84. Методы и приборы регулирования, контроля и учёта потребления энергоресурсов.

Основной целью учета электроэнергии является получение достоверной информации о количестве произведенной электрической энергии и мощности, о ее передаче, распределении и потреблении на оптовом рынке и розничном рынке для решения технико-экономических задач:

• финансовых расчетов за электроэнергию и мощность;

• управления режимами электропотребления;

• определения и прогнозирования всех составляющих баланса электроэнергии;

• определения стоимости и себестоимости электроэнергии и мощности;

• контроля технического состояния.

Учет электрической энергии производится специальными измерительными приборами – электросчетчиками.Счётчик электрический – электроизмерительный прибор для учёта расхода (потребления) электроэнергии в сетях переменного или постоянного тока за определенный промежуток времени. Эти приборы имеют две разновидности:

• механический (индукционный);

• электронный счетчики.

В индукционных электрических счетчиках подвижная часть вращается во время потребления электроэнергии, расход которой (обычно в кВтч) определяется по показаниям счётного механизма. В сетях переменного тока устанавливаются преимущественно индукционные (одно- и трёх- фазные).

Электронный счетчик представляет собой преобразователь аналогового сигнала в частоту следования импульсов, подсчёт которых дает количество потребляемой энергии. Главным преимуществом электронных счётчиков по сравнению с индукционными, является:

• отсутствие вращающихся элементов;

• срок службы электронного счетчика составляет в среднем 30 лет;

• они позволяют легко организовать многотарифные системы учёта,

• возможность перепрограммирования;

• имеют режим ретроспективы – т.е. позволяют посмотреть количество потреблённой энергии за определённый период;

• измеряют потребляемую мощность.

Учет тепловой энергии и типы приборов учета.

Учет тепловой энергии в Беларуси осуществляется согласно правил учета тепловой энергии и теплоносителя, принятых Советом министров. Системы теплоснабжения подразделяются на: 1) закрытая водяная система теплоснабжения; 2) открытая водяная система теплоснабжения. Закрытая водяная система теплоснабжения является система теплоснабжения, в которой вода, циркулирующая в тепловой сети, из сети не отбирается. Открытая водяная система теплоснабжения считается водяная система теплоснабжения, в которой вода частично или полностью отбирается из системы потребителями теплоты.

Энергия может поставляться потребителю по независимой и зависимой схемам. Независимая схема подключения системы теплопотребления – это схема присоединения системы теплопотребления к тепловой сети, при которой теплоноситель, поступающий из тепловой сети, проходит через теплообменник, установленный на тепловом пункте потребителя, где нагревает вторичный теплоноситель, используемый в дальнейшем в системе теплопотребления.Зависимая схема подключения системы теплопотребления - это схема присоединения системы теплопотребления к тепловой сети, при которой теплоноситель (вода) из тепловой сети поступает непосредственно в систему теплопотребления.

Учет и регистрация отпуска и потребления тепловой энергии организуются с целью:

• осуществления взаимных финансовых расчетов между энергоснабжающими организациями и потребителями тепловой энергии;

• контроля за тепловыми и гидравлическими режимами работы систем теплоснабжения и теплопотребления;

• контроля за рациональным использованием тепловой энергии и теплоносителя;

• документирования параметров теплоносителя: массы (объема), температуры и давления.

Расчеты потребителей тепловой энергии с энергоснабжающими организациями за полученное ими тепло осуществляются на основании показаний приборов учета и контроля параметров теплоносителя, установленных у потребителя и допущенных в эксплуатацию в качестве коммерческих.

Учет тепловой энергии производится на основе данных теплофизических измерений. Теплофизические измерения предназначены для измерения и регистрации переданной источником или полученной потребителем тепловой энергии, количества теплоносителя и других параметров теплоносителя в открытых и закрытых водяных системах теплоснабжения при учетно-расчетных операциях.

Приборами учета являются приборы, которые выполняют одну или несколько функций: измерение, накопление, хранение, отображение информации о количестве тепловой энергии, массе (или объеме), температуре, давлении теплоносителя и времени работы самих приборов. Регистрируемые величины, измеренные приборами учета отображаются в цифровой или графической форме на твердом носителе - бумаге. Приборы учета подразделяются на: водосчетчики, счетчики пара, теплосчетчики и тепловычислители. Приборы учета могут объединяться в узел учета - комплект приборов и устройств, обеспечивающий учет тепловой энергии, массы (или объема) теплоносителя, а также контроль и регистрацию его параметров

Учет расхода холодной и горячей воды, учет расхода газа.

