, а прекид њиховог напајања у случају нестанка струје са једног од извора напајања може се дозволити само за време аутоматског обнављања напајања. За напајање посебне групе електричних потрошача И категорије потребно је обезбедити додатно напајање из трећег независног међусобно редундантног извора напајања.

Да би се правилно утврдила категорија електричних пријемника, потребно је проценити вероватноћу настанка хаварије на деоницама електроенергетског система, утврдити могуће последице и материјалну штету као последица ових хаварија. Приликом одређивања категорије електричних пријемника не треба прецењивати категорију трајне снаге потребне за различите групе електричних пријемника. Приликом одређивања електричних пријемника за прву категорију узима се у обзир технолошка резерва, за другу - померање производње.

Класификација пријемника електричне енергије

Потрошаче електричне енергије карактеришу:

1.укупна инсталисана снага електричних пријемника;

2. по припадности индустрији (нпр. пољопривреди);

3. по тарифној групи;

4. по категорији енергетских услуга.

Електричне инсталације које производе, трансформишу, дистрибуирају и троше електричну енергију деле се по напонском нивоу на електричне инсталације напона изнад 1 кВ и до 1 кВ (за електричне инсталације једносмерне струје — до 1,5 кВ). Електричне инсталације напона до 1 кВ наизменичне струје изводе се са чврсто уземљеним нултом, а у условима са повећаним безбедносним захтевима - са изолованим нултом (рудници тресета, рудници угља, мобилне електроинсталације и др.).

Инсталације изнад 1 кВ се деле на инсталације:

1) са изолованим неутралним (напон 35 кВ и нижи);

2) са компензованим неутралним (повезан са земљом индуктивним отпором ради компензације капацитивних струја), користе се за мреже напона до 35 кВ и ређе 110 кВ;

3) са слепо уземљеном неутралом (напон 110 кВ и више).

По природи струје сви електрични пријемници који раде из мреже могу се поделити на електричне пријемнике са наизменичном струјом индустријске фреквенције од 50 Хз (у неким земљама користе 60 Хз), наизменичном са повећаном или смањеном фреквенцијом и једносмерном струјом. .

Већина потрошача електричне енергије индустријских корисника електричне енергије ради на трофазну наизменичну струју фреквенције 50 Хз.

Користе се подешавања повећане фреквенције:

• за грејање за каљење, за штанцање метала, микроталасне пећнице итд.;

• у технологијама где је потребна велика брзина ротације електромотора (текстилна индустрија, обрада дрвета, преносиви електрични алати у конструкцији авиона) итд.

За добијање фреквенције до 10.000 Хз користе се тиристорски претварачи, за фреквенције изнад 10.000 Хз користе се електронски генератори.

Нискофреквентни електрични пријемници се користе у транспортним уређајима, на пример за ваљаонице (ф = 16,6 Хз), у постројењима за мешање метала у пећима (ф = 0 ... 25 Хз). Поред тога, смањена фреквенција напона се користи у уређајима за индукционо грејање.

Искуство са коришћењем индустријских (50 Хз) и повећаних (60 Хз) фреквенција потврдило је економску изводљивост фреквенције од 60 Хз, а техничко-економски прорачуни су показали да би оптимална фреквенција требало да буде 100 Хз.

Типични пријемници напајања

Сви пријемници снаге карактеришу различити параметри. Истовремено, режими њиховог рада су описани ЛЕГ-ом, стога се за потребе анализе режима потрошње енергије користе карактеристични пријемници енергије, а то су групе пријемника електричне енергије сличних по режимима рада и основним параметрима.

Следеће групе припадају типичним електричним пријемницима:

• Електромотори за енергетске и индустријске инсталације;

• Електромотори за производне машине;

• Електричне пећи;

• Електротермалне инсталације;

• Инсталације за осветљење;

• Поправка и конверзија инсталација.

Електрични пријемници прве четири групе традиционално се називају енергетски пријемници. Удео сваке групе у потрошњи енергије предузећа зависи од индустрије и карактеристика производног процеса.

Пријемници једносмерне струје

Једносмерна струја се користи у галванизацији (хромирање, никловање итд.), за заваривање једносмерном струјом, за напајање ДЦ мотора итд.

