Звіт про виконану роботу за термін 1 вересня 10 жовтня на тему: Дослідження методів та засобів економії електроенергії в освітлювальних установках пат «Півд гзк» icon

Звіт про виконану роботу за термін 1 вересня 10 жовтня на тему: Дослідження методів та засобів економії електроенергії в освітлювальних установках пат «Півд гзк»




Скачати 340.32 Kb.
НазваЗвіт про виконану роботу за термін 1 вересня 10 жовтня на тему: Дослідження методів та засобів економії електроенергії в освітлювальних установках пат «Півд гзк»
Дата05.08.2013
Розмір340.32 Kb.
ТипЗвіт


МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ


КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСІТЕТ

Кафедра електропостачання та ресурсозбереження


ЗВІТ

про виконану роботу за термін 1 вересня – 10 жовтня

на тему: Дослідження методів та засобів економії електроенергії в освітлювальних установках ПАТ «Півд ГЗК»


Магістрант Пляченко Андрій Сергійович

Наук. Керівник к.т.н., доцент Щокін В.П.


Кривий Ріг

2011


Найпоширеніший спосіб економії електроенергії - оптимізація споживання електроенергії в освітлювальних установках. Ключовими заходами оптимізації споживання електроенергії в освітлювальних уставках є:

  1. максимальне використання денного світла (підвищення прозорості й збільшення площі вікон, додаткові вікна);

  2. збільшення коефіцієнтів відбиття поверхонь приміщень (білі стіни й стеля);

  3. підвищення світловіддачі в процесі експлуатації існуючих джерел (заміна люстр, плафонів, видалення бруду із плафонів, застосування більш ефективних рефлекторів);

  4. заміна одного джерела світла іншим, більш ефективним (люмінесцентні, компактні люмінесцентні, світлодіоди);

  5. заміна пускорегулюючих апаратів;

  6. застосування пристроїв керування освітленням (датчики руху й акустичні датчики, датчики освітленості, таймери, системи дистанційного керування);

  7. підтримка номінальних рівнів напруги в освітлювальній мережі;

  8. впровадження автоматизованої системи диспетчерського керування зовнішнім освітленням;




  1. ^ МАКСИМАЛЬНЕ ВИКОРИСТАННЯ ДЕННОГО СВІТЛА


Тривалість горіння ламп у великій мірі залежить від раціонального улаштування й максимального використання денного освітлення.

Раціональне улаштування природного освітлення виробничого приміщення й створення достатньої освітленості робочих поверхонь, що вимагається технологічним процесом виробництва, повинне бути передбачене при проектуванні будинку. Іноді про це забувають, застосовуючи проекти будинків, призначених для виробництв із меншими вимогами до рівня освітленості. Недостатня природна освітленість у подібних будинках нижче припустимої для даного типу виробництва, особливо в хмарні зимові дні, приводить до необхідності використання електричного освітлення в денний час.

Ефективність і тривалість використання природного освітлення залежать від стану скляних поверхонь, і для підтримки їх в чистоті потрібне регулярне очищення скляних поверхонь вікон. Періодичність очищення залежить від ступеня забруднення повітряного середовища виробничого приміщення й зовнішнього повітря.

Правила технічної експлуатації електроустановок (ПТЕ) вимагають робити не менш двох чищень стекол на рік при мінімальній запиленості й не менш чотирьох при значних виділеннях пилу, диму й кіптяви.

Методи очищення залежать від стійкості забруднень: для пилу і бруду, що видаляється легко, досить промивання стекол мильним розчином і водою з наступним протиранням. При стійких маслянистих забрудненнях, масляній кіптяві для очищення необхідно застосовувати спеціальні розчині.

Ефективність регулярного протирання скляних поверхонь дуже висока: тривалість горіння ламп при двозмінній роботі цехів скорочується в зимовий час не менш чим на 15%, а в літню пору на 90%.


    1. ^

      ТЕХНОЛОГІЯ ПЕРЕДАЧІ ПРИРОДНОГО (СОНЯЧНОГО) СВІТЛА ПО СВІТЛОВИХ КАНАЛАХ


Природне сонячне світло життєво необхідне для забезпечення фізичного й психологічного здоров'я людини. Якщо в приміщеннях недостатньо природного сонячного світла, то зайве застосування штучного освітлення може викликати серйозний дисбаланс у споживанні електроенергії, викликаний необхідністю охолоджувати службові й побутові приміщення й без того вже перевантажені теплом, випромінюваним традиційними лампами.

Традиційно використається бічне освітлення приміщень сонячним світлом через стандартні світлоотвори (вікна, ліхтарі верхнього світла, атріуми), але це рішення має серйозний недолік: у широких й великих за площею приміщеннях громадських будівель і споруд при віддаленні від вікон спостерігається експонентний спад освітленості, що змушує використовувати для освітлення віддалених зон штучні джерела світла. Вертикальні вікна можуть забезпечувати нормальне денне освітлення на відстанях приблизно 6 м від вікна. Оскільки рівень денного освітлення зменшується зі зростанням відстані від вікна, необхідне збільшення кількості сонячного світла потрапляючого через вікно, що перебуває в передній частині кімнати. Домогтися цього можна збільшенням площі віконного прорізу. Це дозволить домогтися незначного збільшення освітлення задньої частини кімнати. Подібне рішення приводить до заощадження електричної енергії через зменшення електричного освітлення. Однак збільшення світлового прорізу приведе, одночасно, до збільшення теплопритоків у літню пору й тепловтрат - у зимову, що ні зведе отриману економію електричної енергії по освітленню. Атріуми, вікна верхнього світла на даху й ліхтарі верхнього світла, розміщені на даху, можуть освітлювати області, віддалені від вертикальних вікон, але вони не можуть використатися при освітленні глибоких основних областей.


