Разработка мероприятий по экономии электроэнергии в осветительных установках УЛК-6 главного корпуса ОмГТУ

самоход счетчика - движение диска или мигание индикаторов счетчика под действием приложенного напряжения и при отсутствии тока в последовательных цепях;

порог чувствительности счетчика - наименьшее нормируемое значение тока, которое вызывает изменение показаний счетного механизма;

поверка средств измерений - совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы с целью определения и подтверждения соответствия средств измерения установленным требованиям и установления их пригодности к применению;

расчетным (коммерческим) учетом электроэнергии называется учет выработанной, а также отпущенной потребителям электроэнергии для денежного расчета за неё;

техническим (контрольным) учетом называется контроль расхода электроэнергии по отдельным цехам, технологическим линиям, а также наиболее крупным электроприемникам.

Требования к счетчикам электроэнергии:

Расчетные счетчики устанавливаются на границе балансовой принадлежности. Количество расчетных счетчиков для каждого предприятия должно быть минимальным и обосновывается схемой питающих сетей и тарифами на электроэнергию для данного предприятия. Расчетные счетчики находятся на балансе и в эксплуатации электроснабжающей организации.

Каждый установленный расчетный счетчик должен иметь две пломбы.

Класс точности счетчиков реактивной электроэнергии должен выбираться на одну ступень ниже соответствующего класса точности счетчиков активной электроэнергии.

Классы точности счетчиков технического учета реактивной электроэнергии допускается выбирать на одну ступень ниже соответствующего класса точности счетчиков коммерческого учета активной электроэнергии.

На предприятиях следует предусматривать техническую возможность установки стационарных или применения переносных счетчиков для контроля за соблюдением лимитов расхода электроэнергии цехами, технологическими линиями или отдельными энергоемкими агрегатами.

Допускается установка технического учета на вводе предприятия, если расчетный учет с этим предприятием ведется по счетчикам, установленным на подстанциях энергосистемы.

На установку и снятие счетчиков технического учета на предприятиях разрешения энергоснабжающей организации не требуется.

Приборы технического учета должны находиться в ведении самих потребителей, но обязательным является наличие пломбы госповерителя.

Классификация счетчиков электроэнергии

Анализ современного парка электросчетчиков различных изготовителей, позволяет ввести следующую терминологию и общую классификацию счетчиков (рисунок 1). Все счетчики можно разделить на группы по следующим признакам:

· по роду тока - переменного или постоянного (основной род тока, на котором работают электроустановки промышленных предприятий стран СНГ, - переменный трехфазный частотой 50 Гц; вместе с тем на отдельных предприятиях используется как постоянный ток, так и переменный ток повышенной частоты; во многих зарубежных странах переменный ток имеет частоту 60 Гц);

· количеству фаз - однофазные или трехфазные (однофазные счетчики 2-проводного включения применяются в сетях напряжением до 230 В, а трехфазные - в сетях напряжением 380 В и выше);

· виду сети - однофазные 2-проводного и трехфазные 3- и 4-проводного включения;

· по классу точности - обычные, или рабочие счетчики с диапазоном классов 3,0, .... 0,2 и образцовые с диапазоном классов 0,2. .... 0,03 (вторые используются для поверки рабочих счетчиков);

· по элементной базе - электромеханические, или индукционные, гибридные, электронные;

· по интерфейсу дистанционного съема информации - с импульсным выходом, который может использоваться как поверочный и/или телеметрический для передачи данных в АСКУЭ; с цифровым интерфейсом, включая, встроенный модем; с оптическим портом для управления счетчиком и съема данных на подключаемый к порту переносный компьютер или пульт управления.



Рисунок 6.1 - Общая классификация счетчиков

Дополнительно к рассмотренной общей классификации счетчиков на рисунке 2 приведена более детальная классификация трехфазных счетчиков по пяти группам признаков:

· по виду энергии и направлению учета - счетчики активной и реактивной энергии прямого и обратного потоков. Счетчики, измеряющие энергию только в одном направлении, называют однонаправленными, а в двух - двунаправленными, или реверсивными;

· по измеряемым параметрам - счетчики количества энергии (для измерения только энергии или энергии и мощности) и/или качества энергии (для измерения пофазных значений напряжения и тока, частоты сети, коэффициентов мощности и гармоник и ряда других показателей качества электроэнергии);

· по номиналу фазного (линейного) напряжения (в пределах стран СНГ используются только номиналы: 3Ч57,7 (3Ч100) - для электросчетчиков, устанавливаемых на стороне высокого напряжения (более 1000 В) и 3Ч220 (3Ч380) - для электросчетчиков, устанавливаемых на стороне низкого напряжения (менее 1000 В);

· по типу включения и значению тока - счетчики непосредственного, или прямого включения (без измерительных трансформаторов тока и напряжения) на стороне низкого напряжения для максимального тока до 100 А и трансформаторного включения на стороне низкого и/или высокого напряжения для номинального тока ном IНОМ =1 или 5 А. Измерительные трансформаторы тока и напряжения служат для пропорционального и согласованного по фазе преобразования измеряемых переменных токов и напряжения до уровней, которые могут быть измерены стандартными слаботочными приборами. Трансформаторное включение счетчиков расширяет диапазон измерения, что в целом делает процесс измерения экономичным и безопасным;

· по количеству тарифов - однотарифные счетчики для измерения электроэнергии нарастающим итогом от момента включения счетчика до переполнения его счетного механизма; 2-, 3- и 4-тарифные и многотарифные счетчики для измерения электроэнергии нарастающим итогом по непересекающимся, часовым зонам суток (максимальное количество зон в сутках не превышает 48 получасовых интервалов).



Рисунок 6.2 - Классификация трехфазных счетчиков

Приведенная классификация не претендует на завершенность и всеобъемлемость, однако позволяет упорядочить рассмотрение и анализ множества счетчиков, предлагаемых сегодня на мировом рынке.

Преимущества электронных счетчиков:

· высокий класс точности (0,2S, 0,5S);

· сохранение высокого класса точности в условиях низких и быстропеременных нагрузок;

· многотарифность;

· возможность учета разных видов энергии одним прибором;

· возможность измерений показателей количества и качества энергии и мощности;

· возможность длительного хранения данных учета и доступа к ним;

· возможность фиксации несанкционированного доступа и случаев хищения электроэнергии;

· возможность дистанционного съема показателей по различным цифровым интерфейсам;

· возможность создания АСКУЭ;

· возможность учета одним прибором разных видов энергии в двух направлениях.

Недостатки электронных счетчиков:

· практически беззащитны от коммутационных и грозовых перепадов напряжения;

· высокая цена.

Назначение и цель создания автоматизированной системы учета:

Автоматизированную систему коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) создают из следующих соображений:

1. Экономический эффект для предприятия, организации.

Внедрение АСКУЭ позволит:

· повысить точность учета электроэнергии;

· следить за потребляемой мощностью в режиме реального времени;

· перейти на расчет за электроэнергию по дифференцированным тарифам;

· выйти на оптовый рынок электроэнергии;

· контролировать качество электроэнергии и т.д.

2. Автоматизация сбора данных.

3. Внедрение современных технологий.

Классификация систем учета

Для ориентации во множестве существующих отечественных и зарубежных систем энергоучета и их характеристиках целесообразно провести классификацию по основным показателям: типу среды и количеству каналов учета, виду назначения и типу измерительных входов, локальному и дистанционному доступу к данным энергоучета.

Классификация систем возможна и по ряду дополнительных признаков: по назначению - коммерческий, технический учет; по внешней и внутренней конструкциям - монолитные, модульные и т. п.

Итак, все системы учета можно классифицировать по ряду признаков:

· по количеству каналов учета - подразделяются на малоканальные (до 32 каналов) и многоканальные (свыше 32 каналов). Для системы учета энергоносителей - на одно-, двух- и многопоточные (одна труба - одна точка учета);

· по назначению измерительного канала - фиксируемые и программируемые. При фиксированном назначении конкретный вход системы может быть подключен только к измерительному преобразователю определенного вида (например, только к датчику избыточного давления с токовым выходом 0-5 мА), а при программируемом - к измерительному преобразователю для измерения разных параметров энергоносителя и с разными выходными сигналами. В последнем случае при подключении к системе того или иного датчика информация об этом заносится в систему, которая программируется и настраивается на конкретный датчик;

· по типу измерительных каналов (входов) - все системы энергоучета подразделяются на системы с аналоговыми, дискретными (импульсными) или смешанными каналами, последние содержат каналы как первого, так и второго типа. В аналоговых каналах используются, как правило, унифицированные сигналы постоянного тока, а в дискретных каналах - числоимпульсные сигналы;

· по локальному доступу к данным энергоучета - системы подразделяются на системы без доступа, имеющие ограниченную светодиодную индикацию работоспособности, и системы с доступом через дисплей и клавиатуру. Для децентрализованных АСКУЭ применимы только системы с дисплеем и клавиатурой, позволяющие энергетику оперативно на месте просмотреть все необходимые текущие и накопленные данные по энергоучету;

· по дистанционному доступу к данным энергоучета - может осуществляться с помощью стандартных компьютерных интерфейсов или переносного внешнего носителя (в последнем случае не обеспечивается требуемая оперативность доступа к системе с ПЭВМ верхнего уровня АИИСКУЭ).

Рисунок 6.3 - Классификация систем АИИСКУЭ



Рисунок 6.4 - Возможные варианты построения систем учета

Основные этапы построения автоматизированных систем учета электроэнергии

Внедрение автоматизированной системы учета электроэнергии - это процесс, который состоит из нескольких этапов:

1. Обследование предприятия.

2. Разработка и согласование технико-коммерческого предложения.

3. Выбор поставщика и подписание договора.

4. Разработка, согласование и утверждение технических условий, технического задания на проект и проекта.

5. Производство и поставка оборудования.

6. Выполнение монтажных, наладочных и пуско-наладочных работ.

7. Обучение.

8. Сдача системы в опытно-промышленную эксплуатацию, поверка системы и ее перевод в промышленную эксплуатацию.

9. Гарантийное и послегарантийное обслуживание.

10. Техническая и консультационная поддержка во все время существования системы.

Основные принципы построения современных систем АСКУЭ:

· измерения на базе цифровых методов обработки процессов;

· цифровые интерфейсы передачи измеренных параметров;

· глубокое архивирование основных измерений в счетчике;

· контроль достоверности и полноты данных на всех уровнях системы;

· диагностика работоспособности системы;

· резервирование каналов связи;

· иерархическое построение системы;

· защита информации на всех системных уровнях.

Выбор, внедрение, метрологическое обеспечение приборов учета

Существующий Государственный реестр средств измерений включает в себя широкий перечень приборов учета.

При организации внедрения приборов должны быть приняты во внимание следующие критерии:

1. Высокая надежность в эксплуатации.

2. Отличные технические характеристики.

3. Возможность автоматизированного сбора информации.

4. Наличие метрологического обеспечения и ремонтной базы.

5. Стоимость.

Заключение

В результате светотехнического энергоаудита главного корпуса и УЛК-6 ОмГТУ было выявлено, что расход электроэнергии на освещение составляет 19,5% для главного корпуса и 38% для УЛК-6; во многих помещениях осветительные установки (люминесцентные светильники ЛПО-2х36) находятся в плохом состоянии, обладают при этом низким КПД. Для повышения энергоэффективности ОУ было предложено заменить старые светильники на современные с более высоким КПД, заменить электромагнитные ПРА на электронные, заменить лампы накаливания на КЛЛ, а ЛЛ Т8 на лампы Т5. Также предложена модернизация ОУ коридоров и лекционных аудиторий. В результате суммарное снижение расхода ЭЭ должно составить 50% в главном корпусе и 78% в УЛК-6. С учетом того, что тариф на электроэнергию составляет 3,068 руб. за 1 кВт•ч потенциальная экономия находится на уровне 315654 руб. в год для главного корпуса и 320548 руб. в год для УЛК-6.

Указанные мероприятия имеет смысл проводить в рамках планового ремонта помещений.

Библиографический список

1) Айзенберг, Ю.Б. Энергосбережение в светотехнических установках / Ю.Б. Айзенберг, Н.В. Рожкова / Под общей ред. Ю.Б. Айзенберга. - М.: Дом света, 1999. - 23 с.

2) Баев, В.И. Практикум по электрическому освещению и облучению / В.И. Баев. - М.: КолосС, 2008. - 191 с.: ил.

3) Вязигин, В.Л. Электрическое освещение. Методические рекомендации к практическим занятиям и самостоятельной работе студентов / В.Л. Вязигин. - Омск, 2007. - 123 с.

4) ГОСТ 24940-96. Здания и сооружения. Методы измерения освещенности. - М.: Изд-во стандартов, 1996.

5) Кнорринг, Г.М. Светотехнические расчеты в установках искусственного освещения / Г М. Кнорринг. - Л.: Энергия, 1973. - 200 с.

6) Козловская, В Б. Электрическое освещение: справочник / В. Б. Козловская, В.Н. Радкевич, В.Н. Сацукевич. - Минск : Техноперспектива, 2007. - 255 с.

7) Кунгс, Я.А. Автоматизация управления электрическим освещением / Я.А. Кунгс. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 112 с.: ил.

8) МГСН 2.01-99. Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэнергоснабжению. Москва. 1999.

9) Методические материалы для энергоаудита / Под ред. А.Г. Вакулко, О.Л. Данилова. - М.: Амипресс, 1999. - 144 с.

10) Рожкова, Н.В. Методические указания по проведению энергоаудита осветительных установок / Н. В. Рожкова, Г. В. Федюкина / Под общей ред. Ю.Б. Айзенберга. - М.: Дом света, 2004. - 30 с.

11) СанПин 2.2.1/2.1.1.1278-03. Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий. - М.: Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2003.

12) СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1995, 48 с.

13) Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. 3-е изд. перераб. и доп. М.: Знак, 2006. - 972 с.: ил.

14) Труды Российской светотехнической интернет-конференции «Свет без границ!». - 2009.

15) Энергосбережение в освещении / Под общей ред. Ю.Б. Айзенберга. - М.: Знак, 1999 г. - 264 с.: ил.

16) Энергосбережение в системе образования: Сборник научно-практических и методических материалов / Под общей ред. Г.А. Балыхина. - М.: Амипресс, 2000. - 143 с.

Приложение А

Методика расчета экономии электроэнергии в действующих осветительных установках помещений при проведении энергетического аудита

В последнее время, в связи с ростом цен на энергоносители, актуальной становится их экономия. Первым этапом процесса экономии энергии является проведение комплексного энергетического обследования объекта (энергоаудит) и разработка на его основе экономически целесообразных мероприятий по экономии энергии. Данные мероприятия разрабатываются для каждого отдельного типа потребителя энергии: отопление, технология, освещение, вентиляция и т.п. Сначала производится анализ состояния систем энергопотребления, а затем - расчет экономии энергии по определенным методикам.

Система освещения является весомым потребителем электроэнергии, особенно в административных зданиях (до 80%). Поэтому применение предлагаемой методики приобретает большое значение при энергоаудите.

Для анализа состояния системы освещения обследуемого объекта необходимо собрать следующую информацию:

- тип и количество существующих светильников;

- тип, количество и мощность используемых ламп;

- режим работы системы искусственного освещения;

- характеристики поверхностей помещений (коэффициенты отражения);

- год установки светильников;

- периодичность чистки светильников;

- фактический и нормированный уровень освещенности;

- значения напряжения электросети освещения в начале и в конце измерений освещенности;

- размеры помещения;

- средний фактический срок службы ламп;

- фактическое и нормированное значение коэффициента естественной освещенности.

Затем, производится расчет показателей энергопотребления на основании вышеперечисленных данных полученных в результате инструментального обследования объекта.

Установленная мощность:

(А.1)

где Pi - мощность осветительной установки i-го помещения в обследуемом объекте;

Pл - мощность лампы;

Kпра - коэффициент потерь в пускорегулирующей аппаратуре осветительных приборов;

N - количество однотипных ламп в осветительной установке i-го помещения.

Годовое и удельное энергопотребление:

(А.2)

где WГ - суммарное годовое потребление электроэнергии, кВт•ч;

WГi - годовое потребление ОУ i-го помещения;

TГi - годовое число часов работы системы i-го помещения;

kИi - коэффициент использования установленной электрической мощности в ОУ i-го помещения (kИi=1).

 (А.3)

где WГуд - годовое удельное потребление электроэнергии, кВт•ч/м2;

Si - площадь i-го помещения в исследуемом объекте.

Удельные показатели энергопотребления или установленной мощности позволяют на основе норм приближенно (±20%) оценить общий потенциал экономии энергии.

Для более точной оценки по каждому мероприятию необходимо выполнить расчет экономии электроэнергии по нижеприведенной методике.

Сначала необходимо определить фактическое среднее значение освещенности с учетом отклонения напряжения в сети от номинального по формуле:

(А.4)

где E'ф - измеренная фактическая освещенность, лк;

Uн - номинальное напряжение сети, В;

k - коэффициент учитывающий изменения светового потока лампы при отклонении напряжения питающей сети (k=4 для ламп накаливания, k=2> для газоразрядных ламп);

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

U1 и U2 - значения напряжения сети в начале и конце измерения.

Для учета отклонения фактической освещенности от нормативных значений определяем коэффициент приведения:

kni=Eфi/Eнi , (А.5)

где kni - коэффициент приведения освещенности i-го помещения;

Eфi - нормируемое значение освещенности в i-ом помещении;

Eнi - фактическое значение освещенности в в i-ом помещении.

Потенциал годовой экономии электроэнергии в ОУ обследуемого помещения рассчитывается по формуле:

(А.6)

где ?Wik - потенциал экономии электроэнергии в кВт•ч/год для i-го помещения и k-го мероприятия.

К основным мероприятиям относятся:

1. Переход на другой тип источника света с более высокой светоотдачей (лм/Вт). Экономия электроэнергии в результате данного мероприятия определяется по формуле:

?Wi = WГi (1 - kисi kзпi), (А.7)

где kисi - коэффициент эффективности замены типа источника света;

kзпi - коэффициент запаса учитывающий снижение светового потока лампы в течение срока службы (при замене ламп с близким по значению kзп но с разной эффективностью kзп исключается или корректируется, кроме случая когда обследование проводилось после групповой замены источников света).

kисi = h / hN (А.8)

где h - светоотдача существующего источника света, лм/Вт;

hN - светоотдача предлагаемого к установке источника света, лм/Вт.

2. Повышение КПД существующих осветительных приборов вследствие их чистки. Экономия электроэнергии в результате данного мероприятия определяется по формуле:

?Wi = WГi kчi , (А.9)

где kчi - коэффициент эффективности чистки светильников.

kЧi = 1 - (gс + bс e-(t/tc)), (А.10)

где gс , bс , tс - постоянные для заданных условий эксплуатации светильников;

t - продолжительность эксплуатации светильников между двумя ближайшими чистками.

3. Повышение эффективности использования отражённого света. Увеличение коэффициентов отражения поверхностей помещений на 20% и более (покраска в более светлые тона, побелка, мойка) позволяет экономить 5-15% электроэнергии. Эффективность данного мероприятия зависит от большого числа факторов: размеры помещения, коэффициенты отражения поверхностей помещения, расположение светопроемов, коэффициент естественной освещенности (КЕО), режим работы людей в помещении, светораспределение и расположение светильников. Поэтому более точное значение экономии электроэнергии можно получить на основании светотехнического расчета методом коэффициента использования [13].

4. Повышение эффективности использования электроэнергии при автоматизации управления освещением.

Эффективность данного мероприятия является многофакторной, методика расчета экономии электроэнергии, представленная в [7], сложна для использования при энергообследовании, но может быть рекомендована при необходимости точной оценки

На основании опыта внедрения систем автоматизации, экономию от данного мероприятия можно определить по следующей формуле:

?Wi = WГi ( kэаi - 1), (А.11)

где kэаi - коэффициент эффективности автоматизации управления освещением, который зависит от уровня сложности системы управления.

Таблица А.1 - Значения kэаi для предприятий и организаций с обычным режимом работы (1 смена)

Уровень сложности системы автоматического управления освещением	kэаi
Контроль уровня освещенности и автоматическое включение и отключение системы освещения при критическом значении Е	1,1 - 1,15
Зонное управление освещением (включение и отключение освещения дискретно, в зависимости от зонного распределения естественной освещенности)	1,2 - 1,25
Плавное управление мощностью и световым потоком светильников в зависимости от распределения естественной освещенности	1,3 - 1,4

5. Установка энергоэффективной пускорегулирующей аппаратуры.

?Wi = WГi (1 - KNПРАi / KПРАi ), (А.12)

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

КNПРАi - коэффициент потерь в устанавливаемых ПРА.

6. Замена светильников является наиболее эффективным комплексным мероприятием, так как включает в себя замену ламп, повышение КПД светильника, оптимизацию светораспределения светильника и его расположения.

По расчетному значению установленной мощности (из светотехнического расчета) экономия электроэнергии определяется по формуле:

?Wi = WГi - PiN TГi , (А.13)

где РiN - установленная мощность после замены светильников;

ТГi - годовое число часов работы системы искусственного освещения i-го помещения.

При упрощенной оценке (при замене светильников на аналогичные по светораспределению и расположению) расчет производится по следующей формуле:

?Wi = WГi (1 - kисi kзпi kчi kсвi KNПРАi / KПРАi ) , (А.14)

где kсвi - коэффициент учитывающий повышение КПД светильника, кВт•ч/год.

kсвi = qi /qiN , (А.15)

где qi - паспортный КПД существующих светильников;

qiN - паспортный КПД предполагаемых к установке светильников.

Расчет экономии электроэнергии при замене светильников учитывает мероприятия № 1, 2, 5, поэтому их следует исключать при расчете общей экономии электроэнергии в i-ом помещении.

В случае большого числа однотипных помещений в обследуемом здании со схожими по параметрам, состоянию, и мероприятиям ОУ расчет производится с помощью удельных показателей экономии электроэнергии.

?Wуд j = DWi j / Si j , (А.16)

где ?Wуд j - удельная экономия электроэнергии для j-го типа помещения;

?Wi j - расчетная экономия электроэнергии для i-го помещения;

Si j - площадь i-го помещения.

Общая экономия электроэнергии в системах освещения составит:

(А.17)

где S j - общая площадь помещений j-го типа;

N - количество типов помещений.

Размещено на Allbest.ru