Потребители Osnovnoy_text
.pdfМинистерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИ0ИАЛБНБ1Й ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
|
|
|
|
Кафедра «Электроснабжение» |
|
У |
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
ПОТРЕБИТЕЛИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рабочая программа, методические указания |
|
|
|||||
|
|
и контрольное задание для студентов специальности |
|
|||||||
|
|
|
|
и |
|
|
(по отраслям)» |
|
|
|
|
|
1-43 01 03 «Электроснабжение»о |
|
|
||||||
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Минск 2008
УДК 621.311.1(075) ББК31.29-5я7
П64
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
Приводится рабочая программа дисциплины «Потребители элек- |
|||||||||||
троэнергии» для студентов специальности 1-43 01 03 «Электро- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
снабжение (по отраслям)». По каждому разделу даются методиче- |
||||||||||||
ские рекомендации, которые могут быть полезными при изучении |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
дисциплины, и указывается учебная литература. Описывается со- |
||||||||||||
держание контрольной работы с необходимыми методическими |
||||||||||||
указаниям по ее выполнению. |
|
|
|
Б |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Составители: |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Сергей |
|
|
|
|
|
|
|
В.Н.Радкевич, В.Б.Козловская, И.В.Колосова |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
о |
, М.И.Фурсанов |
|
|
|||
|
|
|
Рецензенты: И.И. |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С о д е р ж а н и е |
|
|
|
|||
|
Предисловие |
|
|
|
|
|
3 |
|
1. |
Введение |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
2. |
|
|
|
|
|
|
Т |
|
Основные характеристики приемников и потребителей |
|
|||||||
3. |
|
|
|
|
|
Н |
10 |
|
Энергетические расходные характеристики приемников |
|
|||||||
4. |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
5. |
Выбор |
электрических аппаратов и |
проводников для |
|
||||
|
|
|
|
|
|
Б |
|
11 |
7. |
Электротехнологические установк |
|
|
12 |
||||
|
|
|
|
й |
|
|
||
8. |
|
|
потребител |
|
|
16 |
||
Силовые общепромышленные установки |
|
|
||||||
9. |
Промышленные приемники и потребители электроэнер- |
|
||||||
|
гии с электродвигателями |
|
|
|
|
|
17 |
|
10. |
Основные непромышленные |
|
|
|
и электроэнер- |
|
||
|
гии |
ор |
|
|
|
|
25 |
11.Взаимосвязи между потребителями электроэнергии и
|
|
|
|
и |
|
27 |
|
энергосистемой |
|
||||
|
КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ |
30 |
||||
|
|
|
з |
И ОПРЕДЕЛЕНИЯ |
39 |
|
|
ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫт |
|||||
|
|
о |
|
|
49 |
|
|
Л и т е р а т у р а |
|
||||
|
п |
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Предисловие
Рабочая программа, методические указания и контрольное задание по дисциплине «Потребители электроэнергии» для студентов специальности 1-43 01 03 «Электроснабжение» (по отраслям)» составлены в соответствии с базовой программой, утвержденнойУСоветом энергетического факультета, протокол № 6 от 1 марта 2001 г.
рующих дисциплин для специальности 1-43 01 03 «Электроснабжение» (по отраслям)».
