14.2. Методика проведения инструментальных обследований при энергоаудите

14.2.1 Общие положения

В процессе проведения энергоаудитов важное значение для восполнения недостающей информации по энергопотреблению, сравнению расчетных и фактических расходов энергоресурсов и разработки рекомендаций по энергосбережению имеет инструментальное обследование. В связи с большими сложностями при проведении инструментальных обследований на действующих объектах объем измерений должен быть минимальным, но достаточным, чтобы обеспечивать необходимую точность получения измеряемых данных.

Качество средств и результатов измерений принято характеризовать указанием их погрешностей. Характер появления и причины возникновения погрешностей весьма разнообразны, поэтому их классифицирую по следующим признакам: погрешность средств и результатов измерений; инструментальные и методические погрешности; основная и дополнительные погрешности; систематические, прогрессирующие и случайные погрешности; погрешности адекватности градуировки и воспроизводимости средств измерения; абсолютная, относительная и приведенные погрешности.

Абсолютная погрешность

,

где - показание прибора; - истинное значение измеряемой величины.

Абсолютная погрешность не может служить показателем точности измерения, так как одно и то же ее значение, например 0,05 А, при У = 100 А соответствует достаточно высокой точности, а при У = 1 А — низкой. Поэтому для характеристики точности результатов измерения более часто пользуются понятием относительной погрешности :

, или (в процентах): .

Однако в ряде случаев относительная погрешность не годится для нормирования погрешности средств измерения, так как при различных значениях относительная погрешность принимает разные значения вплоть до при . Поэтому для указания и нормирования погрешности средств измерения используется приведенная погрешность :

, или (в процентах): ,

где - конечное значение диапазона измерений прибора.

В соответствии с законом «Об обеспечении единства измерений» все измерения должны осуществляться на основании методик выполнения измерений, аттестованных в органах Госстандарта РФ. Все приборы должны быть аттестованы региональными органами Госстандарта.

14.2.2 Инструментальное обследование графиков нагрузки

В системах электроснабжения имеют дело с тремя видами нагрузок: по току , по активной и реактивной мощности. Кривая изменения нагрузки во времени , или называется графиком нагрузки. Различаются индивидуальные и групповые графики нагрузки. Индивидуальные графики нагрузки создаются отдельными электроприемниками, а групповые - группой электроприемников. Индивидуальные и групповые графики нагрузки весьма разнообразны, ряд электроприемников (дуговые печи, электрическая сварка, прокатные станы) имеют резкопеременные и импульсные графики. В процессе энергоаудита необходима запись как индивидуальных, так и групповых графиков нагрузки. Запись индивидуальных графиков позволяет определить загрузку электроприемников, их использование по времени, электроприемников. Запись групповых графиков позволяет определить характер изменения нагрузки в течение суток, коэффициент использования, средние и максимальные значения нагрузок, среднесуточный и ряд других показателей, необходимых для анализа эффективности использования электроэнергии.

Основными приборами, которые мoгут использоваться для исследования графиков нагрузки, являются стрелочные и цифровые амперметры, ваттметры и варметры, электрические счетчики, информационно-измерительные системы. Выбор того или иного типа прибора зависит от скорости изменения графиков нагрузки, т.е. определяется обеспечиваемой частотой дискретизации исследуемого графика во времени. Ее возможное наибольшее значение полностью определяется методом регистрации данных в используемой аппаратуре. Так, стрелочные показывающие приборы имеют время установления показаний 4 с плюс время записи результата наблюдателем (примерно 2 с), поэтому период дискретизации в этом случае . Таким образом, данные приборы могут применяться для исследования графиков нагрузки электроприемников с длительным, спокойным режимом работы (насосы, вентиляторы, компрессоры и т.д.). Кроме этого они имеют низкий класс точности. При использовании цифровых приборов и записи результатов наблюдателем . При использовании для регистрации микропроцессоров и ЭВМ период дискретизации может изменяться от 30 мкс до 4 ч, погрешность измерения не превышает 1 %.

Для получения статистических характеристик исследуемых графиков нагрузки записанные графики следует обработать методом квантования по времени. При этом график преобразуется в дискретную последовательность в i-й момент времени (рис.1):

14.1

где -длительность записи графика нагрузки.

Рис.14.1. График нагрузки

Данные уравнений (14.1) используются для определения статистических характеристик графиков нагрузок: среднего значения тока (или мощности), дисперсии тока DI(или мощности DP):

При больших объемах записей графиков нагрузки и большом объеме их обработки в процессе энергоаудита весьма желательно использование специальных анализаторов электропотребления, выпускаемых рядом стран (Испания, Англия и др.). В Российской Федерации получили распространение анализаторы GIRCUTOR (Испания) типов: AR.4M, AR.5, C79 и SYNERGY Ltd (Великобритания) типа РС5. Данные приборы имеют сертификацию Госстандарта РФ.

Портативный анализатор электропотребления AR.4M позволяет регистрировать следующие параметры в 3-х фазных сетях: 1) напряжение 2) ток 3) гармоники токов и напряжений до 15-го порядка, 4) частоту сети,5) в каждой фазе и средний, 6) активную мощность 7) реактивную мощность, 8) активную энергию, 9) реактивную энергию.

Портативный анализатор электропотребления AR.5 позволяет регистрировать те же параметры, что и AR.4M, но имеет меньший вес и может анализировать гармоники до 50-го порядка.

Анализатор энергопотребления Multvartest C-79M является однофазным и может применяться в симметричных 3-фазных сетях.

Анализатор электропотребления РС5 имеет более узкий диапазон измеряемых параметров: 1) токов во всех 3 фазах, 2) активной и полной мощности, 3) коэффициента мощности.

Длительность записи графиков нагрузки зависит от цели обследования. Для получения характеристик отдельных электроприемников следует записать 10-20 циклов их работы. Основными характеристиками работы электроприемников являются коэффициент загрузки , коэффициент включения и . Эти характеристики определяются по выражениям:

где средняя за цикл реактивная и активная нагрузка; - время включения электроприемника; - время цикла работы электроприемника.

Групповые графики нагрузки должны записываться как минимум двое суток: одни сутки — рабочий день, одни сутки выходной день. Если в течение недели ритм работы обследуемого объекта меняется, то необходима недельная запись графиков нагрузки. По групповым графикам определяются следующие характеристики:

1) суточный максимум активной и реактивной нагрузки ( );

2) коэффициент мощности в период максимума нагрузки

;

3) суточный расход активной и реактивной энергии ( );

4) средневзвешенный за сутки коэффициент мощности

;

5) средние за сутки активная и реактивная мощности ( )

.