Penerima energi listrik

Penerima energi listrik (penerima listrik) adalah peralatan, unit, mekanisme yang dirancang untuk konversi energi listrik dalam jenis energi yang berbeda (termasuk listrik, menurut parameter lain) untuk menggunakannya.

Menurut tujuan teknologinya, mereka diklasifikasikan tergantung pada jenis energi yang digunakan penerima ini untuk mengubah energi listrik, khususnya:

• mekanisme penggerak mesin dan mekanisme;

• pembangkit elektrotermal dan listrik;

• instalasi elektrokimia;

• pemasangan elektroda asthenia;

• instalasi medan elektrostatik dan elektromagnetik,

• elektrofilter;

• instalasi perawatan percikan;

• mesin elektronik dan komputasi;

• kontrol produk dan perangkat pengujian.

Pengguna energi listrik disebut penerima listrik atau sekelompok penerima listrik yang disatukan oleh proses teknologi dan terletak di area tertentu.

Undang-Undang Federal "Tentang Energi" mendefinisikan konsumen listrik dan energi panas sebagai orang yang membelinya untuk kebutuhan rumah tangga atau industri mereka sendiri, dan subjek industri listrik - "orang yang melakukan kegiatan di bidang energi listrik, termasuk produksi energi listrik dan termal, pasokan energi ke konsumen "selama transmisi listrik, kontrol pengiriman operasional di industri listrik, penjualan listrik, organisasi pembelian dan penjualan listrik".

Klasifikasi konsumen listrik untuk memastikan keandalan pasokan listrik

Dalam hal memastikan keandalan catu daya, konsumen energi listrik dibagi menjadi tiga kategori berikut:

Penerima listrik kategori I - penerima listrik, gangguan catu daya yang dapat menyebabkan: bahaya bagi kehidupan manusia, kerusakan ekonomi nasional yang signifikan, kerusakan peralatan dasar yang mahal, cacat produk besar-besaran, gangguan proses teknologi yang kompleks, terganggunya fungsi unsur-unsur ekonomi masyarakat yang sangat penting.

Dari barisan penerima listrik dari kategori 1 sekelompok khusus penerima listrik dibedakan, yang pengoperasiannya terus menerus diperlukan untuk penghentian produksi yang mulus untuk mencegah ancaman terhadap nyawa manusia, ledakan, kebakaran, dan kerusakan pada peralatan utama yang mahal.

Penerima listrik kategori II - penerima listrik, gangguan pasokan listrik yang menyebabkan kekurangan produk massal, gangguan massal pekerja, mekanisme dan transportasi industri, gangguan aktivitas normal sejumlah besar penduduk kota dan pedesaan daerah.

Penerima listrik Kategori III — semua penerima listrik lainnya yang tidak memenuhi definisi untuk Kategori I dan II. Ini adalah penerima bengkel tambahan, produksi produk non-serial, dll.

Penerima listrik Kategori I harus disuplai dengan listrik dari dua sumber daya redundan independen yang saling menguntungkan, dan pemutusan catu dayanya jika terjadi kegagalan daya dari salah satu sumber daya hanya dapat diizinkan selama waktu pemulihan otomatis catu daya. Untuk memasok kelompok khusus konsumen listrik kategori I, pasokan tambahan harus disediakan dari sumber daya redundan saling independen ketiga.

Untuk menetapkan kategori penerima listrik dengan benar, perlu menilai kemungkinan kecelakaan di bagian sistem catu daya, untuk menentukan kemungkinan konsekuensi dan kerusakan material akibat kecelakaan ini. Saat menentukan kategori penerima listrik, kategori daya berkelanjutan yang diperlukan untuk berbagai kelompok penerima listrik tidak boleh dilebih-lebihkan. Saat menentukan penerima listrik untuk kategori pertama, cadangan teknologi diperhitungkan, untuk yang kedua - perpindahan produksi.

Klasifikasi penerima energi listrik

Konsumen listrik dicirikan oleh:

1.total daya terpasang penerima listrik;

2. dengan menjadi bagian dari industri (misalnya pertanian);

3. menurut kelompok tarif;

4. menurut kategori jasa energi.

