Проведение энергетического обследования электрического хозяйства учебно-лабораторного комплекса №6 ОмГТУ

Реферат

Дипломный проект на тему: «Проведение энергетического обследования электрического хозяйства учебно-лабораторного комплекса № 6 ОмГТУ» ОмГТУ. Руководитель проекта Рысев П. В. Выпуск 2011 г. Специальности «Электроснабжение» 140 211.

Энергосбережение, баланс потребления электрической энергии, качество электроэнергии, энергоаудит, тепловизионный контроль.

Объектом выполненной работы является УЛК6.

Цель работы — проведение энергетического обследования электрического хозяйства учебно-лабораторного корпуса № 6 Омского Государственного Технического Университета.

В основу обследования взяты (исходные данные):

фактическое, реальное положение дел в энергетике университета;

однолинейная схема электроснабжения УЛК-6;

данные электропотребления по месяцам.

В дипломном проекте разрабатывались следующие главы:

характеристика исследуемого университета;

баланс потребления электрической энергии;

качество электроэнергии в системе электроснабжения;

тепловизионный контроль;

мероприятия по энергосбережению и повышению энергоэффек-тивности.

Кроме основной части, разработаны главы по безопасности жизнедеятельности, экономической части, энергосбережению.

Энергосбережение — проблема многогранная и весьма насущная. Для России она более чем актуальна, поскольку энергоресурсы являются одним из основных источников жизнеобеспечения государства.

Термин «энергосбережение», наряду с термином «энергоэффективность», в России стал активно использоваться учеными и практиками с начала 90-х годов. Именно тогда было принято несколько законодательных актов, постановлений правительства, обязывающих исполнительные органы власти, хозяйствующие субъекты рационально относиться к ресурсам государства, в частности к энергетической ее составляющей. Однако, по сути, они имели локальный характер и затрагивали в основном ведомственные интересы. Комплексно рассматривать проблему энергосбережения стали с 1995 года при разработке Основных направлений государственной энергетической политики до 2010 года, Основных положений энергетической стратегии Российской Федерации, Федерального закона «Об энергосбережении», федеральной целевой программы «Топливо и энергия».

В последнее время вопросы энергосбережения и энергоэффективности приобрели особую актуальность и вошли составной частью в такие программные документы, как «Основные направления деятельности Правительства Российской Федерации на период до 2012 года» и «Концепция долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации». Проведение энергосберегающих мероприятий, позволят решить вопросы эффективного использования энергоресурсов и снижения финансовой нагрузки на энергообеспечение производства.

В таких условиях возрастает роль энергетических обследований систем энергоснабжения с целью определения мест нерационального и расточительного использования энергетических ресурсов, а также разработки мероприятий по их снижению.

23 ноября 2009 г. Президент Российской Федерации Д. А. Медведев подписал Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», целью которого является создание правовых, экономических и организационных основ стимулирования энергосбережения и повышение энергоэффективности.

Федеральный закон № 261 «Об энергосбережении…» обязывает ряд организаций провести энергетическое обследование в срок до 31 декабря 2012 года. Это касается органов государственной власти и местного самоуправления наделенных правами юридических лиц; организаций с участием государства или муниципального образования; осуществляющих регулируемые виды деятельности; организаций, осуществляющих производства и (или) транспортировку воды, и других энергоресурсов; все организации и предприятия, вне зависимости от форм собственности, совокупные затраты которых на потребление энергоресурсов превышают 10 млн. рублей за календарный год. Такое же требование предъявляется к организациям, проводящим мероприятия в области энергосбережение и повышения энергетической эффективности, финансируемые за счет бюджетных средств.

В соответствии со ст. 16 Федерального закона № 261 от 23.11.2009 г. «Об энергосбережении…» Омский государственный технический университет входит в перечень лиц, подлежащих обязательному энергетическому обследованию.

1. Характеристика исследуемого университета

1.1 Общие сведения об университете

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Омский государственный технический университет» (ОмГТУ) — высшее учебное заведение федерального подчинения. Университет организован как Омский машиностроительный институт в 1942 году Постановлением Совета Народных Комиссаров СССР № 1828 от 16 ноября 1942 года.

Омский машиностроительный институт Образован в 1942 году как Омский машиностроительный институт (ОМСИ) путём реорганизации Ворошиловградского вечернего машиностроительного института, который был эвакуирован в Омск в годы Великой Отечественной войны.

Первыми студентами Омского машиностроительного были молодые люди, эвакуированные из Москвы, Ленинграда, Киева и других городов. На тот период в институте были созданы 2 факультета: технологический и механический, велось обучение по специальностям: технология машиностроения, инструментальное производство; подъёмно-транспортные машины и строительные механизмы, кузнечнопрессовые машины и обработка металлов. Насчитывалось 7 кафедр: марксизма-ленинизма, высшей математики и теоретической механики, начертательной геометрии и графики, физики, химии, технической механики, электротехники. Преподаватели и студенты Омского машиностроительного института участвовали в боевых действиях. За боевые заслуги в период Великой Отечественной войны И. И. Гранкину было присвоено звание Героя Советского Союза, 7 участников войны награждены орденом Боевого Красного Знамени, 20 — орденом Отечественной войны I, II, III степеней, 1 — орденом Александра Невского, 40 — орденом Красной Звезды. 369 сотрудников и студентов института получили медали за участие в боевых действиях.