«Потребители электроэнергии» - одна из важнейших Тпрофили-
Целью изучения дисциплины является приобретение высокого уровня профессиональной подготовки специалистов для работы в
области электроэнергетики. |
|
|
|
||||
|
Задачами дисциплины являются изучение общихНхарактеристик |
||||||
|
|
|
|
|
й |
|
|
приемников и потребителей электроэнергии, используемых в на- |
|||||||
родном хозяйстве, условий и схем |
х электроснабжения,Б |
взаимосвя- |
|||||
|
|
|
|
|
и |
|
|
зей и взаимоотношений с энергосистемой, методов определения |
|||||||
электрических нагрузок, выбора электрических аппаратов и про- |
|||||||
водников электрических сетей. Изучаются также электроприемники |
|||||||
|
|
|
|
о |
х отраслей промышленно- |
||
и потребители электроэнергии |
|||||||
сти, силовые общепромышленные установки, электротехнологиче- |
|||||||
ские установки и основные непромышленныеразличны |
потребители электро- |
||||||
знаний |
|
литературая контрольное |
задание. Для проверки усвоения |
||||
энергии: коммунально- |
, сельскохозяйственные и т.п. |
||||||
|
Рабочая программ |
дисциплины состоит из 11 разделов, по каж- |
|||||
дому из которых должнабытовыебыть изучена рекомендуемая основная и |
|||||||
|
|
выполняетс |
. С целью закрепления теоретических |
||||
дополнительная |
|
||||||
|
п |
|
|
|
|
|
|
изучаемого предметазпредусматривается экзамен. |
|
||||||
е |
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАЗДЕЛАМ
1. Введение
|
У |
Цели и задачи дисциплины. Понятие об электроприемниках и |
|
потребителях электрической энергии. Общая классификация потре- |
|
|
Т |
бителей электрической энергии. Структура потребления электро- |
|
энергии в Республике Беларусь. |
|
Методические указания |
|
Электроприемник - это аппарат, агрегат, механизм, предназна- |
|
ченный для преобразования электрической энергииНв другой вид |
|
энергии. Потребителем электрической энергии называется электро- |
|
приемник или группа электроприемников, объединенныхБ |
техноло- |
гическим процессом и размещающихся на определенной террито-
рии. Потребителями |
электроэнерги являются предприятия, орга- |
||
|
|
|
й |
низации, учреждения, территориально обособленные цеха и т.п., |
|||
присоединенные |
к электрическим сетям энергоснабжающей орга- |
||
|
|
и |
|
низации и использующие электроэнергию с помощью электропри- |
|||
емников. |
|
р |
|
В зависимост |
от |
выполняемых функций, режимов и особенно- |
|
стей электроснабжения потребители электроэнергии делятся на |
|||
следующие основныетгруппы: |
|
и з • промышленныекоторы и приравненные к ним потребители;
•производственные сельскохозяйственные потребители (колхозы, псовхозы, фермы, лесхозы, рыбхозы и т.п.);
• обобществленно-коммунальные потребители (непромышлен- , к м относятся государственные учреждения, детские
Рные)• оптовые потребители-перепродавцы.
сады, учебные заведения, вокзалы, кинотеатры и т.д.;
• бытовые потребители (квартиры, дома, дачи и т.п.);
В Республике Беларусь около 60% от общего объема потребляемой электроэнергии приходится на промышленные предприятия, остальная электроэнергия распределяется между потребителями примерно следующим образом: непромышленные потребители -
около 10%, сельскохозяйственные потребители - около 6%, население - 20%, железнодорожный и городской транспорт - 4%.
Литература [1, с. 10-12; 2, с. 13-14; 6, с. 26-32].
2.Основные характеристики приемников
ипотребителей электроэнергии
Режимы работы по нагреву: продолжительный, кратковремен- |
|
У |
|
ный, повторно-кратковременный. Номинальная (установленная) |
|
мощность электроприемников. Номинальные напряжения. Род тока, |
|
Т |
|
частота тока. Категории электроприемников по надежности элек- |
|
троснабжения. Стабильность расположения оборудования. Удель- |
|
ный расход электроэнергии. Коэффициенты, характеризующиеН |
ре- |
жимы работы электроприемников и потребителейБэлектроэнергии: использования, включения, загрузки, максимума и спроса.
