У підручнику наведено основні відомості щодо характерних груп споживачів електричної енергії міст та промислових підприємств. Описано особливості режимів роботи електроприймачів, їх уплив на показники якості електричної енергії. Теми включають контрольні питання для закріплення матеріалу. Призначений для студентів електротехнічних спеціальностей, викладачів та усіх, хто цікавиться питаннями проектування та експлуатації електротехнічного устаткування. ЗМІСТ ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ І ПОЗНАЧЕНЬ ....................... 8 ПЕРЕДМОВА ................................ ................................ ........................... 10 Частина І СПОЖИВАЧІ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ В СИСТЕМІ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ......................... 12 Розділ 1 СИСТЕМНИЙ ПІДХІД ДО АНАЛІЗУ СПОЖИВАЧІВ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ ................................ ...................... 12 1.1 Основні поняття й визначення ................................ ........................ 12 1.2 Споживачі електричної енергії в системі «Електроенергетика» . . 14 1.3 Система «Споживання електричної енергії» ................................ . 16 1.4 Взаємодія електроспоживачів і джерел електричної енергії ........ 16 1.5 Модельне представлення систем і їхніх складових ....................... 18 Розділ 2 ХАРАКТЕРИСТИКА СПОЖИВАЧІВ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ ................................ ................................ .................... 21 2.1 Загальні відомості про електроспоживачів ................................ .... 21 2.2 Класифікація електроспоживачів ................................ ................... 23 2.2.1 Класифікація за ступенем надійності електропостачання ....... 24 2.2.2 Класифікація за ступенем і величиною напруги ..................... 25 2.2.3 Класифікація за ознаками фізичних параметрів ................... 26 2.2.4 Класифікація за функціональними ознаками .......................... 26 2.3 Параметри та характеристики електроприймачів ......................... 28 2.3.1 Номінальні параметри електроприймачів ............................. 28 2.3.2 Потужність електроприймачів ................................ ................ 30 2.3.3 Характеристики електроприймачів ................................ ........ 31 Розділ 3 РЕЖИМИ РОБОТИ ПРИЙМАЧІВ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ ................................ ................................ .................... 35 3.1 Режими за тривалістю вмикання ................................ ...................... 35 3.2 Режими за усталеністю параметрів ................................ ................ 37 3.3 Режими за ступенем аварійності ................................ .................... 37 3.4 Режими схем вмикання трифазних електроприймачів .................. 38 3.4.1 «Зірка» без нульового проводу ................................ .............. 38 3.4.2 «Трикутник» ................................ ................................ ........... 40 3.4.3 «Зірка» з нульовим проводом ................................ ................ 42 3.5 Порівняння умов роботи споживача при з’єднанні його фаз «зіркою» й «трикутником» ................................ ............................. 44 3.6 Неповнофазні режими трифазних електроспоживачів ................. 45 3.6.1 Обрив навантаження в одній із фаз ................................ ....... 46 3.6.2 Коротке замикання однієї із фаз ................................ ............ 46 4 Розділ 4 УПЛИВ СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ НА РОБОТУ ЕЛЕКТРОСПОЖИВАЧІВ ............................... 49 4.1 Показники якості електричної енергії ................................ ............ 49 4.2 Усталене відхилення напруги ................................ ......................... 50 4.3 Коливання напруги ................................ ................................ .......... 54 4.3.1 Уплив коливань напруги на роботу споживачів ................... 55 4.3.2 Заходи щодо забезпечення симетрії напруг ........................... 55 4.4 Несинусоїдальність напруги ................................ ........................... 55 4.5 Несиметрія напруги ................................ ................................ ......... 58 4.5.1 Уплив несиметрії на роботу споживачів ............................... 59 4.5.2 Заходи щодо забезпечення симетрії напруг ........................... 61 4.6 Відхилення частоти ................................ ................................ ......... 62 4.6.1 Уплив частоти на роботу електроспоживачів ....................... 62 4.6.2 Заходи щодо забезпечення частоти мережі............................ 62 4.7 Провал напруги ................................ ................................ ................ 62 4.8 Імпульс напруги й тимчасова перенапруга ................................ .... 63 Розділ 5 УПЛИВ ЕЛЕКТРОСПОЖИВАЧІВ НА РОБОТУ СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ................................ . 67 5.1 Коефіцієнт потужності cos? ................................ ........................... 67 5.2 Несиметрія навантаження ................................ ............................... 