Instalasi listrik yang menghasilkan, mengubah, mendistribusikan dan mengkonsumsi listrik dibagi dengan level tegangan menjadi instalasi listrik dengan tegangan di atas 1 kV dan hingga 1 kV (untuk instalasi listrik dengan arus searah - hingga 1,5 kV). Instalasi listrik dengan tegangan hingga 1 kV AC dilakukan dengan netral yang diarde secara kokoh, dan dalam kondisi dengan peningkatan persyaratan keselamatan - dengan netral terisolasi (tambang gambut, tambang batu bara, instalasi listrik bergerak, dll.).

Instalasi di atas 1 kV dibagi menjadi instalasi:

1) dengan netral terisolasi (tegangan 35 kV dan lebih rendah);

2) dengan netral terkompensasi (terhubung ke tanah dengan resistansi induktif untuk mengkompensasi arus kapasitif), digunakan untuk jaringan dengan tegangan hingga 35 kV dan jarang 110 kV;

3) dengan netral membumi (tegangan 110 kV dan lebih banyak).

Berdasarkan sifat arusnya, semua penerima listrik yang beroperasi dari jaringan dapat dibagi menjadi penerima listrik dengan arus bolak-balik dengan frekuensi industri 50 Hz (di beberapa negara mereka menggunakan 60 Hz), arus bolak-balik dengan frekuensi naik atau turun dan arus searah .

Sebagian besar konsumen energi listrik pengguna listrik industri beroperasi pada arus bolak-balik tiga fasa dengan frekuensi 50 Hz.

Pengaturan frekuensi yang meningkat digunakan:

• untuk pemanasan untuk pengerasan, untuk stempel logam, oven microwave, dll.;

• dalam teknologi yang memerlukan kecepatan putaran tinggi dari motor listrik (industri tekstil, pertukangan kayu, perkakas listrik portabel dalam konstruksi pesawat terbang), dll.

Untuk mendapatkan frekuensi hingga 10.000 Hz digunakan konverter thyristor, untuk frekuensi di atas 10.000 Hz digunakan generator elektronik.

Penerima listrik frekuensi rendah digunakan dalam perangkat transportasi, misalnya untuk rolling mill (f = 16,6 Hz), di pabrik pencampuran logam di tungku (f = 0 ... 25 Hz). Selain itu, frekuensi tegangan yang dikurangi digunakan dalam perangkat pemanas induksi.

Pengalaman dengan penggunaan frekuensi industri (50 Hz) dan peningkatan (60 Hz) mengkonfirmasi kelayakan ekonomi dari frekuensi 60 Hz, dan perhitungan teknis dan ekonomi menunjukkan bahwa frekuensi optimal harus 100 Hz.

Penerima daya tipikal

Semua penerima daya dicirikan oleh parameter yang berbeda. Pada saat yang sama, mode operasinya dijelaskan oleh LEG, oleh karena itu, untuk tujuan menganalisis mode konsumsi energi, digunakan penerima daya karakteristik, yang merupakan kelompok penerima daya yang serupa dalam mode operasi dan parameter dasar.

Grup berikut termasuk penerima listrik tipikal:

• Motor listrik untuk instalasi tenaga dan industri;

• Motor listrik untuk mesin produksi;

• Oven listrik;

• instalasi elektrotermal;

• Instalasi penerangan;

• Perbaikan dan konversi instalasi.

Penerima listrik dari empat kelompok pertama secara tradisional disebut penerima daya. Porsi masing-masing kelompok dalam konsumsi energi perusahaan bergantung pada industri dan karakteristik proses produksi.

Penerima arus searah

Arus searah digunakan dalam pelapisan listrik (pelapisan krom, pelapisan nikel, dll.), untuk pengelasan arus searah, untuk menyalakan motor DC, dll.

Motor listrik

Berdasarkan klasifikasi yang tercantum di atas, rangkaian penerima listrik yang paling kompleks adalah penggerak listrik. Yang paling umum adalah penggerak listrik asinkron, yang ditandai dengan konsumsi daya reaktif yang signifikan, arus awal yang tinggi, dan kepekaan yang signifikan terhadap penyimpangan tegangan listrik dari tegangan nominal.

Dalam instalasi yang tidak memerlukan kontrol kecepatan selama operasi, penggerak listrik AC (motor asinkron dan sinkron) digunakan. Motor AC yang tidak diatur adalah jenis utama konsumen energi di industri, terhitung sekitar 70% dari total daya.

