Климова - Энергосбережение.2014 (2)

Расчетную нагрузку наружного освещения можно определить аналогично, либо по следующим выражениям

Рр рудi L 10 3,

Рр руд F 10 3 ,

где рудi и руд – удельные мощности ОУ, Вт/м и Вт/м2, соответственно;

L – суммарная длина линий наружного освещения, м; F – освещаемая площадь уличной территории, м2.

При необходимости расчетная реактивная мощность осветительной нагрузки определяется по формуле

Qр Рр tg ,

где tg – среднее значение коэффициента реактивной мощности ОУ.

Выбор сечения проводников осветительной сети по нагреву. На-

грев проводников обусловлен протекающим по ним током, который определяется по следующим формулам:

для трехфазной сети (четырехили пятипроводной)

 для двухфазной сети с рабочим и защитным нулевым проводами (трех- и четырехпроводной)

Iр 2 UномР.рф cos ,

для однофазной сети (двух- и трехпроводной)

где Uном.ф и Uном – соответственно номинальное фазное и междуфаз-

ное напряжение сети; cos – коэффициент мощности.

При неравномерной загрузке фаз расчетная активная нагрузка линии принимается равной утроенному значению нагрузки наиболее загруженной фазы.

Сечения проводников осветительной сети по нагреву выбираются по таблицам длительно допустимых токов Iдоп в зависимости от значе-

ния Iр по условию

Iдоп Ip / Kпр,

121

где Kпр – поправочный коэффициент на фактические условия проклад-

ки проводов и кабелей.

Если условия прокладки проводов и кабелей не отличаются от принятых в ПУЭ, то Kпр 1.

Для осветительных сетей напряжением до 1кВ, как правило, поправочный коэффициент Kпр K1 K2 (где K1 и K2 – коэффициенты, с

помощью которых учитываются фактическая температура окружающей среды и число совместно проложенных проводников (принимается по ПУЭ).

Выбор сечения проводников осветительной сети по допустимой потере напряжения. Допустимое значение потери напряжения (в процентах) в осветительной сети рассчитывается по формуле

Uдоп Uxх Uл Uт,

где Uxх 105 % – напряжение холостого хода на шинах низшего напряжения трансформатора; Uл 95 % – минимальное допустимое напряжение у наиболее удаленной лампы; Uт – потеря напряжения в

трансформаторе, к которому подключена ОУ, %.

С учетом Uxx и Uл можно считать, что Uдоп 10 Uт .

Потери напряжения в трансформаторах с достаточной для практических целей точностью могут быть определены по формуле

Uт βт (Uк.а cos Uк.р sin ) ,

где βт – коэффициент загрузки трансформатора; Uк.а и Uк.р – активная

и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания, %; cos

– коэффициент мощности нагрузки трансформатора.

Активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания вычисляются по формулам

где Pкз – потери короткого замыкания (паспортное значение), кВт; Sном – номинальная мощность трансформатора, кВ А; Uкз – напряже-

ние короткого замыкания, %.

Сечение проводов осветительной сети по допустимой потере напряжения определяется по формуле

122

где М Рр L – момент нагрузки рассматриваемого участка сети,

кВт м; С – расчетный коэффициент, значение которого принимается по таблице 6.13.

Полученное расчетное значение сечения округляется до ближайшего большего стандартного значения.

Если группа светильников одинаковой мощности присоединяется к групповой линии с равными интервалами l, то рассредоточенная нагрузка линии заменяется суммарной сосредоточенной, приложенной к середине участка. Тогда значение L определяется по формуле

L l1 l Np2 1,

где l1 – длина участка линии от осветительного щитка до первого светильника; Np – число светильников в одном ряду.

Таблица 6.13

Значения коэффициента С для расчета сети по потере напряжения

Коэффициент приведения определяют для учета отклонения фактической освещенности от нормативных значений по формуле

Eф ,

Eнорм

где Eф фактическое значение освещенности в i-м помещении по данным инструментального энергетического обследования; Eнорм нор-

мируемое значение освещенности в i-м помещении (СНиП 23-05-95). Фактическое среднее значение освещенности с учетом отклонения

напряжения в сети от номинального рассчитывают по формуле

123

где Eф' измеренная средняя фактическая освещенность, лк; коэф-

фициент, учитывающий изменения светового потока лампы при отклонении напряжения питающей сети ( для ламп накаливания – 4; для раз-

рядных ламп – 2); Uном номинальное напряжение сети, В;

Uср (U1 U2) / 2 среднее фактическое значение напряжения; U1, U2

значения напряжения в электрической сети освещения в начале и в конце измерения.

