Промышленное электропотребление и количественное описание электрического хозяйства

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Лекция № 4

по дисциплине: «Электроснабжение»

Тема:Потребители электроэнергии.

Цель:Изучить виды основных потребителей электроэнергии, виды электростанций, альтернативные источники энергии.

План лекции:

1. Термины и определения электроснабжения.

2. Группы потребителейэлектрической энергии.

3. Промышленное электропотребление и количественное описание электрического хозяйства.

4. Основные требования к системам электроснабжения.

5. Тарифные группы потребителей.

Литература

1. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий. Учебник для вузов. – М.: Интермет Инжиниринг, 2015 г.

2.Мельников М.А. Внутризаводское электроснабжение /Учебное пособие. – Томск: Изд- во ТПУ, 2012 г.

3. Мельников М.А. Электроснабжение промышленных предприятий/Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2001 г.

4. А.А. Сивков, Д.Ю. Герасимов, А.С. Сайгаш. Основы электроснабжения / Учебное пособие - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012 г.

Термины и определения электроснабжения

Электроснабжением называют обеспечение потребителей электроэнергией, системой электроснабжения – совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электроэнергией. Система электроснабжения может быть определена и как совокупность взаимосвязанных электроустановок, осуществляющих электроснабжение района, города, предприятия (организации).

Потребитель – предприятие, организация, территориально обособленный цех, строительная площадка, квартира, у которых приемники электроэнергии присоединены к электрической сети и используют электрическую энергию.

Приемник электроэнергии – устройство (аппарат, агрегат, установку, механизм), в котором происходит преобразование электрической энергии в другой вид энергии (или в электрическую, но с другими параметрами) для ее использования.

Электроустановками называют совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, передачи, накопления, распределения электрической энергии и/или преобразования ее в другой вид энергии.

Электрическое хозяйство промышленных предприятий – совокупность генерирующих, преобразующих, передающих электроустановок, посредством которых осуществляется снабжение предприятия электроэнергией и эффективное использование ее в процессе технологического производства.

Энергетическая система (энергосистема) – совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения электроэнергии и теплоты при общем управлении этим режимом.

Система электроснабжения общего назначения – совокупность электроустановок и электрических устройств энергоснабжающей организации, предназначенных для обеспечения электрической энергией различных потребителей.

Группы потребителей электрической энергии.

В зависимости от выполняемых функций, возможностей обеспечения схемы питания от энергосистемы, величины и режимов потребления электроэнергии, особенностей правил пользования электроэнергией потребителей электроэнергии принято делить на следующие основные группы:

· промышленные и приравненные к ним;

· сельскохозяйственные;

· бытовые;

· общественно-коммунальные (учреждения, организации, предприятия торговли и общественного питания и др.).

К промышленным потребителям приравнены следующие предприятия: строительные, транспорта, шахты, рудники, карьеры, нефтяные, газовые и другие промыслы, связи, коммунального хозяйства и бытового обслуживания. Промышленные потребители являются наиболее энергоемкой группой потребителей электрической энергии.

Каждая из групп потребителей имеет определенный режим работы.

Так, например, электрическая нагрузка от коммунально-бытовых потребителей с преимущественно осветительной нагрузкой отличается большой неравномерностью в различное время суток. Днем нагрузка небольшая, к вечеру она возрастает до максимума, ночью она резко падает и к утру вновь возрастает. Электрическая нагрузка промышленных предприятий более равномерна в течение дня и зависит от вида производства, режима рабочего дня и числа смен.

В зависимости от величины нагрузки можно выделить следующие конкретные группы потребителей:

1) мини-потребитель, питающийся на низком напряжении (∼90 % всех потребителей РФ) и не имеющий электрослужбы;

2) мелкий потребитель, имеющий трансформаторные (один трансформатор или несколько) подстанции с высшим напряжением 10 (6) кВ (около 9 %);

3) средний потребитель, имеющий распределительные подстанции и развитое электрохозяйство со своей электрослужбой (∼0,9 %);

4) крупный потребитель, имеющий главную понизительную подстанцию с высшим напряжением 35–500 кВ и специализированные цехи (подразделения в составе электрослужб).

