Меню

Что такое приемник тока виды приемников

Приемники электрической энергии, их основные характеристики

Приемники электрической энергии

Приемником электрической энергии (электроприемником) называется аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии. К электроприемникам (ЭП) относятся электродвигатели, осветительные приборы, электросварочные машины и установки, электрические печи, зарядные станции, установки электролиза, кондиционеры воздуха, ЭВМ и др.

Электроприемники или группы электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории, называются потребителями электрической энергии.

Электроприемники классифицируются по напряжению, роду тока и его частоте, единичной мощности, надежности электроснабжения, режиму работы, технологическому назначению, производственным связям, территориальному размещению.

По напряжению ЭП разделяются на две группы — до 1 кВ и выше 1 кВ; по роду тока — на потребляющие ток частоты 50 Гц, постоянный ток и переменный ток частотой ниже или выше 50 Гц.

Единичная мощность отдельных ЭП находится в пределах от нескольких ватт до нескольких десятков мегаватт. Предприятия — потребители электрической энергии принято разделять на небольшие (с установленной мощностью до 5 МВт), средние (с установленной мощностью 5—-75 МВт) и крупные (75—1000 МВт).

В соответствии с Правилами устройства электроустановок по степени бесперебойности электроснабжения различают три категории надежности ЭП.

Первая категория объединяет ЭП, перерыв в электроснабжении которых связан с опасностью для жизни людей, нанесением значительного ущерба народному хозяйству и т. д. и допускается только на время автоматического ввода резервного питания (не более0,2 с). Из приемников первой категории выделяется «особая» группа, не допускающая перерыва питания.

Ко второй категории надежности относятся ЭП, перерыв в электроснабжении которых может привести к массовому недоотпуску продукции, простою технологических механизмов, рабочих и т. д. и допускается на время, необходимое для включения резервного питания силами эксплуатационного персонала.

Третья категория ЭП — это приемники, не подходящие под определение первой и второй категорий.

По режиму работы бывают потребители с мало изменяющейся во времени, повторно-кратковременной и кратковременной нагрузками.

По назначению выделяют пять групп ЭП: силовые общепромышленные установки (компрессоры, вентиляторы, насосы, подъемно-транс- портные установки); осветительные установки; электропривод производственных механизмов; электрические печи и электротермические установки; преобразовательные установки.

Электроприемники переменного тока бывают однофазные (несимметричные) и трехфазные (симметричные), что приходится учитывать при проектировании и выполнении схем электроснабжения.

Разнотипные ЭП по условиям построения схем электроснабжения объединяются в группы, образуя узлы комплексной нагрузки. В таких узлах (например, шины 0,4 кВ ТП) потребители включены параллельно, и поэтому их режимы работы оказываются взаимно зависимыми. Состав и характеристики узлов комплексной нагрузки в значительной степени определяют требования к качеству электрической энергии в сети и надежности электроснабжения, а также влияют на нормальный и аварийный режимы работы электросети.

Приемники и потребители электроэнергии

Приемником электрической энергии (электроприемником)

называется аппарат, агрегат, механизм (электродвигатель, преобразователь, светильник и др.), предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии. (ПУЭ, п. 1.2.7)

Потребителем электрической энергии

(ПУЭ 1.2.8) называется электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории.

С позиции структурной иерархии к потребителям может быть отнесена совокупность электрических приемников (дом, поселок, завод и др.), получающих электропитание с шин подстанций того или иного напряжения. В ряде случаев в качестве потребителей рассматривают подстанции, от которых осуществляется электроснабжение жилого района, промышленного предприятия и других объектов.

Основная доля всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии потребляется промышленными предприятиями. Приемники электроэнергии промышленных предприятий делятся на следующие группы:

1) приемники трехфазного тока напряжением до 1000 В, частотой 50 Гц;

2) приемники трехфазного тока напряжением выше 1000 В, частотой 50 Гц;

3) приемники однофазного тока напряжением до 1000 В, частотой 50 Гц;

4) приемники, работающие с частотой, отличной от 50 Гц, питаемые от преобразовательных подстанций и установок;

5) приемники постоянного тока.