Летом 1944 года институту под главный учебный корпус было выделено здание по улице Долгирева, 60, где раньше размещалась средняя школа. В этом здании вручались дипломы первым двадцати двум выпускникам института весной 1946 года. Диплом № 1 получил Валерий Алексеевич Тышкевич, который в последующем 50 лет проработал в стенах института, руководил вечерним механико-технологическим факультетом, возглавлял кафедру теоретической механики.

В послевоенный период происходит значительное пополнение коллектива преподавателей опытными руководителями-практиками. 5 марта 1946 года по приказу Наркомтяжмаша СССР за значительную работу института в трудных условиях Великой Отечественной войны преподавательский коллектив награждается значками, аттестатами «Отличник социалистического соревнования» и премиями.

В соответствии с приказом Министерства высшего образования СССР № 152 от 14.10.1947 года была произведена реорганизация института. Утверждены общеинститутские органы: Совет института, методический Совет. Технологический факультет расширил своё название, став механико-технологическим; созданы два вечерних факультета и заочное отделение.

В 1956 году появляется новый факультет — горячей обработки металлов. В 1960;х годах открываются приборостроительный факультет с дневной и вечерней формами обучения по трём специальностям, заочный факультет с общетехнической подготовкой по группам машиностроительных и энергетических специальностей.

Омский политехнический институт В 1963 году Омский машиностроительный институт, на основании приказа Министерства высшего и специального среднего образования РСФСР (№ 470 от 19.07.1963 г.) реорганизован в Омский политехнический институт (ОмПИ).

К 1967 году Омский политехнический развернул подготовку студентов по 20 специальностям. Появляется факультет автоматизации и полиграфический факультет. Число кафедр доходит до 25.

В 1993 году переименован в «Омский государственный технический университет» приказом Государственного комитета Российской федерации по высшему образованию № 55 от 5 июля 1993 года.

Университет сегодня Университет имеет лицензию № 8958 от 25.04.2007 г. на право ведения образовательной деятельности в сфере высшего профессионального образования, выданную Федеральной службой по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации, и имеет свидетельство о государственной регистрации № 0700 от 04.07.2007 г.

В составе университета 6 факультетов, 5 институтов и 3 филиала. В университете обучаются более 13 000 студентов дневной, вечерней и заочной формы обучения. В штате университета около 1600 сотрудников, более 800 из которых преподаватели, большая часть которых кандидаты и доктора наук. Также в университете вторая по величине библиотека города Омска.

В 2008 году система менеджмента качества университета была сертифицирована на соответствие стандарта ГОСТ Р ИСО 9001−2001. В ходе сертификации аудиторами было установлено что система менеджмента качества университета полностью соответствует требованиям ГОСТ Р ИСО 9001−2001 и был получен сертификат соответствия К № 9 486.

Университет состоит из 10 корпусов, но было проведено энергетическое обследование УЛК-6.

Рисунок 1.1 — Генеральный план ОмГТУ

1.2 Анализ энергопотребления и финансовых затрат Анализ энергопотребления является первоначальным и одним из наиболее важных этапов энергоаудита. В результате анализа электропотребления обрабатываются и систематизируются данные из бухгалтерских отчетов предприятия — объекта энергоаудита о величине энергопотреблении и финансовых затратах на приобретение энергоресурсов. На основании указанного анализа можно сделать вывод о наиболее энергоемких объектах предприятия. Как правило, наиболее высокие затраты на энергопотребление связаны с их нерациональным использованием, а следовательно и являются объектом энергоаудита.

Далее в таблицах приведена информация об изменении показателей затрат на энергоносители за 2010 г.

Таблица 1.1 — Потребляемая электроэнергия и финансовые расходы за нее за 2010 год

Тариф на электроэнергию в 2011 г. составляет 3,20 руб. с НДС за 1 кВт.ч.

Таблица 1.2 — Сведения о счетчиках электрической энергии

Таблица 1.3 — Потребляемая электроэнергия за 2008, 2009, 2010 гг.

Рисунок 1.2 — Потребляемая электроэнергия за 2008, 2009, 2010 гг.

Потребление электроэнергии в 2010 году было больше, несмотря на то, что количество студентов по сравнению с предыдущими годами было меньше. Но по информации заведующих лабораториями увеличилось количество оборудования, кроме того, по данным сайта gismeteo.ru зима в 2010 году была холоднее, в связи с этим увеличилось количество обогревателей и, как следствие, потребление электроэнергии.

1.3 Электроснабжение объекта

На объекте организован учет электрической энергии, в соответствии с требованиями, установленными нормативно-техническими документами.

Граница балансовой принадлежности и эксплуатационной ответственности устанавливается — на наконечниках н/в кабелей в РУ-0,4 кВ ТП-8178 в сторону н/в щитов здания, согласно акту раздела границ балансовой принадлежности № 6 000 002 250 от 1 февраля 2001 г.

В данной точке учета установлен электронный счетчик типа ЦЭ6803 В класса точности «1». Место установки приборов учета совпадает с границей балансовой принадлежности.