Приемники электроэнергии

Приемником электроэнергии (электроприемником, токоприемником) называется электрическая часть производственной установки, получающая электроэнергию от источника и преобразующая ее в механическую, тепловую, химическую, световую энергию, в энергию электростатического и электромагнитного поля.

По технологическому назначению приемники электроэнергии классифицируются в зависимости от вида энергии, в который данный приемник преобразует электрическую энергию:

электродвигатели приводов машин и механизмов; электротермические установки; электрохимические установки; установки электроосвещения; установки электростатического и электромагнитного поля, электрофильтры; устройства искровой обработки, устройства контроля и испытания изделий (рентгеновские аппараты, установки ультразвука и т.д.).

Электроприемники характеризуются номинальными параметрами: напряжением, током, мощностью и др.

Совокупность электроприемников производственных установок цеха, корпуса, предприятия, присоединенных с помощью электрических сетей к общему пункту электропитания, называется электропотребителем.

Совокупность электрических станций, линий электропередачи, подстанций, тепловых сетей и приемников, объединенных общим и непрерывным процессом выработки, преобразования, распределения тепловой и электрической энергии, называется энергетической системой.

Единая энергетическая система (ЕЭС) объединяет энергетические системы отдельных районов, соединяя их линиями электропередачи (ЛЭП).
Часть энергетической системы, состоящая из генераторов, распределительных устройств, повышающих и понижающих подстанций, линий электрической сети и приемников электроэнергии, называют электроэнергетической системой.

Электрической сетью называется совокупность электроустановок для передачи и распределения электроэнергии, состоящая из подстанций и распределительных устройств, соединенных линиями электропередачи, и работающая на определенной территории.

Электрическая сеть объекта электроснабжения, называемая системой электроснабжения объекта, является продолжением электрической системы.

Система электроснабжения объекта объединяет понижающие и преобразовательные подстанции, распределительные пункты, электроприемники и ЛЭП.

Прием, преобразование и распределение электроэнергии происходят на подстанции - электроустановке, состоящей из трансформаторов или иных преобразователей электроэнергии, распределительных устройств, устройств управления, защиты, измерения и вспомогательных устройств.
Распределение поступающей электроэнергии без ее преобразования или трансформации выполняется на распределительных подстанциях (РП).

Распределительными устройствами (РУ) называют электроустановки, служащие для приема и распределения электроэнергии и содержащие коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства (компрессорные, аккумуляторные и др.), а также устройства защиты, автоматики и измерительные приборы.

Рисунок 1 - Схема передачи и распределения электрической энергии: Г1, Г2 — генераторы, РП — распределительный пункт

Электрические сети подразделяют по следующим признакам.

1. Напряжение сети. Сети могут быть напряжением до 1 кВ - низковольтными, или низкого напряжения (НН), и выше 1 кВ -высоковольтными, или высокого напряжения (ВН).

2. Род тока. Сети могут быть постоянного и переменного тока. Электрические сети выполняются в основном по системе трехфазного переменного тока, что является наиболее целесообразным, поскольку при этом может производиться трансформация электроэнергии. При большом числе однофазных приемников от трехфазных сетей осуществляются однофазные ответвления. Частота переменного тока в ЕЭС России 50 Гц.

3. Назначение. По характеру потребителей и от назначения территории, на которой они находятся, различают: сети в городах, сети промышленных предприятий, сети электрического транспорта, сети в сельской местности. Кроме того, имеются районные сети, предназначенные для соединения крупных электрических станций и подстанций на напряжении выше 35 кВ; сети межсистемных связей, предназначенные для соединения крупных электроэнергетических систем на напряжении 330, 500 и 750 кВ. Кроме того, применяют понятия: питающие и распределительные сети.

4. Режим нейтрали: сети с изолированной, глухозаземленной, компенсированной нейтралью.

Промышленное электропотребление и количественное описание электрического хозяйства

Система электроснабжения условного предприятия предполагает следующие группы промышленных потребителей.

Первой и основной группой промышленных потребителей электроэнергии являются электрические двигатели (электромашины). В установках, не требующих регулирования скорости в процессе работы, применяются исключительно электроприводы переменного тока (асинхронные – особенно в диапазоне 0,3–630 кВт и синхронные двигатели до 30 МВт). Нерегулируемые электродвигатели переменного тока – основной вид электроприемников в промышленности, на долю которых приходится около 70 % суммарной мощности. В электрике электродвигателем считается электродвигатель, имеющий мощность 0,25 кВт и выше, двигатели меньшей мощности рассматриваются как средства автоматизации и в статистику электрики не попадают.

Различные электротермические установки составляют вторую обширную по назначению группу потребителей. Это печи сопротивления косвенного и прямого действия, дуговые и индукционные печи, установки диэлектрического нагрева, электролизные и гальванические (металлопокрытий), высоковольтные электростатические. Как правило, от электротермических установок зависит технология и, следовательно, требования к электроснабжению. Большая единичная мощность может определять не только систему электроснабжения предприятия, но и сооружение районных подстанций энергоснабжающей организации.

Третью обязательную группу электропотребления составляет электроосвещение (по нагрузке до десятков процентов).

Потребитель – юридическое или физическое лицо, использующее электрическую энергию для производственных, бытовых или иных нужд и получающее ее от субъекта электроэнергетики (энергоснабжающей организации). Физически это обязательно нечто выделяемое как объект (здание, сооружение, территория), которое имеет определенное производственно-хозяйственное название (единичное – насосная; ряд – участок, отделение, цех, производство, предприятие, отрасль) или территориально-административное наименование (единичное – школа, офис, пансионат; ряд – дом, квартал (село), микрорайон, город (район), область, страна).

Система технико-экономических показателей определена основными электрическими показателями, которые описывают электрическое хозяйство по 6УР системы электроснабжения.

Основные показатели функционально определяют ряд других показателей.

Основные показатели:

получасовой максимум нагрузки Р_mах (МВт);

коэффициент спроса K_с (отн. ед.);

годовое число часов использования максимальной нагрузки Т_mах (ч);

количество установленных электродвигателей Д (шт.);

средняя мощность электродвигателя Р_ср (условный электродвигатель, кВт);

электровооруженность труда А_т (МВт⋅ч/чел.);

производительность труда электротехнического персонала А_э (МВт⋅ч/чел).

Определяемые показатели:

общее электропотребление W (ГВт⋅ч);

средняя потребляемая предприятием мощность Р_ср (МВт);

установленная мощность электроприемников предприятия Р_у (МВт);

мощность установленных вращающихся электрических машин (двигателей) P_дв (МВт).

Коэффициенты (отн. ед.):

использования активной мощности предприятия K_и;

максимума активной мощности K_м;

заполнения графика нагрузки по активной мощности K_з;

технологической нагрузки K_т.

Соотношения между показателями:

W= P_maxT_max ,	P = P_дв / Д,
P_c = W/8760,	K_и = Р_с /Р_у, K_м = P_max /P_c,
K_c = P_max /P_y,	K_з = T_max /8760 = P_c / P_max , K_т = Р_у / Р_дв.

На числовой оси каждый показатель изображается точкой, а все вместе основные показатели образуют многомерное пространство

{P_max х K_c х T х Д х P_ср х A_Тх А_э}, (1.3)

определяющее электрическое хозяйство как систему.

Представив (1.3) в виде матрицы {Р}, можно сравнить различные предприятия между собой, применив теорию распознавания образов, кластер и технический анализ, профессионально-логические методы и экспертные системы. Электрические показатели при создании информационного банка

Wϭ = {W } х {P} х {B} х {C} х {П} (1.4)

перегруппировываются соответственно на матрицы (удельных и общих расходов электроэнергии { W }; электрических данных, относящихся к системе электроснабжения {Р}; количества электрооборудования {В}; стоимости и штатов {С}; проектных данных {П}). В банк помещают и матрицу {М} технологических показателей.

Если электрическое хозяйство или его часть выделены как система и описаны, то для принятия решений по электроснабжению и для оптимизации электрическое хозяйство описывают с помощью трех классов моделей: 1) агрегативные; 2) экономико-математические; 3) техноценологические.

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 3705; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!