Потребители (приемники) электрической энергии различаются по режиму работы, назначению, принципиальному исполнению, потребляемой мощности, частоте потребляемого тока, условиям работы, ответственности (категорийности), по требованиям к надежности электроснабжения.

Спрос потребителей характеризуется мощностью нагрузки (обычно применяется просто термин «нагрузка») и ее изменением во времени, т.е. графиками нагрузки потребителей P

(
t
)
.
Важной характеристикой является электропотребление на определенных интервалах времени (за сутки, месяц, год, несколько лет).

По режиму работы приемников электроэнергии обычно делят на три группы:

— приемники с неизменной (малоизменяющейся во времени) нагрузкой. В этом режиме электрическая машина или аппарат может работать продолжительное время без превышения температуры отдельных частей машин или аппарата выше допустимой. Примерами приемников, работающих в этом режиме, являются электродвигатели компрессоров, насосов, вентиляторов и т.п.;

— приемники, работающие с повторно-кратковременной (в том числе и с ударной) нагрузкой. В этом режиме кратковременные рабочие периодов машины или аппарата чередуются с кратковременными периодами отключения. В повторно-кратковременном режиме электрическая машина может работать с допустимой для них относительной продолжительностью включения неограниченное время, причем превышение температур отдельных частей машины или аппарата не выйдет за пределы допустимых значений. Примером этой группы приемников являются электродвигатели кранов, сварочные аппараты и т.п.

— приемники, работающие в режиме кратковременной нагрузкой. В этом режиме рабочий период машины или аппарата не на столько длителен, чтобы температура отдельных частей машины или аппарата могла достигнуть установившегося значения. Период остановки настолько длителен, что машина успевает охладиться до температуры окружающей среды. Примерами данной группы приемников являются электродвигатели электроприводов вспомогательных механизмов металлорежущих станков, гидравлических затворов и т.п.

В действительности график нагрузки каждого приемника отличается от заданного при проектировании. На режим работы приемника влияют технологические особенности каждой отрасли промышленности. График нагрузки приемника является основным показателем, по которому его следует классифицировать.

Кроме разделения потребителей по режимам работы следует учитывать несимметричность нагрузки или неравномерность загрузки фаз. К симметричным нагрузкам относятся электродвигатели и трехфазные печи. К несимметричным нагрузкам (одно- и двухфазным) следует отнести электрическое освещение, однофазные и двухфазные печи, однофазные сварочные трансформаторы и т.п. в том случае, когда распределить их симметрично по фазам не удается.

По назначению приемники электроэнергии делят на пять групп:

1) Силовые общепромышленные установки. К этой группе приемников относятся компрессоры, вентиляторы, насосы и подъемно-транспортные устройства;

2) Электрические осветительные установки. Электрические светильники представляют собой однофазную нагрузку, однако благодаря незначительной мощности приемника в электрической сети при правильной группировке осветительных приборов можно достичь достаточно равномерной нагрузки по фазам;

3) Электропривод производственных механизмов. Этот вид приемников встречается на всех промышленных предприятиях. Для электропривода современных станков применяются все виды двигателей;

4) Электрические печи и электротермические установки по способу превращения электроэнергии в теплоту можно разделить на печи сопротивления; индукционные печи и установки; дуговые электрические печи, а также печи со смешанным нагревом;

5) Преобразовательные установки используются для преобразования трехфазного тока в постоянный или трехфазного тока промышленной частоты в трехфазный или однофазный ток пониженной, повышенной или высокой частоты.

Требования потребителей к СЭС

Электроприемники (потребители) определяют технические и экономические условия работы энергосистем. Известно, что в энергетике продукция не может складироваться. Режим производства и потребления совпадает по времени. Без информации о требованиях потребителей невозможно управлять технической деятельностью энергетических предприятий. Требуется глубокий экономический анализ потребителей для разработки продуктовой и ценовой стратегий на рынке электроэнергии и мощности. Только потребитель определяет, какой вид и объем продукции ему нужен и за что он готов платить. В коммерческих отношениях купли-продажи должны устанавливаться обоснованные тарифы на электрическую и тепловую энергии. Одной из важных составляющих задач управления режимами энергосистем является составление «досье» на потребителей. Информация из него позволит правильно определить товарно-денежные отношения.