70 5.2.1 З’єднання навантаження «зіркою» без нульового проводу . 71 5.2.2 З’єднання навантаження «зіркою» з нульовим проводом .... 72 5.2.3 З’єднання навантаження «трикутником» ............................... 73 5.2.4 Симетрування напруги у споживача ................................ ..... 74 5.3 Нелінійність вольт-амперних характеристик ................................ 78 Частина ІІ ХАРАКТЕРНІ ГРУПИ СПОЖИВАЧІВ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ ................................ ................ 82 Розділ 6 ЕЛЕКТРИЧНІ МАШИНИ ЯК ПРИЙМАЧІ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ ................................ ...................... 82 6.1 Основні відомості про електричні машини ................................ ... 82 6.1.1 Класифікація електричних машин ................................ ......... 82 6.1.2 Параметри й характеристики електричних машин ............... 83 6.2 Режими роботи електричних машини ................................ ............ 85 6.3 Асинхронні електричні машини ................................ ..................... 87 6.3.1 Робочі характеристики ................................ ........................... 88 6.3.2 Механічні характеристики ................................ ..................... 89 6.3.3 Гальмові режими асинхронних машин ................................ . 91 6.3.4 Неповнофазний режим асинхронних машин ......................... 94 6.4 Пуск асинхронних машин ................................ ............................... 99 6.5 Однофазні асинхронні двигуни ................................ ...................... 103 5 Розділ 7 ЕЛЕКТРОПРИЙМАЧІ НАГРІВАЛЬНОГО УСТАТКУВАННЯ ................................ ................................ ... 107 7.1 Електричне нагрівання ................................ ................................ .... 108 7.1.1 Нагрівальні елементи ................................ ............................. 108 7.1.2 Електричні печі опору ................................ ............................ 111 7.1.3 Електричні водонагрівачі ................................ ....................... 111 7.2 Електричне опалення ................................ ................................ ...... 115 7.3 Електропрогрівання бетону ................................ ............................ 118 7.4 Електропрогрівання ґрунту ................................ ............................. 123 Розділ 8 ЕЛЕКТРООСВІТЛЮВАЛЬНЕ УСТАТКУВАННЯ ............ 127 8.1 Загальні відомості ................................ ................................ ............ 127 8.1.1 Системи та види освітлення ................................ ................... 128 8.1.2 Основні світлові величини ................................ ..................... 130 8.1.3 Параметри джерел світла ................................ ....................... 131 8.1.4 Конструктивні особливості джерел світла ............................ 133 8.1.5 Маркування джерел світла ................................ ..................... 136 8.2 Лампи розжарювання ................................ ................................ ...... 136 8.2.1 Загальні відомості ................................ ................................ ... 136 8.2.2 Галогенні лампи розжарювання ................................ ............ 140 8.3 Газорозрядні лампи ................................ ................................ ......... 141 8.3.1 Люмінесцентні лампи ................................ ............................. 141 8.3.2 Ртутні лампи високого тиску ................................ ................. 146 8.3.3 Металогалогенні лампи ................................ .......................... 147 8.3.4 Натрієві лампи ................................ ................................ ........ 150 8.3.5 Ксенонові лампи ................................ ................................ ..... 150 8.4 Світлодіодні джерела світла ................................ ........................... 153 8.5 Індукційні лампи ................................ ................................ ............. 156 Частина IIІ ОСОБЛИВОСТІ ЕЛЕКТРОСПОЖИВАЧІВ МІСТ І ПРОМИСЛОВИХ ПІДПРИЄМСТВ ................................ .. 159 Розділ 9 ЕЛЕКТРОЗВАРЮВАЛЬНЕ УСТАТКУВАННЯ .................. 159 9.1 Основні відомості про електричне зварювання ............................. 160 9.1.1 Фізика процесу електричного зварювання ............................ 160 9.1.2 Вольт-амперна характеристика електричної дуги ................ 162 9.1.3 Види електричного зварювання ................................ ............. 163 9.2 Вимоги до джерел живлення зварювальної дуги .......................... 164 9.2.1 Загальні вимоги ................................ ................................ ...... 164 9.2.2 Вимоги до зовнішньої характеристики ................................ . 166 9.2.3 Режим роботи джерела живлення ................................ .......... 169 9.3 Електрозварювальне устаткування змінного струму .................... 169 9.4 Зварювальні осцилятори ................................ ................................ . 174 9.5 Зварювальні випрямлячі ................................ ................................ . 175 9.6 Устаткування контактного зварювання ................................ ......... 176 6 Розділ 10 ЕЛЕКТРОСПОЖИВАЧІ БУДІВЕЛЬНИХ МАЙДАНЧИКІВ ................................ ................................ ... 179 10.1 Вантажопідіймальні машини ................................ ........................ 180 10.2 Електродвигуни вантажопідіймальних машин ............................ 181 10.2.1 Кранові електродвигуни ................................ ....................... 181 10.2.2 Пуск асинхронних двигунів вантажопідіймальних машин . 183 10.2.3 Електродвигуни постійного струму ................................ .... 184 10.3 Електропривод будівельних кранів ................................ .............. 184 10.4 Електричні ручні машини ................................ ............................. 189 Розділ 11 ЕЛЕКТРОСПОЖИВАЧІ ПРОМИСЛОВИХ ПІДПРИЄМСТВ ................................ ................................ .... 196 11.1 Загальна характеристика електроспоживачів промислових підприємств ................................ ................................ ................... 196 11.2 Електротехнологічне устаткування ................................ .............. 199 11.2.1 Електротермічне устаткування ................................ ............ 200 11.2.2 Устаткування прямого нагрівання ................................ ....... 201 11.2.3 Плавильні електропечі опору ................................ ............... 202 11.3 Устаткування індукційного нагрівання ................................ ........ 203 11.3.1 Індукційні плавильні печі ................................ ..................... 205 11.4 Дугові електричні печі ................................ ................................ .. 207 11.4.1 Електроустаткування дугових печей ................................ ... 209 11.4.2 Особливості процесу плавлення ................................ .......... 211 11.4.3 Пічні трансформатори ................................ .......................... 213 11.4.4 Особливості режимів роботи дугових печей ...................... 214 Розділ 12 ЕЛЕКТРОСПОЖИВАЧІ СИСТЕМ ЖИТТЄЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МІСТ ................................ ........ 217 12.1 Система «Водопостачання та водовідведення» ........................... 218 12.1.1 Загальні відомості ................................ ................................ . 218 12.1.2 Система «Водопостачання міста» ................................ ........ 219 12.1.3 Електроспоживачі системи «Водопостачання Харківського регіону» ................................ .......................... 223 12.2.4 Система «Водовідведення» ................................ .................. 227 12.2 Система «Теплопостачання міста» ................................ ............... 230 12.2.1 Загальні відомості ................................ ................................ . 230 12.2.2 Класифікація систем теплопостачання ................................ 231 12.2.3 Бойлерні ................................ ................................ ................ 233 12.2.4 Теплові пункти гарячої води ................................ ................ 238 12.3 Міський електричний транспорт ................................ .................. 238 12.3.1 Система «Міський електричний транспорт» ...................... 239 12.3.2 Тягові підстанції ................................ ................................ .... 240 12.3.3 Особливості режимів тягових мереж ................................ .. 242 7 Розділ 13 ЕЛЕКТРОСПОЖИВАЧІ ІНЖЕНЕРНИХ СИСТЕМ БУДИНКІВ ................................ ................................ ............. 245 13.1 Загальна характеристика інженерних систем будинків .............. 245 13.2 Системи електричного опалення й обігрівання будинків ........... 246 13.3 Системи вентиляції і кондиціювання повітря .............................. 251 13.4 Ліфти й ескалатори ................................ ................................ ........ 252 Розділ 14 ЕЛЕКТРОПРИЙМАЧІ ЖИТЛОВИХ БУДИНКІВ ........... 256 14.1 Електроприймачі квартир ................................ ............................. 257 14.2 Загальнобудинкові електроприймачі ................................ ........... 263 ПІСЛЯМОВА ................................ ................................ ........................... 266 СПИСОК ДЖЕРЕЛ ................................ ................................ ................ 267 ТЕРМІНОЛОГІЧНИЙ СЛОВНИК ................................ ...................... 273 ПРЕДМЕТНИЙ ПОКАЖЧИК ................................ .............................. 277 ДОДАТКИ ................................ ................................ ................................ 280 Додаток А Категорії надійності електроприймачів будинків ................. 280 Додаток Б Технічні характеристики зварювальних джерел живлення .. 282 Додаток В Основні параметри дугових печей постійного струму ......... 283 Додаток Г Основні параметри дугових сталеплавильних печей змінного струму ................................ ................................ ..... 284 Додаток Д Кранові асинхронні двигуни з фазним ротором .................. 285 Додаток Е Кранові асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором ................................ ................................ .................. 286