Однолинейная схема электроснабжения УЛК-6 представлена на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 — Однолинейная схема электроснабжения УЛК-6

2. Баланс потребления электрической энергии

Одной из целей энергетического обследования является разработка баланса потребления электроэнергии. Имея значения годового и помесячного потребления электрической энергии с одной стороны и списка основных потребителей с другой стороны (их мощность, количество, режим использования), составляется баланс потребления электрической энергии. Электробаланс любого предприятия состоит из прихода и расхода электроэнергии. Приходную часть учитывают по показаниям счетчиков электрической энергии.

Расходную часть электробаланса составляют по предприятию в целом исходя из расчетного потребления электроэнергии электроприемниками.

Расходную часть электробаланса активной электроэнергии разделяют на следующие статьи расхода:

1) прямые затраты электроэнергии на основной технологический процесс с выделением полезного расхода электроэнергии на выпуск продукции без учета потерь в различных звеньях энергоемкого технологического оборудования;

2) затраты электроэнергии на вспомогательные нужды (вентиляция помещений, электрическое отопление, наружное освещение и т. п.);

3) потери электроэнергии в элементах системы электроснабжения (линиях, трансформаторах, компенсирующих устройствах и т. п.).

Задачами составления электробаланса являются следующие:

а) выявление и нахождение расходов электроэнергии с тем чтобы четко выделить расход электроэнергии на основной технологический процесс;

б) определение действительных удельных норм расхода электроэнергии на единицу продукции предприятия;

в) выявление возможности сокращения непроизводительных расходов электроэнергии и уменьшения расхода электроэнергии на выпуск основной продукции путем проведения различных мероприятий, совершенствующих технологический процесс, и постоянного сопоставления действительных удельных норм расхода электроэнергии на основную продукцию предприятия.

Цель баланса — выявление основных энергоемких потребителей и дальнейший анализ их в аспекте энергосбережения.

2.1 Приходная часть баланса электрической энергии

Приходная часть баланса составляется согласно данным по потреблению электроэнергии, полученным по приборам учета, установленным в РУ-0,4 кВ ТП-8178, питающего все электроприемники объекта.

Приход электроэнергии за 2010 г. составляет 344 640 кВтч.

2.2 Расходная часть баланса электрической энергии

Расходную часть электробаланса активной электроэнергии разделяют на следующие статьи расхода:

1) прямые затраты электроэнергии на основной технологический процесс (или оказание услуг);

2) затраты электроэнергии на вспомогательные нужды;

3) потери электроэнергии в элементах системы электроснабжения.

Потребители электрической энергии различаются по режиму работы, назначению, потребляемой мощности, условиям работы, по требованиям к надежности электроснабжения, а также по другим признакам.

По режиму работы потребителей приёмники обычно делят на три группы: потребители с неизменной нагрузкой, потребители с повторно-кратковременной нагрузкой, потребители с кратковременной нагрузкой.

В связи с вышесказанным основными группами потребителей электрической энергии являются:

технологическое оборудование (компьютеры, мониторы, принтеры и т. п.)

бытовое оборудование (холодильники, эл. чайники, микроволновые печи и т. п.);

лабораторное оборудование (стенды, осциллографы и т. п.);

кондиционирование;

отопление;

освещение.

Общие сведения об установленных мощностях приёмников электрической энергии и их количестве по подразделениям учреждения представлены в таблицах А.1приложения А. Далее в таблице 2.1 приведем обобщенную информацию об установленной мощности по группам электропотребителей.

Таблица 2.1 — Установленная мощность электроприёмников по группам электропотребителей

Для большей наглядности информацию, представленную в таблице 2.1, отобразим в виде круговой диаграммы (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 — Доля установленной мощности электроприемников по группам электропотребителей Фактическое распределение электроэнергии по отдельным подразделениям, группам потребителей определяется расчётным путём исходя из количества и мощности установленного оборудования, коэффициентов использования и годового фонда времени работы.

Годовой нормативный расход активной электроэнергии силовой нагрузкой бюджетной организации рекомендуется определять по выражению (2.1).

(2.1)

где Рср. с — средняя мощность силовых электроприемников организации, кВт;

ТГ — годовой фонд рабочего времени электроприемников, ч;

(2.2)

где m — количество групп однотипного силового оборудования;

Руст.j — установленная мощность электроприемника j-й группы, кВт;

nj — количество эл. приемников j-й группы, шт;

Kиj — коэффициент использования электроприемников j-й группы, о.е.

Для удобства структуру расхода электрической энергии представим в виде таблицы 2.2. В данной таблице приведены расчетные данные по расходу электрической энергии каждой группой электропотребителей.

Таблица 2.2 — Структура расхода электроэнергии электроприёмниками по группам потребителей

Для наглядности и более удобного анализа суммарного расхода электрической энергии потребителями информацию, представленную в таблице 2.2, отобразим в виде круговой диаграммы (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 — Структура расхода электроэнергии электроприёмниками по группам потребителей

Основным потребителем является система освещения, на которую приходится 50% потребления электроэнергии.