Для правильного построения систем промышленного электроснабжения всех приемников необходимо учесть:

1) требования, предъявляемые действующими ПУЭ к надежности питания приемников;

Читайте также:  От чего зависит характер исход поражения электрическим током 1

2) данные о величине мощности и электроэнергии потребляемых приемниками;

3) режимы работы (продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный);

4) требования к качеству электроэнергии;

5) места расположения приемников электроэнергии, необходимо также выяснить стационарные они или передвижные.

Потребители энергии предъявляют к энергоснабжению следующие основные требования:

— обеспечение качества электрической энергии;

— обеспечение экономичности энергоснабжения;

— возможность дальнейшего развития.

Требование экономичности состоит в том, что приведенные затраты на строительство и эксплуатацию элементов СЭС должны быть минимальными.

Экономичность энергоснабжения зависит от цены товара (энергии) на рынке, который является регулятором цен. Цены зависят от затрат на производство энергии. Если затраты минимальные, то они обеспечивают предприятию-продавцу конкурентные преимущества по цене. При управлении режимами должны минимизироваться удельные расходы топлива на производство энергии, расход электроэнергии на собственные нужды, электроэнергии, теряемой в сетях при ее транспорте.

Если станции работают в системе, то показатели экономичности должны определяться с позиции их совместной работы и они не равны показателям при изолированной работе. Правильная оценка экономичности требует решения ряда режимных задач на основе методов оптимизации.

Приемники электроэнергии СЭЭС

Основные сведения

Приемник электроэнергии

это устройство, предназначенное для преобразования электроэнергии в другой вид энергии.

Приемники электроэнергии обеспечивают безопасность плавания, безаварийную работу энергетической установки, сохранность грузов и нормальные бытовые условия экипажа. На многих судах — лихтеровозах, ледоко­лах, паромах, земснарядах, плавкранах — электроэнергия применяется для привода гребных винтов и специальных технологических механиз­мов.

Классификация приемников электроэнергии

Приемники электоэнергии классифицируют по трем основным признакам:

2. степени важности ( ответственности );

3. режиму работы.

По н а з н а ч е н и ю приемники электроэнергии делят на следую­щие группы:

средства навигации и связи —

гирокомпас, лаг, эхолот, радиолока­торы, радиопелен

механизмы судовых систем и устройств —

насосы, вентиляторы, компрессоры;

палубные механизмы —

грузовые лебедки и краны, рулевое уст­ройство, брашпили, шпили, автоматические швартовные лебедки;

бытовые механизмы и приборы —

климатическая установка, оборудование камбуза, прачечной;

электрическое освещение.

По с т е п е н и в а ж н о с т и приемники электроэнергии подразде­ляют на 3 группы:

особо ответственные

приемники, перерыв в питании которых может привести к аварии судна и гибели людей. К ним относятся радио- и навигационное оборудование в соответствии с Правилами по конвенционному оборудованию морских судов, рулевое устройство, пожарный насос, аварийное освещение и др. На грузовых судах валовой вместимостью 300 рег. т и более, а также на некоторых других судах приемники этой группы питаются практически бесперебойно от основной, а при ее обесточивании — от аварийной электростанции;

ответственные

приемники, обеспечивающие работу СЭУ, управле­ние судном и сохранность груза. В эту группу входит основная часть судовых приемников электроэнергии — насосы, вентиляторы, компрес­соры, якорные и швартовные механизмы, грузовые устройства, средст­ва внутрисудовой связи и сигнализации и др. Эти приемники получают питание во всех режимах работы основной СЭС;

малоответственные

приемники, допускающие перерыв питания в аварийных ситуациях или при перегрузке СЭС — бытовая вентиляция, камбузное оборудование и др.

По р е ж и м у р а б о т ы различают приемники электроэнергии с продолжитель-

ным S1, кратковременным S2,

повторно-кратковремен­ными S3-S5 и перемежающимися S6-S8режимами.

В продолжительном

режиме работают ЭП насосов постоянной подачи, вентилято-

ров, ком­прессоров, воздуходувок и др.; в кратковременном —

ЭП шпилей, брашпилей, шлюпочных и траповых лебедок; в
повторно-кратковре­менных —
грузовые лебедки и краны; в
перемежающихся —
технологи­ческое оборудование судов технического флота.