Pertimbangan berikut sering digunakan saat memilih jenis motor untuk penggerak AC yang tidak diatur:

• pada tegangan hingga 1 kV dan daya hingga 100 kW, lebih ekonomis menggunakan motor asinkron, dan di atas 100 kW - sinkron;

• pada tegangan 6 kV dan daya hingga 300 kW — motor asinkron, lebih dari 300 kW — sinkron;

• pada tegangan 10 kV dan daya hingga 400 kW — motor asinkron, lebih dari 400 kW — sinkron.

Motor asinkron dengan rotor fase digunakan pada penggerak bertenaga dengan kondisi awal yang parah (pada mesin pengangkat, dll.).

Motor listrik dari instalasi industri seperti kompresor, kipas angin, pompa dan alat pengangkut pengangkat, tergantung pada daya pengenalnya, memiliki tegangan suplai 0,22-10 kV. Daya pengenal motor listrik dari instalasi ini bervariasi dari fraksi kilowatt hingga 800 kW atau lebih. Penerima listrik yang ditunjukkan biasanya mengacu pada kategori keandalan catu daya I.Misalnya, mematikan ventilasi di bengkel produksi bahan kimia memerlukan evakuasi orang dari lokasi dan, oleh karena itu, penghentian produksi.

Konversi arus bolak-balik ke arus searah membutuhkan biaya pemasangan unit konversi dan peralatan kontrol, membangun tempat untuk mereka, serta biaya operasi untuk pemeliharaan dan hilangnya listrik. Oleh karena itu, biaya sistem catu daya dan biaya spesifik listrik pada arus searah lebih tinggi daripada arus bolak-balik. Motor DC lebih mahal daripada motor asinkron dan sinkron. Penggerak DC variabel digunakan saat diperlukan perubahan kecepatan yang cepat, lebar, dan/atau halus.

Faktor daya penerima listrik

Fitur penting dari penerima listrik adalah Faktor kekuatan cos (φn). Faktor daya adalah karakteristik paspor yang mencerminkan bagian daya aktif yang dikonsumsi pada beban dan voltase nominal. Nilai cosφ motor listrik tergantung pada jenisnya, daya pengenal, kecepatan, dan karakteristik lainnya. Ketika bekerja dengan motor listrik, cosφ mereka tergantung terutama pada beban.

Untuk penggerak listrik pompa besar, kompresor, dan kipas, motor sinkron sering digunakan, yang digunakan sebagai sumber daya reaktif tambahan dalam sistem tenaga.

Perangkat pengangkat dan pengangkutan dicirikan oleh seringnya guncangan beban, yang menyebabkan perubahan faktor daya dalam batas yang signifikan (0,3-0,8). Menurut keandalan catu daya, mereka biasanya mengacu pada kategori I dan II (tergantung perannya dalam proses teknologi).
Penerima listrik bermasalah

Dari alat listrik Masalah terbesar disebabkan oleh tungku busur karena alasan berikut:

• daya sendiri yang tinggi (hingga puluhan megawatt); non-linier dan cosφ rendah yang disebabkan oleh transformator tungku;
• lonjakan daya aktif dan reaktif yang terjadi selama pengoperasian;
• penyimpangan joging dari simetri beban fasa.

Pabrik las listrik AC memiliki masalah yang mirip dengan tungku busur. Cosφ mereka sangat rendah.

Penerangan listrik juga menyebabkan beberapa masalah pada jaringan listrik, yaitu: lampu pelepasan efisiensi tinggi yang digunakan sebagai pengganti lampu pijar memiliki karakteristik nonlinier dan peka terhadap gangguan daya jangka pendek (sepersekian detik). Namun, saat ini, masalah ini diselesaikan dengan mengalihkan lampu ke catu daya frekuensi tinggi melalui konverter frekuensi terpisah, yang tidak hanya meningkatkan pencahayaannya, tetapi juga parameter energinya.

Sumber cahaya (pijar, fluoresen, busur, merkuri, natrium, dll.) adalah penerima listrik fase tunggal dan ditempatkan secara merata di seluruh fase untuk mengurangi asimetri. Untuk lampu pijar cosφ = 1, dan untuk lampu pelepasan gas cosφ = 0,6.

Catu daya perangkat kontrol dan pengolah informasi tunduk pada persyaratan yang meningkat dalam hal keandalan dan kualitas listrik, oleh karena itu perangkat tersebut didukung, sebagai aturan, dari sumber catu daya tanpa gangguan yang dijamin.