Потенциал экономии ЭЭ при переходе на другой тип источника света с более высокой светоотдачей, лм/Вт

W W (1 Kз) ,

где 1 / 2 коэффициент эффективности замены типа источника света; 1, 2 световая отдача заменяемого и соответственно, предлагаемого ИС, лм/Вт; Kз коэффициент запаса, учитывающий снижение

светового потока лампы в течение срока службы (при замене с близкими по значению Kз, но с разной эффективностью, Kз исключается или

корректируется, кроме случая, когда обследование проводится после групповой замены источников света).

Потенциал экономии электроэнергии при установке энергоэффективной пускорегулирующей аппаратуры

W W (1 KПРА2 ) ,

KПРА1

где KПРА1 коэффициент потерь в ПРА существующих светильников системы освещения i-го помещения; KПРА2 коэффициент потерь в

ПРА, устанавливаемых в светильнике (см. табл. 6.9).

Потенциал экономии электроэнергии при повышении КПД существующих осветительных приборов за счет их чистки

W Q , кВт·ч/год,

t

где 1 ( c c e tc ) коэффициент эффективности чистки светильников; c, c, tc постоянные для заданных условий эксплуатации

светильников (см. табл. 6.14), t продолжительность эксплуатации светильников между двумя ближайшими чистками.

124

Таблица 6.14

Значения постоянных для заданных условий эксплуатации светильников

Потенциал экономии электроэнергии при повышении эффективности использования электроэнергии за счет автоматизации управления освещением

W W ( 1) ,

где коэффициент эффективности автоматизации управления осве-

щением, который зависит от уровня сложности системы управления

(табл. 6.15).

Таблица 6.15

Значения коэффициента эффективности автоматизации управления освещением для предприятий и организаций с обычным режимом работы

(1 смена)

Значительный удельный вес потребления ЭЭ на цели освещения в России при низком его качестве обусловлен тем, что в эксплуатации находятся морально и физически устаревшие осветительные приборы. В

125

70% ОП используются неэффективные лампы накаливания, в наружном освещении используются дуговые ртутные люминесцентные лампы с низкой световой отдачей и, вследствие этого, повышенной мощности. В осветительных установках внутреннего и наружного освещения используются светильники с малым световым КПД повышенными потерями мощности в пускорегулирующем аппарате (ПРА). В ОУ не используются системы автоматического управления освещением. Решение проблемы энергосбережения в освещении предполагает переход на использование энергоэкономичной осветительной техники и технологий.

Экономия электроэнергии в ОУ имеет большое значение, так как в России на нужды освещения расходуется около 14 % всей вырабатываемой электроэнергии. Доля потребляемой электроэнергии ОУ в различных бюджетных учреждениях колеблется от 10 до 70 % [48]. Экономия электроэнергии может быть получена в результате оптимизации светотехнической части ОУ и осветительных сетей, систем управления

ирегулирования освещения, рациональной организации эксплуатации освещения.

Оптимизация светотехнической части ОУ и осветительных сетей включает в себя следующие мероприятия: правильный выбор системы освещения и типов ИС; принятие экономичных схем размещения светильников; правильный выбор типов светильников по светораспределению и конструктивному исполнению.

Эффективность освещения оценивается расходом электроэнергии на освещение 1м2 площади помещений. Критерием оценки эффективности энергосбережения в области освещения в общем случае служат соотношение затрат на модернизацию ОУ и отделку помещений и стоимость сэкономленной электрической энергии. Одним из важных крите-

риев энергетической эффективности является мощность, затрачиваемая на освещение 1 м2 поверхности, отнесенная к 100 лк при КПД светильника 100 % и коэффициенте запаса 1,5. Максимально допустимые значения приведены в МГСН 2.01–99.

На искусственное освещение в нашей стране расходуется около 14 % вырабатываемой электроэнергии, что в 2010 г. составило не менее 100 млрд. кВтч. Бережное с наибольшим экономическим эффектом расходование такого значительного количества энергии является большой

иважной народнохозяйственной задачей. Экономия электроэнергии на освещение не должна достигаться за счет отключения части ОУ или отказа от использования освещения при недостаточном уровне естественного света, поскольку уменьшение освещенности приводит к ухудшению психофизиологического состояния людей, повышению травматизма, снижению производительности труда и качества продукции. Потери

126

от ухудшения условий освещения значительно превышают стоимость сэкономленной электроэнергии.

Основные рекомендации и мероприятия по экономному и рациональному использованию электроэнергии в ОУ:

1.Использование АСУ освещением с датчиками освещенности и присутствия. Одно только это мероприятие может дать экономию электроэнергии до 50 %.

2.Применение современных ИС с высокой световой отдачей (ЛЛ в колбах диаметром 16 мм, КЛЛ, СИД, НЛВД, МГЛ с керамическими горелками). Расход электроэнергии сокращается при замене ЛН на ЛЛ до 80 %, на МГЛ до 75 % и на НЛВД до 90 %.

3.Замена электромагнитных балластов на ЭПРА, особенно для ЛЛ. Такая замена позволит экономить 10–20 % электроэнергии.

4.Использование РЛ возможно большей мощности при соблюдении нормативных требований к качеству освещения (к ослепленности, отраженной блескости, пульсации освещенности).

5.Применение НЛВД в производственных помещениях, в которых не предъявляются жесткие требования к цветопередаче.

6.Использование системы освещения, наиболее рациональной для данных условий работы. В помещениях, где выполняются зрительные работы I разряда, следует применять систему комбинированного освещения, для разрядов II–IV при наличии технико-экономических обоснований допускается система общего освещения.

Комбинированное освещение целесообразно применять: для зри-

тельных работ II разряда, когда площадь на одного работающегов помещении составляет в среднем 3 м2 и более; для III разряда, когда площадь на одного работающего – 5 м2 и более, а для IV разряда – 10 м2 и более.

Применение локализованного размещения ОУ общего освещения при системе общего освещения в помещениях с несимметричным расположением технологического оборудования и малой плотностью его размещения, а также при выполнении в помещении зрительных работ различной точности.

7.Выбор СП с наиболее целесообразным светораспределением и размещение СП при наивыгоднейших соотношениях расстояния между ними и высоты установки.

8.Выбор для помещений с тяжелыми условиями среды СП соответствующего конструктивного исполнения, использование которого позволяет уменьшать значение коэффициента запаса на 0,2.

9.Применение комплексных осветительных устройств со щелевыми световодами для освещения помещений с тяжелыми условиями сре-

127

ды (взрывоопасных, пыльных и т.п.), относящихся по точности зрительных работ к III–VI разрядам, а также при трудном доступе к ОУ. Это может дать экономию электроэнергии 10–15 % по сравнению с освещением СП для тяжелых условий среды.

10.В производственных зданиях с боковым и комбинированным (верхним и боковым) естественным светом и в помещениях общественных зданий должно быть предусмотрено отключение рядов СП, параллельных окнам, что позволяет снизить расход электроэнергии на 5–10 %; в помещениях с совмещенным освещением рекомендуется проводить включение и выключение отдельных групп СП в зависимости от уровня освещенности, создаваемого естественным светом в различных зонах помещения. Эта мера дает экономию электроэнергии 10–20 %. Для наружного освещения промышленных предприятий, городов и населенных пунктов и для внутреннего освещения больших производственных помещений целесообразно устройство централизованного автоматического управления, что дает экономию электроэнергии в размере

10–15 %.

11.Питание напряжением 660/380 В (система с глухим заземлением нейтрали) ОУ большой мощности без промежуточной трансформации, включая специально предназначенные для этого ОУ на фазное напряжение 380 В. Питание ОУ напряжением 660/380 В может дать экономию электроэнергии до 12 % благодаря увеличению световой отдачи ИС и уменьшению потерь в сети и ПРА.

12.Применение в ОУ, в которых мощность РЛВД значительна (сотни киловатт и более), групповых трехфазных компенсирующих конденсаторов, которые снижают потери электроэнергии и сокращают потребность в кабелях, проводах, коммутационных и защитных аппаратах для осветительных сетей.

13.Использование устройств и приспособлений для удобного и безопасного доступа к ОУ для их очистки в процессе эксплуатации. На стадии проектирования следует также определять штаты персонала, необходимого для обслуживания освещения.

14.Чистка остеклений окон и световых фонарей в производственных и общественных зданиях не реже 2 раз в год, что позволит сокращать время работы искусственного освещения и даст экономию электроэнергии в среднем 5–10 %.

15.Повышение коэффициента использования естественного и искусственного освещения путем использования при окраске помещений производственных и общественных зданий светлых тонов.

16.Реконструкция старых ОУ, не отвечающих современным требованиям к искусственному освещению.

128

ГЛАВА 7. УЧЕТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

В соответствии с [33] определение объема потребления (производства) электрической энергии (мощности) на розничных рынках, оказанных услуг по передаче электрической энергии, а также фактических потерь электрической энергии в объектах электросетевого хозяйства осуществляется:

1.На основании данных, полученных с использованием приборов учета электрической энергии, в том числе включенных в состав измерительных комплексов, систем учета;

2.При отсутствии приборов учета путем применения расчетных способов.

Измерительный комплекс совокупность приборов учета и измерительных трансформаторов тока и (или) напряжения, соединенных между собой по установленной схеме, через которые такие приборы учета установлены (подключены), предназначенная для измерения объемов электрической энергии (мощности) в одной точке поставки.

Система учета совокупность измерительных комплексов, связующих и вычислительных компонентов, устройств сбора и передачи данных, программных средств, предназначенная для измерения, хранения, удаленного сбора и передачи показаний приборов учета по одной и более точек поставки.

Приборы учета, показания которых в соответствии с [33] используются при определении объемов потребления (производства) электрической энергии (мощности) на розничных рынках, оказанных услуг по передаче электрической энергии, фактических потерь электрической энергии в объектах электросетевого хозяйства, за которые осуществляются расчеты на розничном рынке, должны соответствовать требованиям законодательства Российской Федерации об обеспечении единства измерений, а также требованиям по их классу точности, быть допущенными в эксплуатацию в установленном порядке, иметь неповрежденные контрольные пломбы и (или) знаки визуального контроля.

Для учета электрической энергии, потребляемой гражданами, а также на границе раздела объектов электросетевого хозяйства и внутридомовых инженерных систем многоквартирного дома подлежат использованию приборы учета класса точности 2,0 и выше [33].

В многоквартирных домах, присоединение которых к объектам электросетевого хозяйства осуществляется после вступления в силу Постановления Правительства №442, на границе раздела объектов элек-

129

тросетевого хозяйства и внутридомовых инженерных систем подлежат установке коллективные (общедомовые) приборы учета класса точности 1,0 и выше.

Для учета электрической энергии, потребляемой потребителями с максимальной мощностью менее 670 кВт, подлежат использованию приборы учета класса точности 1,0 и выше для точек присоединения к объектам электросетевого хозяйства напряжением 35 кВ и ниже и класса точности 0,5S и выше для точек присоединения к объектам электросетевого хозяйства напряжением 110 кВ и выше.

Для учета электрической энергии, потребляемой потребителями с максимальной мощностью не менее 670 кВт, подлежат использованию приборы учета, позволяющие измерять почасовые объемы потребления электрической энергии, класса точности 0,5S и выше, обеспечивающие хранение данных о почасовых объемах потребления электрической энергии за последние 120 дней и более или включенные в систему учета.

Для учета реактивной мощности, потребляемой (производимой) потребителями с максимальной мощностью не менее 670 кВт, в случае если в договоре оказания услуг по передаче электрической энергии, заключенном в отношении энергопринимающих устройств таких потребителей в соответствии с Правилами недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг, имеется условие о соблюдении соотношения потребления активной и реактивной мощности, подлежат использованию приборы учета, позволяющие учитывать реактивную мощность или совмещающие учет активной и реактивной мощности и измеряющие почасовые объемы потребления (производства) реактивной мощности. При этом указанные приборы учета должны иметь класс точности не ниже 2,0, но не более чем на одну ступень ниже класса точности используемых приборов учета, позволяющих определять активную мощность.

Класс точности измерительных трансформаторов, используемых в измерительных комплексах для установки (подключения) приборов учета, должен быть не ниже 0,5. Допускается использование измерительных трансформаторов напряжения класса точности 1,0 для установки (подключения) приборов учета класса точности 2,0 [33].

7.1. Электронные счетчики учета ЭЭ

Измерения ЭЭ электронными счетчиками основаны на преобразовании аналоговых входных сигналов переменного тока и напряжения в счетный импульс или код.

130