Sb95852

На каждое практическое занятие выделяется 2 академических часа. В течение первого часа каждого занятия студенты совместно с преподавателем разбирают, обсуждают и осваивают методические указания по анализу систем электроснабжения, энергопотребления и освещения. В течение второго часа занятий студенты выполняют самостоятельное задание по текущей теме.

Исходные данные для выполнения самостоятельного задания выдаются преподавателем и выполняются по вариантам. Задания выполняются письменно и оформляются по правилам, предъявляемым к учебным текстовым документам.

На практических занятиях каждому студенту за освоение темы начисляется от 1 до 5 баллов, которые учитываются при составлении рейтинга по текущему контролю знаний.

Практическое занятие 1 РАСЧЕТ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Цель работы. Ознакомиться и освоить на практике методику расчета систем электроснабжения.

Общая часть

В системы электроснабжения входят понижающие трансформаторы и электрические сети с напряжением 0.4, 6 и 10 кВ.

При проведении исследования необходимо составить схему внешних и распределительных сетей электроснабжения и таблицы со сведениями о составе оборудования трансформаторных подстанций и их основными параметрами, при помощи которых будут рассчитаны потери электрической энергии.

Для понижающих трансформаторов записываются показания счетчиков активнойиреактивнойэнергиичерезкаждыйчасвтечениесутокипоказатели качества напряжения.

Потери активной энергии (кВт·ч) в трансформаторах трансформаторных подстанций:

Wтр.а РхТп kз2.т Рк.зТраб,

3

где Рх – потери холостого хода трансформатора, кВт; Рк.з – потери короткого замыкания трансформатора, кВт; Тп – годовое время включения трансформатора, ч; Траб – годовое время работы трансформаторов с нагрузкой, ч;

kз.т – коэффициент загрузки трансформатора.

Если невозможно определить годовое время включения трансформатора

Тп , то оно складывается из нормативных месячных данных:

вянваре, марте, мае, июле, августе, октябре и декабре – 744 ч;

вапреле, июне, сентябре и ноябре – 720 ч;

вфеврале – 672 ч.

Если невозможно определить годовое время работы трансформаторов Траб с нагрузкой, то его принимают равным:

при односменной работе – 2400 ч; при двухсменной работе – 5000 ч; при трехсменной работе – 8400 ч.

Коэффициент загрузки трансформатора:

kз.т Sф Sт.ном ,

где Sф – фактическая нагрузка трансформатора, кВ·А; Sт.ном – номинальная

мощность трансформатора, кВ·А.

Потери реактивной энергии (кВар·ч) в трансформаторах трансформаторных подстанций:

дены в табл. 1.1.

Годовые потери электроэнергии (кВт·ч) в электрических сетях:

Wэ.с 0.003Iэ2.сRф.сLэ.сTг,

где Iэ.с – среднийтоксети, кА; Rф.с – удельноеактивноесопротивлениефазы сети, Ом/км; Lэ.с – длина электрической сети, км; Tг – время работы сети в

год, ч.

Значения удельного активного сопротивление фазы сети приведены в табл. 1.2.

4

В ходе проведении энергоаудита большое внимание необходимо уделить соответствию качества электроэнергии ГОСТу 32144–2013, вступившего в силу 1.07.2014 г. Так, например, по указанному ГОСТу нормально допускаемые значения колебания частоты сети +0.2 Гц (п. 4.2.1. ГОСТа 32144–2013), а предельно допустимые значения колебания частоты +0.4 Гц (п. 4.2.1. ГОСТа 32144–2013). Нормальные и предельно допустимые значения коэффициента несимметрии напряжений нулевой последовательности в точках общего присоединения к четырехпроводным электрическим сетям с номинальным напряжением 0.38 кВ равны соответственно 2.0 и 4.0 % (п. 4.2.5, там же).

5

Пример расчета систем электроснабжения

Исходные данные:

1)тип трансформатора – ТМ–250/10;

2)количество рабочих смен – 2;

3)фактическая нагрузка трансформатора – 200 кВ·А;

4)средний ток сети – 20 кА;

5)время работы сети в год – 8760 ч;

6)сечение жилы – 25 мм2;

7)длина электрической сети – 1 км.

1. Коэффициент загрузки трансформатора:

kз.т Sф Sт.ном 200250 0.8 .

2.Потери активной энергии (кВт·ч) в трансформаторах трансформаторных подстанций:

Wтр.а РхТп kз2.т Рк.зТраб 0.74 8760 0.82 4.2 5000

6482.4 13 440 19 922.

3.Потери реактивной энергии (кВар·ч) в трансформаторах трансформаторных подстанций:

201.48 144 250 86 370.

4.Годовые потери электроэнергии (кВт·ч) в электрических сетях:

Wэ.с 0.003Iэ2.сRф.сLэ.сTг 0.003 202 1.55 1 8760 16 294.

Практическое занятие 2

РАСЧЕТ СИСТЕМ ОСВЕЩЕНИЯ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

Цель работы. Ознакомиться с методикой исследования и расчета систем освещения жилых и общественных зданий.

Общая часть

При проведении энергоаудита систем электропотребления необходимо уделитьособоевниманиесистемеосвещенияобщественных, жилыхивспомогательных зданий. Опыт проведения энергетических обследований показал,

6

что существенной нагрузкой с точки зрения электропотребления является система освещения. Вследствие интенсивной загрузки аудиторий и лабораторий среднее время работы освещения довольно значительно и составляет в сред-

нем 2700 ч/г.

