Урок№13,14_27.02.2025

 Електротехніка                                            гр.9/24                           27.02.2025


Урок№13:Електричний привід (електропривід). Електроапарати керування і                       захисту

Урок№14:Електромережі. Способи зменшення втрат потужності.


Електричний привід (або просто електропривод) являє собою електромеханічну систему для створення руху різних застосовуваних механізмів робочих пристроїв, машин і безпосереднього управління даними рухом з метою здійснення технологічного процесу. В даний час електропривод (електричний привід) є певною сукупністю безлічі різних електричних апаратів, машин і систем управління ними. Електричний привід є домінуючим споживачем електроенергії (близько 60% споживаної електроенергії) і основним джерелом механічної енергії на виробництві.

 При неможливості створення прямого приводу електричний двигун задіє виконавчу частину в рух навколо своєї осі посредствам кінематичної передачі. Коефіцієнт корисної дії, пульсації і передавальне число, що вносяться кінематичної передачею, теж враховуються при створенні електричного приводу (електроприводу).

Розглянемо основні функціональні елементи електроприводу:

1) Регулятори (Р) – потрібен для управління процесами і роботою електроприводу

2) Електричний перетворювач (ЕП) перетворює один тип струму в інший

3) Електромеханічний перетворювач (ЕМП) – принцип звичайного електродвигуна

4) Механічний перетворювач (МП) змінює швидкість обертання двигуна

5) Управління – керуючі вплив

6) ІС – кінцевий виконавчий орган (частина)

До функціональних частин можна віднести:

1) Електропривод або силова частина з розімкненим системою управління

2) Механічна частина

3) Система управління електричного приводу


Різновиди електричних приводів: нерегульовані, регульовані, неавтоматизовані, автоматизовані, лінійні, обертальні. Якість функціонування електричного приводу багато в чому характеризується вірним вибором застосовуваного електродвигуна, що забезпечує надійну роботу електричного приводу і досить високу робочу ефективність всіх технологічних і виробничих процесів на транспорті, в існуючій промисловості, в будівництві і т.д.

При підборі електродвигуна для електричного приводу того чи іншого виробничого механізму слід керуватися такими рекомендаціями:

а) Виходячи з наявних технологічних вимог, роблять безпосередній вибір електродвигуна по його основними технічними характеристиками (а саме за родом електричного струму, номінальним робочим напруженням і потужності, тривалості включення, частоті обертання, виду механічної характеристики, перевантажувальної здатності, регулювальним, пусковим і гальмівним властивостями і т.д.), а також саме конструктивне виконання електродвигуна за способом кріплення і монтажу.

б) Виходячи з міркувань економіки, підбирають більш надійний, простий, економічний у своїй експлуатації електричний двигун, який не вимагає великих витрат і має мінімальні габаритами, масою і, звичайно ж, вартістю.

в) Виходячи з певних умов зовнішнього середовища, де буде функціонувати електричний двигун, а також з деяких пропонованих вимог електробезпеки роботи у пожежо- та вибухонебезпечної зоні, підбирають таке виконання (конструктивне) електродвигуна за способом його захисту. Вірний вибір виконання, типу, потужності електродвигуна в свою чергу визначає не тільки електробезпека, економічність і надійність роботи, і тривалість терміну служби електричного двигуна, але і його техніко-економічні дані в цілому. 

Керування приводними електродвигунами зводиться до таких основних операцій: вмикання, вимикання, зміна частоти та напряму обертання, гальмування й деякі інші більш складні процеси. Ці операції властиві електроприводу як з ручним керуванням, так і автоматизованому. Захист електродвигунів від перенавантаження, короткого замикання, підвищення, зниження та втрати напруги здійснюється автоматично.

1. Види та призначення апаратури управління й захисту

      Апарати управління: рубильники, пускачі, контактори, автомати, контролери, кнопкові станції, реостати, пакетні перемикачі, тощо. З їх допомогою здійснюється включення, відключення, реверсування, регулювання режиму робіт, зміна електросхеми, тощо.

Апарати захисту: запобіжники з плавкими вставками, реле, автомати і т. д., що обмежують навантаження електроприймачів або відключають їх при перевантаженнях.

Комутаційна та пускова апаратура

 Запобіжники з плавкими вставками використовуються для відключення ділянки (рис.), що захищає ланцюг при короткому замиканні, але не перевантаженнях 

 




Рисунок 59 – Рубильник з плавкими вставками

Контактори використовуються для частих включень й відключень електроланцюга (до 1500 разів на годину). Привід – електромагніт. Контактори бувають одно–, двох– або трьохполюсними. При постійному струмі КВП-600 мають виконання на 100, 160, 250 й 600А на один та два полюси, з замикаючими та розмикаючими контактами.

     Контактори змінного струму бувають на струми 20÷ 600А, власний час спрацювання 0, 05÷ 0, 1сек.


     Кнопки управління – кнопки для замикань ланцюгів дистанційного й місцевого управління двигунами, іншими електроспоживачами. Комплект з декількох кнопок в одному корпусі – кнопкова станція.

     Кнопкова станція  призначена для ручного дистанційного керування електромагнітними апаратами (контакторами, магнітними пускачами, реле, тощо) в електричних ланцюгах управління змінного струму напругою до 500В та постійної напруги до 220В, подання напруги к споживачу (рис.).

Теплове реле для захисту двигуна від струмів перевантаження – корпус (рис. ), в який вмонтованні дві біметалеві пластини (біметал – дві зварені пластини з різним коефіцієнтом температурного розширення), та механізм розчеплення нормального закритого контакту, увімкненого в ланцюг живлення котушки пускача.