Основную полю производимой электроэнергии на судах потребляют ЭД. Для ЭП постоянного тока, работающих в продолжительном режиме, применяют электродвигатели общесудового исполнения серий П и 2П в диапазонах мощностей 0,1 — 200 кВт и частот вращения 750-3000 об/мин для серии П и 750-4000 об/мин для серии 2П.

Для ЭП перемен­ного тока используют асинхронные электродвигатели серии 4А в диапазонах мощ

ностей 0,1 — 315 кВт с пятью уровнями синхронных частот вращения ( 600, 750, 1000, 1500 и 3000 об/мин).

Для приемников кратковременного и повторно-кратковременного режимов с большой частотой включений, тяжелыми условиями пуска и частыми реверсами на по­стоянном токе применяют электродвига

тели серии ДПМ мощностью до 100 кВт, серии Д800 мощностью 120-350 кВт и серии ДП мощностью 136-540 кВт, а на переменном токе -асинхронные электродвигатели серии МАП в диапазоне мощностей 1-100 кВт.

Электродвигатели серии 2П могут питаться от тиристорных преобразователей постоян­ного тока, серии МАП в специальном исполнении — от тиристорных преобразователей частоты с регулируемой частотой в пределах 5-80 Гц для 1-скоростных и 5-20 Гц для обмоток малой скорости 2- и 3-скоростных ЭД.

Электродвигатели серии ВМАП являются взрывозащищенной модификацией элект­родвигателей серии МАП, устанавливаются в судовых помещениях, где возможно образо­вание взрывоопасных смесей газов и паров, и выдерживают до 20 внутренних взрывов без утраты работоспособности.

Эксплуатационные качества приемников электроэнергии

Э к с п л у а т а ц и о н н ы е к а ч е с т в а приемников электроэнергии оказывают существенное влияние на режим работы СЭЭС.

Прямой пуск АД при недостаточной суммарной мощности включенных генерато-

ров приводит к понижению частоты тока и провалам напряжения, что может повлечь выпа

дение генератора из синхронизма, остановку ПД генератора, а также отключение работаю

щих машин и механизмов. Для ограничения пусковых токов АД применяют пуск переклю

че­нием со «звезды» на «треугольник», а также автотрансформаторный, реакторный и дру-

гие способы пуска.

Асинхронные электродвигатели, работающие с недогрузкой, перегру­жают сеть и генераторы реактивными токами, не позволяя использо­вать полностью мощность генера-

торов. Эффективным способом компен­сации реактивной мощности является применение конденсаторных батарей с автоматическим регулированием емкости, подключаемых к шинам СЭС.

Не выключенные вовремя приемники ЭЭ перегружают судовую электростанцию и линии электропередачи, снижают степень электро- и пожаробезопасности.

Источник



Классификация приемников электрической энергии и их общие характеристики

date image2015-04-17
views image5093

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Около 70% всей вырабатываемой в нашей стране электрической энергии потребляется промышленными предприятиями.

Приемники электроэнергии промышленных предприятий делятся на следующие группы:

  1. Приемники трехфазного тока напряжением до 1000 В, частотой 50 Гц.
  2. Приемники трехфазного тока напряжением выше 1000 В, частотой 50 Гц.
  3. Приемники однофазного тока напряжением до 1000 В, частотой 50 Гц.
  4. Приемники, работающие с частотой, отличной от 50 Гц, питаемые от преобразовательных подстанций и установок.
  5. Приемники постоянного тока, питаемые от преобразовательных подстанций и установок.

Для всех приемников перечисленных выше групп необходимо выяснить:

  1. требования, предъявляемые действующими Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) к надежности питания приемников (1-я, 2-я и 3-я категории);
  2. режим работы (продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный);
  3. места расположения приемников электроэнергии и являются ли они стационарными или передвижными.

В настоящее время электроснабжение промышленных предприятий ведется на переменном трехфазном токе. Для питания групп приемников постоянного тока сооружаются преобразовательные подстанции, на которых устанавливаются преобразовательные агрегаты: полупроводниковые выпрямители, ртутные выпрямители, двигатели-генераторы и механические выпрямители.