Електрични мотори

На основу горе наведених класификација, најсложенији сет електричних пријемника је електрични погон. Најчешћи је асинхрони електрични погон, који се одликује значајном потрошњом реактивне снаге, великим стартним струјама и значајном осетљивошћу на одступања мрежног напона од номиналног.

У инсталацијама које не захтевају контролу брзине током рада користе се електромотори наизменичне струје (асинхрони и синхрони мотори). Нерегулисани АЦ мотори су главни тип потрошача енергије у индустрији, чинећи око 70% укупне снаге.

Приликом одабира типа мотора за нерегулисани погон наизменичне струје често се користе следећа разматрања:

• при напону до 1 кВ и снази до 100 кВ, економичније је користити асинхроне моторе, а изнад 100 кВ - синхроне;

• при напону 6 кВ и снази до 300 кВ — асинхрони мотори, преко 300 кВ — синхрони;

• на напон 10 кВ и снаге до 400 кВ — асинхрони мотори, преко 400 кВ — синхрони.

Асинхрони мотори са фазним ротором се користе у снажним погонима са тешким условима покретања (у машинама за подизање итд.).

Електромотори индустријских инсталација као што су компресори, вентилатори, пумпе и подизно-транспортни уређаји, у зависности од називне снаге, имају напон напајања од 0,22-10 кВ. Називна снага електромотора ових инсталација варира од фракција киловата до 800 кВ или више. Наведени електрични пријемници обично се односе на И категорију поузданости напајања.На пример, искључивање вентилације у хемијским производним радионицама захтева евакуацију људи из просторија и, самим тим, обуставу производње.

Претварање наизменичне струје у једносмерну захтева трошкове уградње претварачких јединица и контролне опреме, изградње просторија за њих, као и оперативне трошкове за њихово одржавање и губитак електричне енергије. Због тога су трошкови система за напајање и специфични трошкови електричне енергије у једносмерној струји већи него у наизменичном. ДЦ мотори су скупљи од асинхроних и синхроних мотора. Променљиви ДЦ драјвери се користе када је потребна брза, широка и/или глатка промена брзине.

Фактор снаге електричних пријемника

Важна карактеристика електричног пријемника је Фактор снаге цос (φн). Фактор снаге је пасошка карактеристика која одражава удео потрошене активне снаге при номиналном оптерећењу и напону. Називни цосφ електромотора зависи од његовог типа, називне снаге, брзине и других карактеристика. При раду са електромоторима њихов цосφ зависи углавном од оптерећења.

За електрични погон великих пумпи, компресора и вентилатора често се користе синхрони мотори који се користе као додатни извори реактивне снаге у електроенергетском систему.

Уређаје за подизање и транспорт карактеришу чести удари терета, који изазивају промене фактора снаге у значајним границама (0,3-0,8). По поузданости напајања најчешће се односе на И и ИИ категорије (у зависности од улоге у технолошком процесу).
Проблеми са електричним пријемницима

Од електрични уређаји Највеће проблеме праве лучне пећи из следећих разлога:

• велика сопствена снага (до десетина мегавата); нелинеарност и низак косφ изазван трансформатором пећи;
• удари активне и реактивне снаге који се јављају током рада;
• џогинг одступања од симетрије фазних оптерећења.

Постројења за електрично заваривање на наизменичну струју имају сличне проблеме као и лучне пећи. Њихов цосφ је посебно низак.

Електрично осветљење такође изазива одређене проблеме са електричном мрежом, а то су: високоефикасне сијалице са пражњењем које се користе уместо сијалица са жарном нити имају нелинеарну карактеристику и осетљиве су на краткотрајне (делове секунди) прекиде напајања. Тренутно се, међутим, ови проблеми решавају пребацивањем сијалица на високофреквентно напајање преко засебних фреквентних претварача, чиме се побољшава не само њихово осветљење, већ и енергетски параметри.

Извори светлости (са жарном нити, флуоресцентни, лучни, живини, натријумови, итд.) су једнофазни електрични пријемници и равномерно су распоређени по фазама да би се смањила асиметрија. За сијалице са жарном нити цосφ = 1, а за сијалице на гасно пражњење цосφ = 0,6.

Напајање уређаја за контролу и обраду информација подлеже повећаним захтевима у погледу поузданости и квалитета електричне енергије, па се напајају, по правилу, из извора гарантованог непрекидног напајања.