Рубильники призначені для комутації електроланок, використовуються для струму до 600А.


Електромережі. Способи зменшення втрат потужності.



Електромережа

Електри́чна мере́жа або електромере́жа[1] — взаємопов'язана мережа, призначена для постачання та розподілу електричної енергії від постачальників до кінцевих споживачів. Вона складається з генерувальних станцій, високовольтних ліній електропередавання та розподільних ліній, які доправляють енергію до розподільних пристроїв підстанцій, ввідних пристроїв, ввідно-розподільних пристроїв, та головних розподільних щитів.

Великі, просторово суміжні та електрично з'єднані електромережі, називають об'єднаними електромережами, невеликі просторово розділені електромережі — острівними. Електричні мережі на облавку транспортних засобів і літаків, називаються бортовими. Історична назва для електромережі — освітлювальна мережа, оскільки електрична енергія спочатку замислювалася та застосовувалася майже винятково для освітлення лампами розжарення.

Електростанції можуть бути розташовані у віддалених місцях — в районах паливних ресурсів, на дамбах, джерелах геотермальної енергії, чи пустелях, для отримання енергії сонця. Щоби передати електроенергію до промислових районів чи звичайних споживачів, потрібно підвищити напругу за допомогою силового трансформатора і вже тоді постачати її мережею ліній електропередач.

Основна кількість електричної енергії подорожує на великі відстані, часто за межі країни, поки не дійде до регіональних компаній постачання.

Для отримання електроенергії з високовольтних ліній, напругу потрібно понижувати з рівня передавання, до рівня постачання, що роблять на понижувальних підстанціях, звідки розподіляють на щити, де понижують ще раз, і зрештою з них — споживачам.

Поступове спорудження потужних електростанцій в Україні, обумовило розвиток системоутворювальних мереж — ЛЕП 220, 330, 400, 500 і 750 кВ змінного та 800 кВ постійного струму[2]. Станом на 2011 рік, протяжність високовольтних українських електричних мереж становила понад 1 млн кілометрів повітряних та кабельних ліній електропередавання напругою 6-750 кВ (для прикладу у Німеччині 2014 року, довжина усіх електричних мереж сягала близько 1,8 мільйона кілометрів[3], з яких 1 156 800 км — мережі низьковольтного рівня).

Магістральна електрична мережа — електрична мережа, призначена для передавання електричної енергії від виробника до пунктів приєднання місцевих (локальних) мереж;
Міждержавна електрична мережа — електрична мережа, призначена для передавання електричної енергії між державами;
Високовольтна лінія електропередачі
Місцева (локальна) електрична мережа — приєднана електрична мережа, призначена для передавання та розподілу електричної енергії від магістральної електричної мережі до споживача;
Об'єднана енергетична система України — сукупність електростанцій, електричних і теплових мереж, інших об'єктів електроенергетики, які об'єднані спільним режимом виробництва, передавання та розподілу електричної і теплової енергії з централізованим керуванням цим режимом.[4]

Втрати електроенергії – Різниця між обсягом електроенергії, яка надійшла в електричну мережу та обсягом електроенергії, який був відпущений із цієї електромережі.

Звідки беруться втрати у електричних мережах?

Вони безпосередньо залежить від характерних фізичних процесів, і може змінюватися під впливом складової навантаження, умовно-постійних витрат, а також кліматичних умов. Витрати, що витрачаються на експлуатацію допоміжного обладнання та забезпечення необхідних умов роботи техперсоналу.

Чому виникають втрати електроенергії?

Втрати електроенергії умовно поділяють на технологічні та комерційні. Технологічні втрати виникають у зв'язку з тим, що в процесі передачі електроенергії певна її частина перетворюється на теплову енергію. Також має місце витрата електроенергії забезпечення функціонування устаткування підстанцій.

Хто сплачує втрати в електричних мережах?

У зв'язку з викладеним, втрати електричної енергії у внутрішньобудинкових електричних мережах оплачуються громадянами-споживачами у складі плати за комунальну послугу з електропостачання.

Що таке фактичні втрати електроенергії?

Фактичні (їх іноді називають – звітні) втрати завжди обчислюються як різниця електроенергії, яка надійшла до мережі та енергії, переданої з мережі споживачам.

Що робити для зменшення втрат електроенергії під час її передачі?

Є 2 варіанти: зменшити опір проводів або силу струму в лінії електропередач.Зменшити витрати також можна наступними ефективними методами:

  1. Оптимізація схеми та роботи електромережі;
  2. Модернізація обладнання.;
  3. Зменшення сумарної потужності;
  4. Оптимізація навантаження трансформаторів.

Як визначаються втрати електроенергії у промислових електромережах?

Розмір фактичних втрат електричної енергії в електричних мережах визначається як різниця між об'ємом електричної енергії, переданої в електричну мережу з інших мереж або від електричних виробників енергії, та обсягом електричної енергії, яка поставлена ​​за договорами енергопостачання (купівлі-продажу …

Як знизити втрати енергії?

Заходи щодо зниження технічних втрат:

  1. заміна проводів на перевантажених лініях,
  2. оптимізація режимів роботи електромережі та оптимізація схем,
  3. компенсація реактивної потужності,
  4. відключення трансформаторів, що мають сезонне навантаження,
  5. заміна недовантажених та перевантажених трансформаторів,
  6. вирівнювання навантажень.


Немає коментарів:

Дописати коментар