Преобразовательные агрегаты питаются от сети трехфазного тока и поэтому являются приемниками трехфазного тока.

Приемники постоянного тока, имеющие индивидуальные преобразовательные агрегаты: электропривод по системе генератор – двигатель, ионный электропривод и т. п., являются с точки зрения электроснабжения приемниками трехфазного тока.

Часто встречающимися приемниками постоянного тока, требующими питания от преобразовательных подстанций, являются внутризаводской электрифицированный транспорт, некоторые установки, использующие явление электролиза, некоторые электродвигатели подъемно-транспортных и вспомогательных механизмов.

Согласно ПУЭ электротехнические установки, производящие, преобразующие, распределяющие и потребляющие электроэнергию, подразделяются на электроустановки напряжением до 1000 В и электроустановки напряжением выше 1000 В.

Электротехнические установки напряжением до 1000 В выполняются как с глухо заземленной, так и с изолированной нейтралью, а установки постоянного тока – с глухо заземленной и изолированной нулевой точкой.

Читайте также:  Паспорт эксплуатации электрического тока

Электрические установки с изолированной нейтралью следует применять при повышенных требованиях по безопасности (торфяные разработки, угольные шахты и т.п.) при условии, что в этом случае обеспечиваются контроль изоляции сети и целость пробивных предохранителей, быстрое обнаружение персоналом замыканий на землю и быстрая ликвидация их либо автоматическое отключение участков с замыканием на землю.

В четырехпроводных сетях переменного тока или трехпроводных сетях постоянного тока для установок без повышенной опасности глухое заземление нейтрали обязательно.

Электрические установки напряжением выше 1000 В делятся на установки:

  1. с изолированной нейтралью (напряжения до 35 кВ);
  2. с нейтралью, включенной на землю через индуктивное сопротивление для компенсации емкостных токов (напряжения до 35 кВ и редко 110 кВ);
  3. с глухо заземленной нейтралью (напряжение 110 кВ и выше).

Кроме того, все эти установки подразделяются на установки с малыми токами замыкания на землю (до 500 А) и установки с большими токами замыкания на землю (более 500 А).

По частоте тока приемники электроэнергии делятся на приемники промышленной частоты (50 Гц) и приемники с высокой (выше 10 кГц), повышенной (до 10 кГц) и пониженной (ниже 50 Гц) частотами.

Большинство приемников использует электрическую энергию нормальной промышленной частоты. Установки высокой и повышенной частоты применяются для нагрева под закалку, ковку и штамповку металлов, а также для плавки металлов. К приемникам с повышенной частотой относятся, например, электрические двигатели в текстильной промышленности при производстве искусственного шелка (частота 133 Гц).

Для преобразования переменного тока промышленной частоты; в токи высокой и повышенной частоты служат двигатели-генераторы (электромашинные преобразователи), а также тиристорные пли ионные преобразователи. Для получения повышенной частоты до 10 кГц применяют преимущественно тиристорные преобразователи (инверторы). Для получения частот 10 кГц и выше применяют ламповые генераторы. От ионных генераторов можно получать до 2800 Гц. К приемникам с пониженной частотой относятся коллекторные электродвигатели, применяемые для транспортных целей (16 2 /3Гц), перемешиватели жидкого металла (до 25 Гц) и индукционные нагревательные устройства для отливки крупных детален. Переменный ток пониженной частоты в промышленных установках широкого применения не имеет.

Приемники электрической энергии могут быть подразделены на группы по сходству режимов, т.е. по сходству графиков нагрузки. Деление потребителей на группы позволяет более точно находить суммарную электрическую нагрузку.

Различают три характерные группы приемников:

1. Приемники, работающие в режиме с продолжительно неизменной или мало меняющейся нагрузкой. В этом режиме электрическая машина или аппарат может работать продолжительное время без повышения температуры отдельных частей машины или аппарата свыше допустимой. Примерами приемников, работающих в этом режиме, являются электродвигатели компрессоров, насосов, вентиляторов и т.п.