Исследование системы освещения необходимо начать с измерений уровня освещенности в коридорах, основных и подсобных помещениях. Уровень освещенности должен соответствовать требованиям СНиП 23–05–95* (2011) «Естественное и искусственное освещение». Обычно общее состояние осветительных приборов не обеспечивает нормативных значений освещенности. Основными причинами этого являются:

–износ светотехнической части осветительных приборов;

–использование малоэффективных источников света в светильниках;

–несвоевременная замена перегоревших ламп;

–запыленность осветительных приборов;

–наличие следов побелки на осветительных приборах, сохранившихся после последнего ремонта.

1.На основе данных, полученных в ходе обследования, рассчитываем годовое потребление электроэнергии (кВт·ч) однотипными осветительными

установками (ОУ) i-го помещения Pi PлkПРАNлN , где: Pл – мощность лампы, кВт; kПРА – коэффициент потерь в пускорегулирующей аппаратуре

(ПРА) осветительной установки; Nл – количество ламп в одной ОУ i-го поме-

щения; N – количество ОУ в i-м помещении. Если в помещении несколько типов ОУ, то расчет ведется раздельно по каждому типу, а общее потребление электроэнергии в i-м помещении будет их сумма.

2. Годовое фактическое энергопотребление ОУ i-го помещения (кВт·ч/г) рассчитывают по формуле

Wгi Pi Tгi kиi ,

где Tгi – годовое число часов работы системы освещения i-го помещения, ч; kиi – коэффициент использования установленной электрической мощности в

ОУ i-го помещения ( kиi 1), вычисляемый по формуле kиi Nр.л Nп.л,

где – работоспособное количество ламп в ОУ i-го помещения; Nп.л – проектное количество ламп в ОУ i-го помещения.

7

3. Суммарное годовое потребление электроэнергии (кВт·ч/г)

n

Wг Wгi.

i1

4.Удельное фактическое энергопотребление (кВт·ч/г/м2) рассчитывают по формуле

где Si – площадь i-го помещения в обследуемом объекте, м2.

5. Потенциал годовой экономии электроэнергии в ОУ обследуемого помещения (кВт·ч/г) рассчитывается по формуле

Wг n kпi f Wik ,

где Wik – потенциал экономии электроэнергии в кВт·ч/г для i-го помещения и k-го мероприятия; kпi – коэффициент приведения освещенности i-го поме-

щения.

1) коэффициент приведения определяют для учета отклонения фактической освещенности от нормативных значений по формуле

kпi Eфi Eнi ,

где Eнi – нормируемое значение освещенности в i-м помещении (табл. 3.1); Eфi – фактическое значение освещенности в i-м помещении.

Таблица 3.1

2) фактическое среднее значение освещенности (лк) с учетом отклонения напряжения в сети от номинального рассчитывают по формуле

Eф EфUн Uн k Uн Uср ,

8

где Eф – измеренная средняяфактическая освещенность, лк; k – коэффициент,

учитывающий изменения светового потока лампы при отклонении напряжения питающей сети (k = 4 для ламп накаливания, k = 2 для газоразрядных ламп); Uн – номинальное напряжение сети, В; Uср U1 U2 2 – среднее

фактическое значение напряжения, В; U1 и U2 – значения напряжения сети в

начале и в конце измерения.

6. Определение потенциала экономии электроэнергии (кВт·ч/г) при переходе на другой тип источника света с более высокой светоотдачей

Wi Wгi 1 kэ.зikз.лi ,

где kэ.зi hhN – коэффициент эффективности замены типа источника света; h – светоотдача существующего источника света, лм/Вт; hN – светоотдача

предлагаемого к установке источника света, лм/Вт; kз.лi – коэффициент запаса, учитывающий снижение светового потока лампы в течение срока

службы (при замене ламп с близким по значению kз.лi , но с разной эффектив-

ностью, kз.лi исключается или корректируется, кроме случая, когда обследование проводится после групповой замены источников света).

Данные по характеристикам источников света представлены в табл. 3.2.

7. Экономия электроэнергии (кВт·ч/г) при частичной замене ламп накаливания (ЛН) на компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) с цоколем Е–27

Wi Pt ,

где t – продолжительность работы ОУ; P kлн 1 kс.оkekк.з Pу – доля снижения установленной мощности (кВт); kлн – доля мощности ЛН, подлежащих замене на КЛЛ; kс.о – отношение световых отдач ЛН и ЛЛ; ke – отношение

нормируемых значений освещенностей при КЛЛ и ЛН; kк.з – отношение коэффициентов запаса при КЛЛ и ЛН.

8. Определение потенциала экономии электроэнергии при повышении КПД существующих осветительных приборов вследствие их чистки. Экономию электроэнергии (кВт·ч/г) определяют по формуле

Wi Wгikчi ,

где kчi – коэффициент эффективности чистки светильников kчi 1 gс bce t / tс ,

где gс, bc , tc – постоянные для заданных условий эксплуатации светильников; t – продолжительность эксплуатации светильников между двумя ближайшими чистками.

В табл. 3.3 представлены значения постоянных для различных условий эксплуатации.

К благоприятным общим условиям можно отнести: наличие вентиляции, конструкция светильника препятствующая осаждению пыли на отражатель или рассеиватель (конструктивно-светотехническая схема IV и выше согласно СНиП 23–05–95*).

10