Методические |
|
я |
|
|
|
й |
|
Для электродвигателей и трансформаторов по нагреву установ- |
|||
|
указани |
|
|
лено три основных режима: продолжительный (S1), кратковремен- |
|||
ный (S2) и повторно-кратковременныйр |
(S3). Режим S3 характеризу- |
||
ется величиной продолжительности включения (ПВ) в процентах |
|||
о |
|
|
|
или долях единицы. При продолжительности рабочего цикла более |
|||
10 мин и ПВ>60% режимработы считается продолжительным. |
Номинальная мощность электродвигателя - это мощность, раз- |
|
виваемая им на валуипр номинальном напряжении. Под номиналь- |
|
потребляема |
|
ной мощностьюздругих электроприемников понимается мощность, |
|
е |
я ими из сети при номинальном напряжении. При этом |
паспортнаомощность электроприемников режима S3 приводится к |
|
номинальной длительной мощности при ПВ=100%. |
|
Р |
|
Номинальное напряжение - это напряжение, на которое спроектирована сеть или оборудование и к которому относят их рабочие характеристики. Номинальное напряжение должно соответствовать действующим стандартам. Для трехфазных электрических сетей переменного тока следует принимать напряжения 230/400, 400/690 и 1000 В.
Основным током в электроустановках промышленных предприятий является переменный трехфазный ток. Электроприемники постоянного тока получают энергию от преобразователей. Стандартной частотой в странах Европы является частота 50 Гц. На про-
мышленных предприятиях применяются электроприемники, использующие пониженную (ниже 50 Гц), повышенную-среднююУ (до 30 кГц) и высокую (выше 30 кГц) частоты переменного тока, получаемые от преобразователей. Необходимо отметить,Тчто для систем электроснабжения все приемники с преобразователями являются потребителями переменного тока промышленной частоты.
выделяется особая группа электроприемников, бесперебойнаяН работа которых необходима для безаварийной остановки производства с
По надежности электроснабжения электроприемники делятся на три категории. Из состава электроприемников первой категории
целью предотвращения угрозы жизни |
|
, взрывов, пожаров и |
|||||||
повреждения дорогостоящего основног |
оборудования.Б |
Удельный |
|||||||
расход электроэнергии используется в расчетах, связанных с опре- |
|||||||||
делением электрических нагрузок и показателей электропотребле- |
|||||||||
ния. Важной характеристикой |
|
людей |
|
||||||
|
|
й электроэнергии являет- |
|||||||
ся степень стабильности расположения технического оборудования, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
потребителе |
|
||
которое в процессе эксплуатации может перемещаться по площади |
|||||||||
производственного здания илирзаменяться другим, более произво- |
|||||||||
дительным. В таких случаях электрические сети должны быть при- |
|||||||||
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
способлены к быстрому перестроению без существенного наруше- |
|||||||||
ния производственноготпроцесса. |
|
|
|
||||||
|
В данном разделе необходимо также изучить основные коэффи- |
||||||||
циенты, |
|
и |
|
|
|
|
|
||
|
|
е представлять режимы работы приемников и |
|||||||
|
|
|
й электроэнергии в аналитических расчетах: использо- |
||||||
|
|
позволяющи |
|
|
|
|
|
|
|
вания, включения, загрузки, максимума и спроса. |
|
||||||||
|
Правильноеоопределение характеристик электроприемников дает |
||||||||
возможность избежать ошибок при проектировании и является ос- |
|||||||||
потребителе |
|
|
|
|
|
|
|
||
новой |
рационального построения систем электроснабжения про- |
||||||||
мышленных объектов. |
|
|
|
|
|
||||
Р |
Литература [2, с. 14-18; 3, с. 23-33; 4, с. 13-14, 20-30]. |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.Энергетические расходные характеристики приемников
ипотребителей электроэнергии
Определение абсолютного и удельного расхода энергии, потребляемой мощности и часовой производительности оборудования.