2. Приемники, работающие в режиме кратковременной нагрузки. В этом режиме рабочий период машины или аппарата не настолько длителен, чтобы температура отдельных частей машины или аппарата могла достигнуть установившегося значения. Период остановки машины или аппарата настолько длителен, что машина практически успевает охладиться до температуры окружающей среды. Примерами данной группы приемников являются электродвигатели электроприводов вспомогательных механизмов металлорежущих станков (механизмы подъема поперечины, зажимы колонн, двигатели быстрого перемещения суппортов и др.), гидравлических затворов и т.п.

3. Приемники, работающие в режиме повторно-кратковременной нагрузки. В этом режиме кратковременные рабочие периоды машины или аппарата чередуются с кратковременными периодами отключения. Повторно-кратковременный режим работы характеризуется относительной продолжительностью включения (ПВ) и длительностью цикла. В повторно-кратковременном режиме электрическая машина или аппарат может работать с допустимой для них относительной продолжительностью включения неограниченное время, причем превышение температур отдельных частей машины или аппарата не выйдет за пределы допустимых значении. Примером этой группы приемников являются электродвигатели кранов, сварочные аппараты и т.п.

Для перечисленных выше режимов работы приемников в соответствии с ГОСТ 183-74 электропромышленность выпускает электродвигатели, рассчитанные на указанные условия работы.

В действительности график нагрузки каждого приемника отличается от заданного при проектировании. На режим работы приемника влияют технологические особенности каждой отрасли промышленности. График нагрузки приемника является основным показателем, по которому его следует классифицировать.

Кроме разделения потребителей по режимам работы следует учитывать несимметричность нагрузки или неравномерность загрузки фаз. К симметричным нагрузкам относятся электродвигатели и трехфазные печи. К несимметричным нагрузкам (одно- и двухфазным) следует отнести электрическое освещение, однофазные и двухфазные печи, однофазные сварочные трансформаторы и т.п. в том случае, когда распределить их симметрично по фазам не удается.

С точки зрения обеспечения надежного и бесперебойного питания, приемники электрической энергии делятся на три категории:

1-я категория – приемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей или значительный материальный ущерб, связанный с повреждением оборудования, массовым браком продукции или длительным расстройством сложного технологического процесса производства.

2-я категория – приемники, перерыв в электроснабжении которых связан с существенным недоотпуском продукции, простоем людей, механизмов, промышленного транспорта.

3-я категория – приемники, не подходящие под определения 1-й и 2-й категорий (например, приемники второстепенных цехов, не определяющих технологический процесс основного производства).

Источник

Какие существуют виды источников электрического тока?

Источник электрического тока – это устройство, с помощью которого создаётся электрический ток в замкнутой электрической цепи. В настоящее время изобретено большое количество видов таких источников. Каждый вид используется для определённых целей.

Какие существуют виды источников электрического тока?

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.

Какие существуют виды источников электрического тока?

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.

Какие существуют виды источников электрического тока?

Химические источники

Все химические источники можно разбить на 3 группы:

  1. Гальванические
  2. Аккумуляторы
  3. 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):

  1. Солевые;
  2. Щелочные;
  3. Литиевые.
Читайте также:  Основные параметры электрического тока единицы их измерения

Солевые, или иначе «сухие», батарейки используют пастообразный электролит из соли какого-либо металла, помещённый в цинковый стаканчик. Катодом служит графито-марганцевый стержень, расположенный в центре стаканчика. Дешёвые материалы и лёгкость изготовления таких батареек сделали их самыми дешёвыми из всех. Но по характеристикам они значительно уступают щелочным и литиевым.

Какие существуют виды источников электрического тока?

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:

  1. Свинцово-кислотные;
  2. Литий-ионные;
  3. 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.

Какие существуют виды источников электрического тока?

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.

Какие существуют виды источников электрического тока?

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.

Источник

Приемники электрической энергии

Несимметричность нагрузки

Частота тока

В условиях строительства практически все приемники электрической энергии используют стандартную частоту 50 Гц. Исключение составляет часть электроинструмента, работающего от сети трехфазной системы переменного тока, когда в целях уменьшения его массы применяется повышенная частота 200 Гц.

Приемники электроэнергии в трехфазной цепи классифицируются на трехфазные и однофазные.

