 |
|
Загальна характеристика приймачів електричної енергії
За критеріями, що розглянуті вище, найбільш складну сукупність електроприймачів являє собою одна з них – електропривод. У сучасних електроприводах можуть використовуватись електричні машини як змінного, так і постійного струмів потужністю від часток вата до десятків мегават, які досить часто живлять від мережі через керовані перетворювачі. В залежності від характеру виробничих і загальнопромислових механізмів електропривод може працювати в тривалому, короткочасному, повторно-короткочасному або складніших, часто нерегулярних режимах. Пуск, реверс, динамічне гальмування, кидки навантаження та інші перехідні явища можуть супроводжуватися поштовхами струму в електропостачальних системах, що істотно ускладнює їх роботу.
Найрозповсюдженіший асинхронний електропривод характеризується суттєвим споживанням реактивної потужності. Пускові струми асинхронних короткозамкнених двигунів обумовлюють необхідність (для запобігання недопустимих коливань напруги) підвищення потужності джерела живлення і зменшення опору елементів електричних мереж. У зв‘язку з тим, що обертовий момент асинхронного двигуна пропорційний квадрату прикладеної напруги, то на режими роботи двигуна можуть суттєво впливати відхилення напруги мережі від номінальної.
Електропривод із синхронним двигуном відрізняється відносною постійністю навантаження, нечастими пусками і здатністю віддавати в мережу реактивну потужність. У зв‘язку з цим при виборі синхронного електропривода часто враховуються не тільки його електромеханічні характеристики, але і загальноенергетичні властивості.
Сучасний тиристорний електропривод постійного струму, який має регулювальну здатність в широких межах, є споживачем трифазного змінного струму. Такий привод, незважаючи на наявність в його складі відповідних фільтрів, може бути джерелом вищих гармонік. В той же час такий привод сам чутливий до спотворень напруги мережі, від якої він живиться. Тому забезпечення синусоїдності напруги в такій мережі має особливо важливе значення.
З електротехнологічних установок найбільші проблеми для мереж живлення викликають дугові сталеплавильні печі за рахунок своєї потужності (до десятків мегават), нелінійності, низького коефіцієнта потужності, обумовленого трансформаторами печі, поштовхів активної і реактивної потужності, відхилень від симетрії фазових навантажень. Кращими у цьому відношенні є дугові печі постійного струму, які живляться від потужних тиристорних випрямлячів, що увімкнені між пічними трансформатором і піччю. Особливі проблеми викликають однофазні дугові печі.
Інший вид електричних печей – печі опору є лінійними симетричними трифазними електроприймачами з високим коефіцієнтом потужності. Вони мають малу кратність пускового струму, нечутливі до коливань напруги та її форми, до короткочасних перерв живлення і тому не створюють суттєвих проблем при проектуванні їх електропостачання. Особливих проблем не викликають також індукційні і електронно-променеві печі, які живляться, як правило через напівпровідникові перетворювачі.
Аналогічні з електродуговими печами проблеми викликають і електрозварювальні установки змінного струму, особливо їх низький коефіцієнт потужності. В останній час розширюється застосування зварювання постійним струмом з живленням дуги зварювання через спеціальні випрямлячі. Це дозволяє не тільки підвищити якість зварювання і економити енергію за рахунок зменшення її втрат в регулювальному пристрої живлення, але і мати симетричне трифазне навантаження з високим коефіцієнтом потужності.
Різні електротехнологічні недугові установки постійного струму (електролізні установки тощо) живляться звичайно від індивідуальних (іноді досить потужних) випрямлячів і в інших відношеннях суттєвих проблем не створюють.
Електричне освітлення може викликати певні проблеми, які пов‘язані із застосуванням високоекономічних розрядних ламп замість ламп розжарення. Параметри цих ламп нелінійні і чутливі до короткочасної (навіть на долі секунди) перерви електропостачання. Запалювання ламп високого тиску після глибокого відхилення напруги живлення триває як мінімум декілька хвилин і супроводжується комутаційними перенапругами і тривалими струмами. Незважаючи на те, що доля електричного освітлення в промисловому електропостачанні мала, розв‘язання викликаних ним проблем вимагає певної уваги. Зараз такі лампи переводять на високочастотне живлення через індивідуальні перетворювачі частоти, що суттєво покращує не тільки світлотехнічні, але і енергетичні показники освітлювальних систем.
Ускладнення системи електропостачання ЕОМ та інших електронних пристроїв керування і обробки інформації пов’язано з необхідністю встановлення для їх живлення джерел гарантованого неперервного електропостачання або підвищення іншими засобами надійності електропостачання та якості електроенергії.
Під час проектування та експлуатації високоефективних систем електропостачання необхідно якомога повніше враховувати характеристики й особливості різних груп електроприймачів та споживачів.