Источниками света внутреннего освещения являются лампы накаливания (ЛН) и люминесцентные лампы (ЛЛ). ЛН имеют самый низкий КПД (световую отдачу) среди источников света и подлежат замене на более эффективный источник света, например на компактную люминесцентную лампу.

На бытовые потребители приходится 22% расхода электроэнергии, что характеризуется постоянным включением холодильников, кратковременным включением чайников, микроволновых печей и т. д.

Следующим энергоемким потребителем является технологическое оборудование, на которую приходится 20% расхода электроэнергии. Основным подразделением данной группы электропотребителей является кабинеты, где установлены компьютера, работающие по 8 часов в день и МФУ.

На лабораторное оборудование приходится 6% расхода электроэнергии.

Кондиционирование и система дополнительного отопления расходует по 1% от общего потребления электроэнергии.

2.3 Составление баланса электрической энергии На завершающем этапе энергетического обследования учреждения необходимо составить баланс потребления электрической энергии, т. е. сравнить приходную и расходную части баланса. При подведении итогов допускается появление некоторой погрешности в балансе, которая может быть обусловлена несколькими причинами:

неточностью округления расчетов;

некоторыми допущениями, принятыми по ходу расчетов.

Сравнение приходной и расходной статей в балансе потребления электроэнергии представим в виде таблицы 2.3.

Таблица 2.3 — Баланс потребления электроэнергии за 2010 г.

3. Качество электроэнергии в системе электроснабжения

3.1 Выбор контрольных точек

Контроль КЭ допускается проводить не во всех точках сети, а только в характерных. К характерным точкам относятся точки, к которым присоединена искажающая нагрузка или нагрузка чувствительная к искажениям напряжения. При организации измерений планировалось проведение частичного анализа КЭ, выявления причин искажения и их источников. При выборе контрольной точки следует принимать во внимание виды производства по технологии, графику нагрузки и сменности предприятий, а также их удаленности от центра питания. При этом контролируются в соответствии с ГОСТ 13 109–97 следующие параметры:

установившееся отклонение напряжения ;

размах изменения напряжения ;

доза фликера ;

коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения ;

коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения ;

коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности ;

коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности ;

отклонение частоты ;

длительность провала напряжения ;

импульсное напряжение ;

коэффициент временного перенапряжения .

Отклонение напряжения зависит от графика нагрузки ЦП и должно поддерживаться на зажимах электроприемников в заданных пределах средствами регулирования напряжения (ПБВ трансформаторов).

Коэффициент искажения синусоидальности напряжения зависит от наличия в составе нагрузки таких электроприемников, как преобразователи, устройства с электронным управлением, современная бытовая техника, осветительные установки, содержащие разрядные лампы. Вносимые искажения характеризуются также коэффициентом n-ой гармонической составляющей.

Коэффициенты несимметрии зависят от неравномерности нагрузки по фазам, а для четырехпроводных сетей — также и от состояния заземления нейтрали.

Размахи колебаний напряжения зависят от наличия резкопеременной нагрузки (например, электроприводы лифтов, сварочная нагрузка).

Учитывая конфигурацию сети, её структуру и состав нагрузки было принято решение провести измерения всех ПКЭ в следующих точках сети:

ТП-8178 на стороне 0,4 кВ с целью оценки КЭ, а также режимов работы средств регулирования напряжения и влияние на ПКЭ в исследуемой сети.

3.2 Порядок проведения контроля качества электроэнергии

Контроль КЭ в сетях 0,4 кВ проводился в период с 04.05.2011 по 06.05.2011 г. в один этап:

ТП-8178 на стороне 0,4 кВ:

— начало измерений 04.05.2011 в 10:55:49;

— конец измерений 06.05.2011 в 15:45:54.

В качестве средств измерения использовался измерительно-вычислительный комплекс «Омск-М» (сертификат соответствия № РОСС RU. ME72.B01017, выданный органом по сертификации РОСС RU.0001.11 ME72 03.04.2001 г. и сертификат об утверждении типа средств измерений RU.С.34.004.A № 5908, номер регистрации в Государственном реестре средств измерений 18 070−99). Номенклатура измеряемых показателей качества электрической энергии приведена в пункте 3.1.

За период измерений было проведен один цикл измерений длительностью одни полные сутки. Схема присоединения прибора приведена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 — Схема подключения прибора при измерениях на шинах 0,4 кВ Испытания измерительных преобразователей (ТН и ТТ) не проводились.

Полный протокол измерений представляет результаты измерений показателей качества электроэнергии за сутки. Это позволило проанализировать графики изменения ПКЭ, отобразив на них наибольшие, средние и наименьшие значения ПКЭ за каждые полчаса. С целью анализа характера изменения нагрузки во всех контролируемых точках проводились одновременно измерения токов и мощностей нагрузки. Все измерения проводились в трех фазах.

Графики изменения ПКЭ отображают:

По отклонению напряжения за контролируемый период измеренные на получасовых интервалах наибольшие, наименьшие и средние значения. По отклонению напряжения приводятся значения по трем фазам. Кроме того, на графике показаны нормально и предельно допустимые значения, согласно ГОСТ 13 109–97.

Рисунок 3.2 — Установившееся отклонение напряжения (3-х фазное) По коэффициентам искажения синусоидальности кривой напряжения, по коэффициентам несимметрии напряжения и тока по обратной и нулевой последовательности, приведены изменения этих показателей за контролируемый период.

Рисунок 3.3 — Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Рисунок 3.4 — Коэффициенты несимметрии напряжения по обратной и нулевой последовательности По коэффициентам n-ой гармонической составляющей напряжения по каждой фазе приведены спектры за контролируемый период, на которых отражены значения со 2 по 40 гармонику за сутки.

Рисунок 3.5 — Коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения одной из фаз

По мощности представлены усредненные на получасовых интервалах значения активной, реактивной и полной мощности:

Рисунок 3.6 — Суточный график нагрузки ВРУ 0,4 кВ Ниже приведены результаты расчетов потерь напряжения в сетях 0,4 кВ, которые использовались при анализе фактически измеренных отклонений напряжения.

Допустимые значения по остальным ПКЭ не зависят от режима нагрузки, установлены ГОСТ 13 109–97 и коррекции не подлежат.

Времена превышения нормально и предельно допустимых значений по отклонениям напряжения Т1 и Т2, а также 95% вероятности измеренных значений приведенные в протоколах, соответствуют временам за сутки в целом. Вывод о соответствии ПКЭ требованиям ГОСТ за весь период наблюдений положительный, если это требование выполнялось в течение суток. Полные результаты измерений хранятся в архиве прибора не менее чем 12 мес.

3.3 Расчет потерь напряжения в сети

Наибольшие нарушения качества электрической энергии связаны с отклонениями напряжения. Результаты измерения напряжения и мощностей позволяют произвести дополнительные расчеты уровней напряжения в контролируемой сети. Результаты расчетов позволяют оценить возможность обеспечения требуемых значений напряжений на зажимах электроприемников, получающих питание от данных ТП.

При расчетах по результатам измерений ставилась цель определить диапазоны изменения уровней напряжения на зажимах электроприемников на 0,4 кВ. Характерными режимами, определяющими этот диапазон, являются режимы наибольшей и наименьшей нагрузок, которым соответствуют наименьшие и наибольшие потери напряжения в сети, а также режимы наибольшего и наименьшего уровней напряжения в центре питания (или РП).

Потери напряжения в сети определяются параметрами схемы и нагрузки сети и рассчитываются для каждого элемента сети по выражению

(3.1)

где U — потери напряжения в элементе сети;

P и Q — активная и реактивная мощность, протекающая через элемент;

R и X — активное и реактивное сопротивления элемента;

U — номинальное напряжение.

Сведения о кабельных линиях, где проводились расчеты потерь напряжения, представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 — Сведения о кабельных линиях

Результаты расчетов сведены в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 — Результаты расчетов потерь напряжения УЛК-6

В результате расчетов видно, что в виду малости длины кабельных линий, а также небольшой мощности нагрузки, потери напряжения являются незначительными, поэтому при оценке установившихся отклонений напряжения ими можно пренебречь и о качестве питаемого напряжения можно будет судить по установившемуся отклонению напряжения в точке контроля качества электроэнергии.

3.4 Результаты контроля качества электроэнергии

Анализ ПКЭ на ТП-8178.

Период проведения измерений:

— начало измерений 19.11.2010 в 12:53:00;

— конец измерений 20.11.2010 в 12:53:28.

Качество электроэнергии соответствует требованиям ГОСТ 13 109–97 по отклонениям частоты, коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения, коэффициенту n-ой гармонической составляющей по каждой фазе, коэффициенту несимметрии напряжения по обратной последовательности и по провалам напряжения, коэффициенту несимметрии напряжения по нулевой последовательности.

Качество электроэнергии не соответствует требованиям ГОСТ 13 109–97 по установившемуся отклонению напряжения.

Отклонение напряжения за период контроля изменялось в диапазоне от 4,5% до 11,2%. За время измерений показатель превышал нормально допустимые значения и в меньшей степени предельно допустимые значения. График изменения напряжения в течение суток равномерный, при этом наиболее нагруженной фазой является фаза «А». МУПЭП «Омскэлектро» имеет возможность регулировать напряжения с помощью устройств переключения без возбуждения трансформатора ТП-8178 (на две отпайки вниз — «0%»). Это является достаточным для того, чтобы обеспечить требования ГОСТ по отклонениям напряжения на зажимах всех электроприемников, учитывая малые значения потерь напряжения в питающих кабельных линиях.

Высокие уровни коэффициента несимметрии напряжения по нулевой последовательности К0U обусловлены несимметрией нагрузок по фазам. Необходимо равномерно перераспределить нагрузку, потребляемую от данной КТП. Значительная несимметрия напряжений по фазам не позволяет выбрать отпайку устройства ПБВ трансформатора, при которой требования ГОСТ будут выполняться на зажимах всех электроприемников, питающихся от данной ТП РП-16−1/160.

Провалов напряжения за период измерения зафиксировано не было.

4. Разработка мероприятий по экономии энергоресурсов

4.1 Организационные мероприятия

Установка электроприемников класса энергоэффективности «А».

Согласно Федеральному закону № 261 бюджетные организации обязаны закупать энергоэффективные электроприемники класса «А», поскольку потребление электроэнергии ими будет существенно меньше по сравнению с бытовыми устройствами устаревших конструкций (до 50%). Такая бытовая техника дороже и окупится не сразу, но с учетом роста цен на электроэнергию экономия затрат на электроэнергию будет более существенна. Кроме того, такая техника, как правило, современнее и лучше по характеристикам. Использование приборов класса «А» позволит снизить потребление электроэнергии до 0,3% от общего электропотребления.

Перевод в спящий режим мониторов и компьютеров При работе в течение дня компьютеры и мониторы постоянно включены. Необходимо при непродолжительных перерывах в работе (более 30 минут для компьютеров) переводить их в спящий режим, при этом снижается электропотребление. Мониторы должны работать в энергосберегающем режиме (автоматически выключаться, если пользователь прекращает работу на компьютере свыше 10 минут), оставаясь готовыми к работе в любой момент, данная опция выставляется в операционной системе пользователем.

При непрерывной круглосуточной работе компьютер потребляет в месяц 70−360 кВтч в месяц, а монитор 50−140 кВтч. Следовательно, ограничение холостых режимов работы на 10−15% приведет к снижению годового электропотребления порядка 20−50 кВтч на каждый компьютер с монитором. При большом количестве компьютеров в организации при необходимости постоянного включения данное мероприятие позволит уменьшить электропотребление до 0,3% от общего электропотребления.

Ограничение холостой работы электроприемников Отключение устройств, длительное время находящихся в режиме ожидания позволяет уменьшить электропотребление организации. Принтеры, копиры, сканеры, МФУ, телевизоры, микроволновые печи с дисплеями, DVD проигрыватели, зарядные устройства для телефонов в режиме ожидания потребляют энергию от 1 до 10 Вт. В течение года такие устройства, включенные в розетки, дадут дополнительный расход электроэнергии от 9 до 87 кВт? ч/каждое устройство, что при их большом количестве приводит к существенному нерациональному расходу электроэнергии. Данное мероприятие позволит снизить потребление электроэнергии на ~ 0,3%.

Очистка остекления фонарей и окон Проведение работ по регулярной очистке окон и фонарей позволит обеспечить необходимые уровни освещенности в течение дневной смены с мая по сентябрь месяцы года без включения искусственного освещения (график включения и выключения искусственного освещения может быть определен по очистки остекления и проведения необходимых измерений естественного освещения).

Окраска помещений с применением светлых отделочных материалов Коэффициент отражения потолков и защитных боковин фонарей 0,7 — (белый цвет), стен 0,4−0,5 (светло-зеленый или светло-желтый цвета). Увеличение отражающих свойств позволяет улучшить качество освещения по распределению яркости (смягчение теней, улучшение равномерности освещения, повышение освещенности в вертикальных плоскостях, снижение ослепленности), снизить установленную мощность на ?10%. Поскольку окраска стен в большинстве своем преимущественно тёмная, поэтому рекомендуется за счёт изменения окраски увеличить коэффициент отражения а, следовательно, уменьшить установленную мощность осветительных установок.

4.2 Технические мероприятия

Система освещения На искусственное освещение в Омском Государственном Техническом Университете расходуется около 50% всей потребляемой электрической энергии, что составляет примерно 173 759 кВт•ч в год (?533 000 руб/год). Бережное, с наибольшим экономическим эффектом расходование такого значительного количества энергии является большой и важной задачей. Экономия электроэнергии на освещение не должна достигаться за счет снижения норм освещенности, отключения части осветительных приборов или отказа от использования искусственного освещения при недостаточном уровне естественного света, поскольку уменьшение освещенности приводит к понижению зрительной работоспособности, ухудшению психофизического состояния людей, повышению травматизма, снижению производительности труда и т. д. Потери от ухудшения осветительных условий значительно превосходят стоимость сэкономленной электроэнергии.

Ниже приведены мероприятия и рекомендации по экономному и рациональному использованию электрической энергии в осветительных установках.

4.3 Модернизация осветительной установки с заменой существующих ламп накаливания на энергосберегающие источники света

Согласно федеральному закону № 261-ФЗ «Об энергосбережении…» лампы накаливания должны быть заменены на энергоэффективные источники света.

Техническая суть мероприятия состоит в замене ламп накаливания (ЛН) на более энергоэффективные источники света, а именно: люминесцентные компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), что позволит снизить установленную мощность электрического освещения, и, следовательно, электро-потребление.

Перед расчетом экономической эффективности предлагаемого мероприятия приведем сравнительные характеристики ЛН и КЛЛ. Сравнение будем проводить относительно ЛН мощностью 75 Вт. Напряжение питания всех представленных источников света составляет 220 В. Данную информацию пред-ставим в виде таблицы 4.1.

Таблица 4.1 — Сравнительные характеристики ЛН и КЛЛ

энергопотребление университет пускорегулирующий

1. ЛН Космос СТАНД ПР 75 Е27 Брест;

2. КЛЛ Philips Tornado T3 ESaver 1PH/6 15W;

В результате сравнения приведенных выше ламп видим, что КЛЛ в 5 раз экономичнее ламп накаливания (потребляет в 5 раз меньше электроэнергии) при большей величине светового потока.