Расходные |
характеристики промышленных |
электроприемников. |
|||||||||||
Построение энергетических расходных характеристик. |
|
У |
|||||||||||
|
|
|
|
Методические указания |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Необходимо изучить, как определяется абсолютный (в кВт-ч) и |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
удельный (в кВт-ч на единицу продукции или работ) расход элек- |
|||||||||||||
троэнергии за определенный период расчетным путем, потребляе- |
|||||||||||||
мая мощность и часовая производительность оборудования.Н |
Рас- |
||||||||||||
ходные |
энергетические характеристики отражают зависимость по- |
||||||||||||
требляемой мощности, абсолютного |
или Будельного |
расхода |
|||||||||||
электроэнергии от выпуска продукци |
|
за календарный промежуток |
|||||||||||
времени или от часовой производительности агрегата, участка, цеха |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
или предприятия. По потребляемой мощности различают следую- |
|||||||||||||
щие основные формы |
энергетических |
расходных характеристик: |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
||
вогнутая, выпуклая, прямолинейная и анормальная. Подавляющее |
|||||||||||||
большинство производственногроборудования в зоне рабочих на- |
|||||||||||||
грузок |
имеет |
|
|
|
|
и прямолинейные расходные характери- |
|||||||
стики. Энергетически |
|
о |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
расходные характеристики строят по при- |
||||||||||||
ближенным формулам,тполученными с определенными допуще- |
|||||||||||||
ниями |
в |
отношени |
|
физических закономерностей |
исходных |
||||||||
расчетных |
|
|
|
, либо на основе экспериментальных данных. |
|||||||||
|
|
|
практическ |
|
|
|
|
|
|
|
|||
В |
|
м случае уравнение расходной характеристики получают |
|||||||||||
|
|
показателей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
методами аппроксимации (сглаживания). |
|
|
|
||||||||||
Энергетическиео |
расходные характеристики |
используются |
для |
последне потенциалустановления оптимальных технологических параметров оборудо-
Рвания, при нормировании расходов электроэнергии и выявлении а энергосбережения на промышленных предприятиях.
4. Электрические нагрузки потребителей электроэнергии
Основные понятия и определения: установленная мощность, средние, среднеквадратические, максимальные и расчетные электрические нагрузки. Вероятностный характер электрических нафузок. Методы определения нагрузок электроприемников: по коэффиУ- циенту расчетных нагрузок, по коэффициенту спроса и установленной мощности, по удельному расходу электроэнергии наТединицу продукции, по удельной нагрузке на единицу производственной площади. Статистический метод определения расчетных нагрузок. Методы, применяемые при определении электрических нагрузок силовых и осветительных электроприемников промышленных
предприятий. Расчет нагрузок однофазных электроприемников. Оп- |
|||
ределение электрических нафузок жилых и общественныхНзданий. |
|||
|
|
|
й |
Расчет электрических нагрузок сельскохозяйственных потребите- |
|||
лей. Пиковые нагрузки. |
|
|
Б |
Установленная (суммарная |
номинальная) мощность приемников |
||
Методические указания |
|||
электроэнергии является |
достаточн |
о достоверной исходной инфор- |
|
мацией для расчета электрическихрнафузок. Среднее значение из- |
меняющейся электрической нагрузки является ее главной статисти- |
|||
ческой характеристикой. Расчет нафузок силовых электроприемни- |
|||
ков основными |
методами ведется |
с использованием средних |
|
нагрузок за наиболее загруженную смену. Среднеквадратичные на- |
|||
грузки применяютсяипр оценке потерь электроэнергии в элементах |
|||
п |
|
|
|
системы электроснабжения,з |
а также при анализе фафиков нагрузки. |
||
Максимальные нагрузки представляют собой наибольшие из соот- |
|||
осреднения |
|
|
|
ветствующихосредних величин за некоторый промежуток времени. |
|||
Различают максимальные |
длительные |
нагрузки (при интервалах |
|
, например, 10, 15, 30, 60, 120 мин) и максимальные |
|||
кратковременные (пиковые) нагрузки. Расчетная нагрузка по допус- |
||||
тимому нагреву - это такая длительная неизменная нагрузка эле- |
||||
мента системы электроснабжения (шинопровода, линии, трансфор- |
||||
Рматора и т.д.), которая эквивалентна ожидаемой изменяющейся на- |
||||
грузке |
по наиболее |
тяжелому |
тепловому |
воздействию: |