Расход вещества — это его количество, протекающее через сечение трубопровода в единицу времени. Количество измеряют в единицах объема (м3, см3) или массы (т, кг, г). Соответственно может измеряться объемный (м3/с, м3/ч, см3/с) или массовый (кг/с, кг/ч, г/с) расход.

Для измерения расхода веществ применяют расходомеры1, основанные на различных принципах действия: расходомеры переменного и постоянного перепада давлений, переменного уровня, электромагнитные, ультразвуковые, вихревые, тепловые и турбинные.

Для измерения количества вещества применяют расходомеры с интеграторами или счетчики. Интегратор непрерывно суммирует показания прибора, а количество вещества определяют по разности его показаний за требуемый промежуток времени.

Если условия эксплуатации расходомера отличаются от условий, при которых производилась его градуировка, то ошибка в показаниях прибора может значительно превысить допустимое значение. Поэтому для серийно выпускаемых приборов установлены ограничения области их применения: по свойствам измеряемого потока, максимальной температуре и давлению, содержанию твердых частиц или газов в жидкости и т. п.

Задача 5 вариант 5. Рассчитать максимально допустимый уровень (МДУ) пестицидов в растительных продуктах, используя данные по собственному весу

Рассчитать МДУВ для картофеля (вариант 5 данных для расчета).  В общем случае МДУ (мг/кг) веществ рассчитывается по формуле

МДУ = (ДСД • 0,8 • Вч)/СПП , (1)

Где ДСД - допустимая суточная доза 0,8 - доля экзогенно-химических веществ, поступающих в организм человека с пищевым рационом;

Вч – масса взрослого человека (вес 60 кг); 

СПП – рекомендуемое суммарное потребление пищевых продуктов растительного происхождения в сутки для взрослого человека.

Допустимая суточная доза рассчитывается по формуле:

ДСД = МНД / Кзапаса , (2)

где МНД – максимально недействующая доза (мг/кг/сут.); 

Кзапаса – коэффициент запаса. 

СПП находим, суммируя количество всех продуктов из табл. данные для рассчёта:

СПП = 120 + 235 + 25 + 5 + 22 + 7 + 1 + 6 + 10 + 4 + 2 + 4 + 324 + 68 + 57 + 37 + 40 + 28 + 19 + 23 + 5 + 3 + 20 + 4 + 17 + 5 + 9 + 14 + 151 + 28 + 9 + 7 + 200 + 24 = 1533 г. или 1,533 кг.

ДСД находим по формуле (2):

ДСД = 20/50 = 0,4.

Подставляем все данные в формулу (1):

МДУ = (0,4 * 0,8 * 60) /1533 = 0,0125

Ответ: МДУ= 0,0125 мг/кг. 

Задача 8 Вариант 5 Определить сечение проводов для передачи мощности P₂, кВт и проверить сечение на нагрев, используя следующие данные: Напряжение источника электроэнергии U₁, B. Расстояние от источника потребителя l, км. Напряжение в конце линии электропередачи U₂, В. Исходные данные для расчётов:

U₁ =120В; U₂=115В; l=2,0км; P₂=2,5 кВт; Алюминий

Разность напряжений в начале и в конце линии U1—U2, равная падению напряжения в линии, называется потерей напряжения.

1. Определяем допустимую потерю напряжения: 

ΔU = 120 – 115 = 5В или 5 / 115 * 100% = 4,34%

2. Зная, что удельное сопротивление алюминиевого провода ρ = 0,029 Ом*мм2/м, определяем его сечение по формуле:

S=I*2l* ρ / ΔU =2500/115*2*2000*0,029/5 =504 мм²

S - сечение

I - нагрузка, А = P/U₂

l - длина линии, м

ΔU - допустимая потеря напряжения, В

ρ - удельное сопротивление

Ближайшее к найденному стандартное сечение S = 400 мм2,

3. Проверяем выбранное стандартное сечение на нагрев. Изолированный алюминиевый провод сечением 400 мм2 допускает ток 735А.

Определяем ток в линии: 

I = P / U = 2500/115 =21,7 при этом 21,7 А << 735 А.

Ответ: Ток в линии во много раз меньше допустимого.