Стоимость КЛЛ в сравнении с другими энергоэффективными источниками света невысокая. КЛЛ со стандартным цоколем Е 27 просто вворачиваются в патрон, и, следовательно, замена светильника не требуется, затраты на установку отсутствуют.

Кроме того, средняя продолжительность горения КЛЛ в 8 раз выше чем у ЛН, а, значит, стоимость владения осветительной установкой и эксплуатации будет существенно меньше.

Следует отметить, что замена КЛЛ, содержащих ртуть, будет в дальнейшем включать стоимость их утилизации, что увеличивает эксплуатационные издержки.

Далее рассмотрим экономическую привлекательность замены ЛН на КЛЛ. Для удобства и наглядности представления расчеты будем формировать в виде таблицы.

В первом разделе определяем стоимость модернизации осветительной установки внутреннего освещения в учреждении. Для этого определяем коли-чество ЛН, подлежащих замене, а также количество заменяемых светильников (если требуется для работы устанавливаемого источника света), их стоимость. Кроме того, необходимо учесть стоимость монтажа устанавливаемых светильников и стоимость системы управления (если существует возможность ее реализации). Таким образом, складывается общая стоимость осветительной установки.

Во втором разделе рассчитываем затраты на обслуживание осветительной установки, которые включают стоимость устанавливаемых ламп взамен «перегоревших» за рассматриваемый период времени, стоимость работ по замене ламп, а также затраты на утилизацию ламп, содержащих ртуть (для КЛЛ). Для корректного представления затрат на обслуживание в качестве расчетного периода необходимо принять наибольшую продолжительность горения рассматриваемых источников света (для КЛЛ составляет 8000 часов).

В третьем разделе определяем потребление мощности и электроэнергии осветительной установкой (имеющейся и модернизированной) для определения снижения электропотребления и финансовых затрат на приобретение электроэнергии.

В четвертом разделе оцениваем экономию за расчетный период эксплуатации от использования модернизированной осветительной установки, определяем годовую экономию финансовых затрат и окупаемость данного мероприятия.

Обычно период окупаемости не должен превышать трех лет, но в современных экономических условиях более привлекательным считается период окупаемости не более двух лет.

Далее произведем представленные выше этапы расчета для учреждения.

1. Количество используемых ЛН в кабинете № 222 составляет 6 шт. мощностью 75 Вт.

Исходя из величины светового потока (Ф=940 Лм) ЛН 75 Вт целесообразно заменить на КЛЛ 15 Вт (Ф=950 Лм).

Стоимость ЛН 75 Вт E27 «Космос» составляет 11 руб./шт., стоимость КЛЛ Philips Tornado T3 ESaver 1PH/6 15Вт составляет 160 руб./шт.

Поскольку замена светильника для установки КЛЛ не требуется (стандартный цоколь E 27), то стоимость монтажа равняется нулю.

Стоимость системы управления освещением в основном складывается из стоимости датчика движения или присутствия, стоимости соединительных проводов и стоимости монтажа. Следует отметить, что управление при помощи датчиков движения согласно экспертным оценкам позволяют экономить до 22% потребляемой осветительной установкой электроэнергии, а с помощью датчиков присутствия с функцией определения освещенности в помещении экономия электроэнергии может достигать 42%.

В конце первого раздела рассчитаем общую стоимость осветительной установки:

ОС ОУ = Стоимость ламп + Стоимость светильников + Стоимость монтажа светильников + Стоимость системы управления, руб.

2. Во втором разделе сначала определяем, сколько источников света будут заменены за расчетный период времени (за 1514 часов):

— ЛН имеют среднюю продолжительность горения 1000 часов, следовательно, каждая ЛН будет заменена 1 раз за расчетный период времени;

— срок службы КЛЛ Philips Tornado составляет 8000 часов, значит, она заменяться за расчетный период не будет.

Далее определяем расходы на замену ламп:

Расходы на замену ламп = количество ламп, замененных за 1514 часов * стоимость лампы.

Стоимость замены ламп составляет:

— ЛН и КЛЛ меняются самостоятельно, т. е. ноль рублей;

Стоимость утилизации КЛЛ составляет 10% от стоимости лампы за лампу, значит стоимость утилизации =0,1*160*количество ламп, замененных за 1514 часов.

Таким образом, общая стоимость обслуживания осветительной установки составляет:

ОСО ОУ = Расходы на замену ламп + Стоимость замены ламп + Стоимость утилизации ламп (для КЛЛ), руб.

3. В третьем разделе определяем электропотребление осветительной установкой:

Мощность, потребляемая осветительной установкой = сумма произведений (количество ламп определенной мощности * установленную мощность).

Электроэнергия, потребляемая осветительной установкой (ЭПОУ) = сумма произведений (количество ламп * мощность лампы * расчетный период).

Общие расходы на электроэнергию определяются согласно тарифу, по которому оплачивается электроэнергии. Поскольку тариф ежегодно увеличивается, то данное обстоятельство еще больше сокращает срок окупаемости, делая мероприятие более рентабильным.

ОРЭ = ЭПОУ *тариф, руб.