Трехфазный электроприемник – это устройство, имеющее три одинаковые эквивалентные сопротивления, подключаемые к трем проводам трехфазной сети и обеспечивающее равномерную (симметричную) загрузку всех трех фаз. К симметричным нагрузкам относятся трехфазные электродвигатели, применяемые в кранах, ленточных конвейерах, компрессорах, вентиляторах, насосах, бетоносмесителях, бетоноукладчиках, вибраторах и т.п.

Однофазный электроприемник – это устройство, имеющее одно эквивалентное сопротивление, подключаемое к двум проводам электрической сети переменного тока, обеспечивающее несимметричную загрузку трехфазной системы. К однофазным электроприемникам относятся электрическое освещение, однофазные сварочные трансформаторы.

Для уменьшения несимметричности загрузки трехфазной системы всю однофазную нагрузку строительной площадки необходимо распределять равномерно по фазам.

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

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

Классификация электроприемников по обеспечению надежности электроснабжения

В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории:

Электроприемники I категории – электроприемники, 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 I 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.

Электроприемники II 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 III категории – все остальные электроприемники, не подходящие под определения I и II категорий. Это приемники вспомогательных цехов, несерийного производства продукции и т.п.

Электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Для электроснабжения особой группы электроприемников I категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.

Потребители электрической энергии характеризуются по:

1. суммарной установленной мощности электроприёмников;

2. по принадлежности к отрасли промышленности (например сельское хозяйство);

3. по тарифной группе;

4. по категории энергетической службы.

Электротехнические установки, производящие, преобразующие, распределяющие и потребляющие электроэнергию, по уровню напряжения подразделяются на электроустановки напряжением выше 1 кВ и до 1 кВ(для электроустановок постоянного тока – до 1,5 кВ).

Электроустановки напряжением до 1 кВ переменного тока выполняются с глухозаземленной нейтралью, а в условиях с повышенными требованиями к безопасности – с изолированной нейтралью (торфяные разработки, угольные шахты, передвижные электроустановки и т.п.).

Установки выше 1 кВ подразделяются на установки:

1) с изолированной нейтралью (напряжением 35 кВ и ниже);

2) с компенсированной нейтралью (включенной на землю через индуктивное сопротивление для компенсации емкостных токов), применяются для сетей напряжением до 35 кВ и редко 110 кВ;

3) с глухозаземленной нейтралью (напряжением 110 кВ и выше).

По роду тока все электроприемники, работающие от сети, можно разделить на электроприемники переменного тока промышленной частоты 50 Гц (в ряде стран используют 60 Гц), переменного тока повышенной или пониженной частоты, постоянного тока.

Большинство электроприемников промышленных потребителей электроэнергии работает на переменном трехфазном токе частотой 50 Гц.

Установки повышенной частоты применяют:

— для нагрева под закал, для штамповки металла, СВЧ-печи и т.п.;

— в технологиях, где нужна высокая скорость вращения электродвигателя (текстильная промышленность, деревообработка, переносной электроинструмент в авиастроении) и т.п.

Для получения частоты до 10 000 Гц применяют тиристорные преобразователи, для частоты свыше 10 000 Гц используют электронные генераторы.

Электроприемники пониженной частоты используются в транспортных устройствах, например для прокатных станов (f =16,6 Гц), в установках для перемешивания металла в печах (f = 0…25 Гц). Кроме того, пониженную частоту напряжения используют в индукционных нагревательных устройствах.

Характерные приёмники электроэнергии

Все приёмники электроэнергии характеризуются различными параметрами. При этом режимы их работы описываются ГЭН, поэтому с целью анализа режимов электропотребления используют характерные приёмники электроэнергии, представляющие собой группы электроприёмников, схожих по режимам работы и основным параметрам.

К характерным электроприёмникам относят следующие группы:

— Электродвигатели силовых и общепромышленных установок;

— Электродвигатели производственных станков;

— Выпрямительные и преобразовательные установки.

Электроприемники постоянного тока

Постоянный ток применяют в гальваническом производстве (хромирование, никелирование и т.д.), для сварки на постоянном токе, для питания двигателей постоянного тока и т.п.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник