ตัวรับพลังงานไฟฟ้า

ตัวรับพลังงานไฟฟ้า (ตัวรับไฟฟ้า) เป็นเครื่องมือ หน่วย กลไก ที่ออกแบบมาสำหรับ การแปลงพลังงานไฟฟ้า ในพลังงานประเภทต่าง ๆ (รวมถึงไฟฟ้าตามพารามิเตอร์อื่น ๆ ) เพื่อใช้งาน

ตามวัตถุประสงค์ทางเทคโนโลยี มีการจำแนกตามประเภทของพลังงานที่เครื่องรับนี้แปลงพลังงานไฟฟ้าเข้าไป โดยเฉพาะอย่างยิ่ง:

• กลไกการขับเคลื่อนของเครื่องจักรและกลไก

• โรงงานไฟฟ้าและไฟฟ้า

• การติดตั้งไฟฟ้าเคมี

• การติดตั้งอิเล็กโทรด asthenia;

• การติดตั้งสนามไฟฟ้าสถิตและแม่เหล็กไฟฟ้า

• ตัวกรองไฟฟ้า

• การติดตั้งการบำบัดด้วยประกายไฟ

• เครื่องจักรอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์

• อุปกรณ์ควบคุมและทดสอบผลิตภัณฑ์

ผู้ใช้พลังงานไฟฟ้าที่เรียกว่าเครื่องรับไฟฟ้าหรือกลุ่มเครื่องรับไฟฟ้าที่รวมตัวกันด้วยกระบวนการทางเทคโนโลยีและอยู่ในบริเวณใดพื้นที่หนึ่ง

กฎหมายของรัฐบาลกลาง "เกี่ยวกับพลังงาน" กำหนดผู้ใช้ไฟฟ้าและพลังงานความร้อนว่าเป็นบุคคลที่ซื้อเพื่อความต้องการในครัวเรือนหรืออุตสาหกรรมของตนเอง และหัวข้อของอุตสาหกรรมไฟฟ้า - "บุคคลที่ทำกิจกรรมในด้านพลังงานไฟฟ้า รวมถึง การผลิตพลังงานไฟฟ้าและความร้อน, การจัดหาพลังงานให้กับผู้บริโภค "ในระหว่างการส่งไฟฟ้า, การควบคุมการปฏิบัติงานในอุตสาหกรรมไฟฟ้า, การขายไฟฟ้า, การจัดซื้อและขายไฟฟ้า"

การจำแนกประเภทผู้ใช้ไฟฟ้าเพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือของการจ่ายไฟ

ในแง่ของการรับประกันความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟ ผู้ใช้พลังงานไฟฟ้าแบ่งออกเป็นสามประเภทดังต่อไปนี้:

เครื่องรับไฟฟ้าประเภท I - เครื่องรับไฟฟ้า, การหยุดชะงักของแหล่งจ่ายไฟซึ่งอาจนำไปสู่: อันตรายต่อชีวิตมนุษย์, ความเสียหายที่สำคัญต่อเศรษฐกิจของประเทศ, ความเสียหายต่ออุปกรณ์พื้นฐานที่มีราคาแพง, ข้อบกพร่องของผลิตภัณฑ์จำนวนมาก, การหยุดชะงักของกระบวนการทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน การหยุดชะงักของการทำงานขององค์ประกอบที่สำคัญโดยเฉพาะของเศรษฐกิจของชุมชน

จากผู้เล่นตัวจริง เครื่องรับไฟฟ้าประเภทที่ 1 กลุ่มเครื่องรับไฟฟ้าพิเศษนั้นมีความโดดเด่นซึ่งการทำงานอย่างต่อเนื่องนั้นจำเป็นสำหรับการปิดการผลิตที่ราบรื่นเพื่อป้องกันภัยคุกคามต่อชีวิตมนุษย์ การระเบิด ไฟไหม้ และความเสียหายต่ออุปกรณ์หลักที่มีราคาแพง

เครื่องรับไฟฟ้าประเภท II - เครื่องรับไฟฟ้า, การหยุดชะงักของแหล่งจ่ายไฟซึ่งนำไปสู่การขาดแคลนผลิตภัณฑ์จำนวนมาก, การหยุดชะงักจำนวนมากของคนงาน, กลไกและการขนส่งทางอุตสาหกรรม, การหยุดชะงักของกิจกรรมปกติของผู้อยู่อาศัยในเมืองและชนบทจำนวนมาก พื้นที่

เครื่องรับไฟฟ้าประเภท III — เครื่องรับไฟฟ้าอื่นๆ ทั้งหมดที่ไม่ตรงตามข้อกำหนดสำหรับประเภท I และ II สิ่งเหล่านี้คือผู้รับการประชุมเชิงปฏิบัติการเสริมการผลิตผลิตภัณฑ์แบบไม่ต่อเนื่อง ฯลฯ

เครื่องรับไฟฟ้าประเภทที่ 1 ต้องได้รับกระแสไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานสำรองสองแหล่งที่เป็นอิสระจากกัน และการหยุดชะงักของแหล่งจ่ายไฟในกรณีที่ไฟฟ้าดับจากแหล่งพลังงานแหล่งใดแหล่งหนึ่งจะได้รับอนุญาตเฉพาะในช่วงเวลาของการจ่ายไฟใหม่โดยอัตโนมัติเท่านั้น ในการจัดหาผู้ใช้ไฟฟ้ากลุ่มพิเศษประเภท I จะต้องจัดหาแหล่งพลังงานเพิ่มเติมจากแหล่งพลังงานสำรองอิสระที่สามที่แยกจากกัน

ในการกำหนดประเภทของเครื่องรับไฟฟ้าอย่างถูกต้อง จำเป็นต้องประเมินความน่าจะเป็นที่จะเกิดอุบัติเหตุในส่วนของระบบจ่ายไฟ เพื่อระบุผลที่ตามมาที่เป็นไปได้และความเสียหายของวัสดุอันเป็นผลมาจากอุบัติเหตุเหล่านี้ เมื่อกำหนดหมวดหมู่ของเครื่องรับไฟฟ้า ไม่ควรประเมินค่าพลังงานต่อเนื่องที่จำเป็นสำหรับกลุ่มเครื่องรับไฟฟ้าต่างๆ มากเกินไป เมื่อพิจารณาเครื่องรับไฟฟ้าสำหรับประเภทแรก เทคโนโลยีสำรองจะถูกนำมาพิจารณา สำหรับประเภทที่สอง - การกำจัดของการผลิต

การจำแนกประเภทของเครื่องรับพลังงานไฟฟ้า

ผู้ใช้ไฟฟ้ามีลักษณะดังนี้:

1.กำลังติดตั้งทั้งหมดของเครื่องรับไฟฟ้า

2. เป็นของอุตสาหกรรม (เช่น เกษตรกรรม)

3. โดยกลุ่มภาษี

4. แบ่งตามประเภทบริการด้านพลังงาน

การติดตั้งระบบไฟฟ้า การผลิต การแปลง การกระจาย และการใช้พลังงานไฟฟ้าจะถูกแบ่งตามระดับแรงดันไฟฟ้าเป็นการติดตั้งไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 1 kV และสูงถึง 1 kV (สำหรับการติดตั้งไฟฟ้าที่มีกระแสตรง — สูงถึง 1.5 kV) การติดตั้งไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1 kV AC จะดำเนินการโดยมีสายดินเป็นกลางอย่างแน่นหนา และในเงื่อนไขที่มีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยเพิ่มขึ้น - โดยมีความเป็นกลางแยก (เหมืองถ่านหิน เหมืองถ่านหิน การติดตั้งไฟฟ้าเคลื่อนที่ ฯลฯ)

การติดตั้งที่สูงกว่า 1 kV จะแบ่งออกเป็นการติดตั้ง:

1) มีความเป็นกลางแยก (แรงดันไฟฟ้า 35 kV และต่ำกว่า);

2) ด้วยการชดเชยเป็นกลาง (เชื่อมต่อกับกราวด์ด้วยความต้านทานอุปนัยเพื่อชดเชยกระแส capacitive) ใช้สำหรับเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 35 kV และไม่ค่อย 110 kV

3) ด้วยสายดินที่เป็นกลางสุ่มสี่สุ่มห้า (แรงดันไฟฟ้า 110 kV และอื่น ๆ )

โดยธรรมชาติของกระแสไฟฟ้าเครื่องรับไฟฟ้าทั้งหมดที่ทำงานจากเครือข่ายสามารถแบ่งออกเป็นเครื่องรับไฟฟ้าที่มีกระแสสลับที่มีความถี่อุตสาหกรรม 50 Hz (ในบางประเทศใช้ 60 Hz) กระแสสลับที่มีความถี่เพิ่มขึ้นหรือลดลงและกระแสตรง .

ผู้ใช้ไฟฟ้าส่วนใหญ่ของผู้ใช้ไฟฟ้าอุตสาหกรรมใช้ไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสที่มีความถี่ 50 Hz

ใช้การตั้งค่าความถี่ที่เพิ่มขึ้น:

• สำหรับทำความร้อน ชุบแข็ง ปั๊มโลหะ เตาอบไมโครเวฟ ฯลฯ

• ในเทคโนโลยีที่ต้องใช้ความเร็วสูงในการหมุนของมอเตอร์ไฟฟ้า (อุตสาหกรรมสิ่งทอ งานไม้ เครื่องมือไฟฟ้าแบบพกพาในการก่อสร้างเครื่องบิน) เป็นต้น

เพื่อให้ได้ความถี่สูงถึง 10,000 Hz จะใช้ตัวแปลงไทริสเตอร์สำหรับความถี่ที่สูงกว่า 10,000 Hz ให้ใช้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์.

เครื่องรับไฟฟ้าความถี่ต่ำใช้ในอุปกรณ์ขนส่ง เช่น สำหรับโรงรีด (f = 16.6 Hz) ในโรงงานผสมโลหะในเตาเผา (f = 0 ... 25 Hz) นอกจากนี้ยังใช้ความถี่แรงดันไฟฟ้าที่ลดลงในอุปกรณ์ทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ

ประสบการณ์ในการใช้ความถี่อุตสาหกรรม (50 Hz) และความถี่ที่เพิ่มขึ้น (60 Hz) ยืนยันความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจของความถี่ 60 Hz และการคำนวณทางเทคนิคและเศรษฐศาสตร์แสดงให้เห็นว่าความถี่ที่เหมาะสมควรเป็น 100 Hz

ตัวรับพลังงานทั่วไป

ตัวรับพลังงานทั้งหมดมีพารามิเตอร์ที่แตกต่างกัน ในเวลาเดียวกัน LEG อธิบายโหมดการทำงานของพวกเขาดังนั้นเพื่อวัตถุประสงค์ในการวิเคราะห์โหมดการใช้พลังงานจึงใช้ตัวรับพลังงานลักษณะเฉพาะซึ่งเป็นกลุ่มของตัวรับพลังงานที่คล้ายกันในโหมดการทำงานและพารามิเตอร์พื้นฐาน

กลุ่มต่อไปนี้อยู่ในเครื่องรับไฟฟ้าทั่วไป:

• มอเตอร์ไฟฟ้าสำหรับการติดตั้งพลังงานและอุตสาหกรรม

• มอเตอร์ไฟฟ้าสำหรับเครื่องจักรการผลิต

• เตาอบไฟฟ้า

• การติดตั้งระบบไฟฟ้า

• การติดตั้งระบบแสงสว่าง

• ซ่อมแซมและดัดแปลงการติดตั้ง

เครื่องรับไฟฟ้าของสี่กลุ่มแรกเรียกว่าเครื่องรับไฟฟ้าแบบดั้งเดิม ส่วนแบ่งของแต่ละกลุ่มในการใช้พลังงานขององค์กรขึ้นอยู่กับอุตสาหกรรมและลักษณะของกระบวนการผลิต

เครื่องรับไฟฟ้ากระแสตรง

ไฟฟ้ากระแสตรงใช้ในการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า (ชุบโครเมี่ยม ชุบนิกเกิล ฯลฯ) สำหรับการเชื่อมด้วยไฟฟ้ากระแสตรง การจ่ายไฟให้กับมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ฯลฯ

มอเตอร์ไฟฟ้า

ตามการจำแนกประเภทที่ระบุไว้ข้างต้น ชุดเครื่องรับไฟฟ้าที่ซับซ้อนที่สุดคือไดรฟ์ไฟฟ้า ที่พบมากที่สุดคือไดรฟ์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสซึ่งโดดเด่นด้วยการใช้พลังงานรีแอคทีฟอย่างมีนัยสำคัญกระแสเริ่มต้นสูงและความไวต่อการเบี่ยงเบนของแรงดันไฟหลักจากค่าเล็กน้อย

ในการติดตั้งที่ไม่ต้องการการควบคุมความเร็วระหว่างการทำงาน จะใช้ไดรฟ์ไฟฟ้ากระแสสลับ (มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสและซิงโครนัส) มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับที่ไม่มีการควบคุมเป็นประเภทหลักของผู้ใช้พลังงานในอุตสาหกรรม โดยคิดเป็นประมาณ 70% ของพลังงานทั้งหมด

ข้อควรพิจารณาต่อไปนี้มักใช้เมื่อเลือกประเภทของมอเตอร์สำหรับไดรฟ์ AC แบบไม่มีการควบคุม:

• ที่แรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1 kV และกำลังสูงถึง 100 kW การใช้มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสจะประหยัดกว่าและมากกว่า 100 kW - แบบซิงโครนัส

• ที่แรงดันไฟฟ้า 6 kV และกำลังสูงสุด 300 kW - มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส มากกว่า 300 kW - แบบซิงโครนัส

• ที่แรงดันไฟฟ้า 10 kV และกำลังสูงถึง 400 kW — มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส มากกว่า 400 kW — แบบซิงโครนัส

มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่มีเฟสโรเตอร์ใช้ในไดรฟ์ทรงพลังที่มีสภาวะการสตาร์ทที่รุนแรง (ในเครื่องยก เป็นต้น)

มอเตอร์ไฟฟ้าของการติดตั้งทางอุตสาหกรรม เช่น คอมเพรสเซอร์ พัดลม ปั๊ม และอุปกรณ์ยกเคลื่อนย้าย ขึ้นอยู่กับกำลังไฟที่กำหนด มีแรงดันไฟฟ้า 0.22-10 kV กำลังไฟของมอเตอร์ไฟฟ้าของการติดตั้งเหล่านี้แตกต่างกันไปตั้งแต่เศษส่วนของกิโลวัตต์ไปจนถึง 800 กิโลวัตต์หรือมากกว่า ตัวรับสัญญาณไฟฟ้าที่ระบุมักจะอ้างอิงถึงความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟประเภท Iตัวอย่างเช่น การปิดการระบายอากาศในโรงงานการผลิตสารเคมีต้องมีการอพยพคนออกจากสถานที่ ดังนั้นจึงต้องหยุดการผลิต

การแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรงจำเป็นต้องมีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งหน่วยแปลงและอุปกรณ์ควบคุม อาคารสถานที่สำหรับพวกเขา ตลอดจนค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานสำหรับการบำรุงรักษาและการสูญเสียพลังงานไฟฟ้า ดังนั้นต้นทุนของระบบจ่ายไฟและค่าไฟฟ้าเฉพาะของไฟฟ้ากระแสตรงจึงสูงกว่าไฟฟ้ากระแสสลับ มอเตอร์กระแสตรงมีราคาแพงกว่ามอเตอร์แบบอะซิงโครนัสและซิงโครนัส ไดร์ฟ DC แบบแปรผันจะใช้เมื่อจำเป็นต้องเปลี่ยนความเร็วอย่างรวดเร็ว กว้าง และ/หรือราบรื่น

ตัวประกอบกำลังของเครื่องรับไฟฟ้า

คุณสมบัติที่สำคัญของเครื่องรับไฟฟ้าคือ ตัวประกอบกำลัง cos (φn) ตัวประกอบกำลังเป็นลักษณะเฉพาะที่สะท้อนถึงส่วนแบ่งของพลังงานที่ใช้งานอยู่ที่โหลดและแรงดันไฟฟ้าปกติ ค่าcosφพิกัดของมอเตอร์ไฟฟ้าขึ้นอยู่กับประเภท กำลังพิกัด ความเร็ว และลักษณะอื่นๆ เมื่อทำงานกับมอเตอร์ไฟฟ้า cosφ จะขึ้นอยู่กับโหลดเป็นหลัก

สำหรับไดรฟ์ไฟฟ้าของปั๊มขนาดใหญ่ คอมเพรสเซอร์ และพัดลม มักใช้มอเตอร์ซิงโครนัสซึ่งใช้เป็นแหล่งพลังงานรีแอกทีฟเพิ่มเติมในระบบไฟฟ้า

อุปกรณ์ยกและขนส่งมีลักษณะการกระแทกของโหลดบ่อยครั้ง ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของตัวประกอบกำลังภายในขีดจำกัดที่สำคัญ (0.3-0.8) ตามความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟ พวกเขามักจะอ้างถึงประเภท I และ II (ขึ้นอยู่กับบทบาทในกระบวนการทางเทคโนโลยี)
เครื่องรับไฟฟ้าที่มีปัญหา

จาก อุปกรณ์ไฟฟ้า ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดเกิดจากเตาอาร์คด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้:

• กำลังไฟสูง (สูงถึงสิบเมกะวัตต์); ความไม่เชิงเส้นและ cosφ ต่ำที่เกิดจากหม้อแปลงเตา
• ไฟกระชากแบบแอคทีฟและรีแอคทีฟที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงาน
• การเบี่ยงเบนจากความสมมาตรของโหลดเฟส

โรงงานเชื่อมไฟฟ้ากระแสสลับมีปัญหาคล้ายกับเตาอาร์ค cosφ ของพวกเขาต่ำเป็นพิเศษ

ไฟฟ้าแสงสว่างยังทำให้เกิดปัญหาบางอย่างกับเครือข่ายไฟฟ้า กล่าวคือ หลอดปล่อยประสิทธิภาพสูงที่ใช้แทนหลอดไส้มีลักษณะไม่เป็นเส้นตรงและไวต่อการหยุดชะงักของพลังงานในระยะสั้น (เศษเสี้ยววินาที) อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบัน ปัญหาเหล่านี้ได้รับการแก้ไขโดยการเปลี่ยนหลอดไฟเป็นแหล่งจ่ายไฟความถี่สูงผ่านตัวแปลงความถี่แยกต่างหาก ซึ่งไม่เพียงปรับปรุงแสงสว่าง แต่ยังรวมถึงพารามิเตอร์ด้านพลังงานด้วย

แหล่งกำเนิดแสง (หลอดไส้ ฟลูออเรสเซนต์ อาร์ค ปรอท โซเดียม ฯลฯ) เป็นตัวรับไฟฟ้าเฟสเดียวและมีระยะห่างเท่าๆ กันในทุกเฟสเพื่อลดความไม่สมมาตร สำหรับหลอดไส้ cosφ = 1 และสำหรับหลอดปล่อยก๊าซ cosφ = 0.6

แหล่งจ่ายไฟของอุปกรณ์ควบคุมและประมวลผลข้อมูลขึ้นอยู่กับข้อกำหนดที่เพิ่มขึ้นในแง่ของความน่าเชื่อถือและคุณภาพของไฟฟ้า ดังนั้นตามกฎแล้วอุปกรณ์เหล่านี้จึงใช้พลังงานจากแหล่งพลังงานที่รับประกันว่าจะไม่มีการหยุดชะงัก