4. В четвертом разделе определяем общую стоимость использования осветительной установки для каждого варианта, а также экономическую эффективность модернизации осветительной установки и сравниваем различные варианты Годовые эксплуатационные расходы (ГЭР) определяются исходя из суммы общей стоимости обслуживания и общих расходов на электроэнергию, отнесенной к расчетному периоду, умноженной на годовое число часов работы.

Годовая экономия (ГЭ) складывается из годовой экономии на обслуживании и годовой экономии на электроэнергии:

Окупаемость определяем как отношение инвестиций к годовой экономии Таблица 4.2 — Технико-экономическое обоснование модернизации осветительной установки кабинета № 222

1. Светильник установленный (или патрон) с ЛН Космос СТАНД ПР Е27 Брест 75 W.

2. Светильник установленный (или патрон) с КЛЛ Philips Tornado T3 ESaver 1PH/6 15W.

Анализ полученных результатов показывает:

— суммарные затраты на установку КЛЛ достаточно низкие, поскольку не требуется замена светильников (КЛЛ вворачиваются в патрон со стандартным цоколем Е 27), и составляют 960 руб.;

— годовая экономия составляет 5455 тыс. руб./год;

— срок окупаемости модернизации осветительной установки составляет 2 месяца, т. е. менее года.

7.10 Модернизация осветительной установки наружного освещения Модернизация осветительной установки наружного освещения предполагает замену источников света и светильников, поэтому является высокозатратным мероприятием. В результате замены ламп ДРЛ-125, ДРЛ-250 и ДРЛ-400, установленных в светильниках типа РКУ, на светильник L-Street 24/4212/45/Ш, LL-street 48XP-G/8424/90/Ш и L-street 96XP-G/16 848/180/Ш соответственно, компании Ledel (рисунок 7.2) установленная мощность осветительной установки наружного освещения снизится. Ухудшение условий освещенности не произойдет, поскольку установленные светильники имеют низкий КПД, светодиоды обладают значительно большей световой отдачей (количество люмен с одного вата мощности — 95).

Уличный светодиодный светильник для освещения улиц и дорог местного значения категории В, придомовых территорий частных домов и наружного освещения предподъездных площадок многоквартирных домов. Предназначен для замены уличных светильников ЖКУ и РКУ.

Модель L-street комплектуется вторичной оптикой с «правильной» широкой уличной диаграммой, которая позволяет добиться равномерного освещения территории.

Таблица 4.3 — Технические характеристики L-street 24

Рисунок 4.1 — Внешний вид светильника L-street 24

Рисунок 4.2 — Тип кривой силы света Ш3 (на диодах CREE)

Корпус. Новый алюминиевый Х-образный профиль светильника специально разработан с учетом опыта конструирования лопаток авиационных турбин, что позволило добиться высоких показателей по теплоотводу. Корпус обеспечивает комфортный температурный режим работы светодиодов и электронных компонентов, и, как следствие, длительный режим работы от 80 000 часов (20 лет) до 100 000 часов (25 лет).

Стекло выполнено из ударопрочного поликарбоната.

Оптичекая часть. Система вторичной оптики S-optics позволяет правильно направить световой поток на освещаемую поверхность. В светильниках серии L-street 24 применяется широкая уличная диаграмма. При этом не тратится лишняя энергия на освещение ненужных зон.

Источник питания (драйвер). В драйвере нового поколения нами применен корректор коэффициента мощности, при использовании которого Cos ц равен не менее 0,9. В схемах без корректора мощности сos ц = от 0,5 до 0,7.

Светодиодный источник питания — Драйвер имеет четырехступенчатую систему защиты от аномального напряжения сети и позволяет защитить светильник от бросков напряжения до 1000 Вольт.

Рисунок 4.3 — Модель освещения светильниками L-street 24

Таблица 4.4 — Расчет эффективности модернизации осветительной установки наружного освещения

1. Светильник РКУс лампой ДРЛ 150 Вт, 15 000 часов горения.

2. Светильник светодиодный L-Street 24/4212/45/Ш, 45 Вт., 100 000 часов горения., стоимость 9450 руб./шт — розница, 8505 руб./шт при покупке от 30 шт. (-10%)

3. Монтаж осуществляется с помощью своих сил.

4. Текущий тариф на электроэнергию, используемый в расчете 2,68 руб./кВт?ч.

5. При эксплуатации 2400 часов в году, исходя из полученных результатов составления расходной части электробаланса.

Таблица 4.5 — Расчет эффективности модернизации осветительной установки наружного освещения

1. Светильник РКУс лампой ДРЛ 250 Вт, 15 000 часов горения.

2. Светильник светодиодный L-street 48XP-G/8424/90/Ш, 90 Вт., 100 000 часов горения., стоимость 17 350 руб./шт — розница, 15 615 руб./шт при покупке от 30 шт. (-10%)

3. Монтаж осуществляется с помощью своих сил.

4. Текущий тариф на электроэнергию, используемый в расчете 2,68 руб./кВт?ч.

5. При эксплуатации 2400 часов в году, исходя из полученных результатов составления расходной части электробаланса.

Таблица 4.6 — Расчет эффективности модернизации осветительной установки наружного освещения