Інноваційна система освітлення приміщень денним світлом

Усунення існуючого протиріччя при організації природного освітлення великих громадських об'єктів можливо застосуванням інноваційної технології передачі природного світла Solatube Daylighting System.

Ц
Рис.3. Схема работы системы дневного освещения

я
технологія була створена в Австралії близько 20 років тому. Спочатку, метою використання порожнистих світловодів було віддалення джерела випромінювання - занадто яскравого, гарячого, пожежонебезпечного, від освітлюваного об'єкта без втрати інтенсивності випромінювання. По суті, мета залишилася як і раніше, тільки, якщо раніше під джерелом світла розуміли винятково рукотворний об'єкт, наприклад, електричну дугу, то для того щоб застосувати цю ідею стосовно далекої «зірки на ім’я Сонце» повинне було пройти кілька довгих років. Після цього романтична ідея доставки світла по трубах - нібито воду або газ! - у головах архітекторів і будівельників заграла новими гранями. Виявилося, що з її допомогою можна організувати ідеальний екологічно бездоганний життєвий простір під «зеленою» (і не тільки!) покрівлею.

Основними складовими даної системи природного освітлення є світлоприймаючий елемент, пристрій для «транспортування» світла на необхідну відстань і світлорозподільчий (свіилорозсіювальий) вузол. Світлоприймаючий пристрій має вигляд прозорого купола, розташованого поза будинком: на даху або фасаді. Він концентрує навіть малі потоки сонячного світла (прямі або відбиті) і служить своєрідною «оптичною лійкою», що заповнює світловод сонячним світлом. Купол інтегрований у загальну конструкцію покрівлі, елемент сполучення з покрівлею (флешинг) охороняє його від потрапляння вологи й не порушує гармонійності загального вигляду будинку. Світловод являє собою набір стикуємих алюмінієвих труб прямолінійної або ж вигнутої форми, покритих зсередини плівкою полімеру, що складається з більш, ніж чотирьохсот оптичних шарів, що забезпечує коефіцієнт відбиття близький до одиниці навіть при повороті сонячного променя на 90 градусів, а також практично повне поглинання його інфрачервоної складової алюмінієвою основою. Втрати світлової енергії при довжині шляху в 12-20 м не перевищують 0,03%. Узимку, в умовах ідеально ясного неба, через світловод губиться приблизно в 3 рази менше тепла, ніж через світлоотвір при тім же рівні світлового потоку. Вихід світла в освітлюване приміщення здійснюється через пристрій світлорозсіювання - дифузор, що виконаний з полімерного матеріалу й має круглу або квадратну форми, різні структуру й типорозміри, однак, головні його властивості - це 100% без відблискова світлорозсіювальна здатність і несліпуча яскравість.

Дана система денного освітлення має додаткові опції (регулювання інтенсивності світлового потоку - диммер, світловий комплект для нічного часу доби, вентиляційний комплект), використання яких значно розширює практику її застосування в інноваційному будівництві.


Області застосування систем денного освітлення широкі й різноманітні:

  • установи охорони здоров'я й рекреаційні центри;

  • установи освіти (ВНЗ, школи, дитсадки і ясла);

  • об'єкти житлового будівництва;

  • бізнеси-центри;

  • торгові центри й супермаркети;

  • спортивні спорудження й об'єкти;

  • виробничі цехи й склади;

  • тваринницькі, звірівницькі ферми й пташники;

  • і багато чого іншого.

Завдяки своїм технічним властивостям, системи денного освітлення створюють у приміщеннях атмосферу комфорту, а також істотно знижують енергетичні витрати на освітлення, опалення й кондиціонування будинків, у яких вони встановлені.

Строк їхньої окупності при освітленні великих об'єктів: супермаркетів, критих стадіонів, виробничих приміщень від 3 до 5 років.

Системи денного освітлення, маючи 10 років гарантії й необмежений строк експлуатації, відносяться до капітальних елементів споруд і можуть монтуватися на будь-якому етапі будівництва або реконструкції.

При масовому впровадженні даної технології в сучасне будівництво буде мати місце позитивні соціальні результати: зниження стомлюваності працівників на робочих місцях (до16%), підвищення якості засвоєння матеріалу учнями (до 20%),  підвищення ефективності роботи торговельних підприємств (до 40%). Значно знизиться денне навантаження на електричні мережі, особливо в літню пору, за рахунок зменшення часу використання штучних джерел світла й зниження потужностей на кондиціювання.



  1. ^ ЗБІЛЬШЕННЯ КОЕФІЦІЄНТІВ ВІДБИТТЯ ПОВЕРХОНЬ ПРИМІЩЕНЬ


Будівельні норми передбачають рекомендації з раціонального вибору кольорів обробки стін, стель, підлог, балок, а також технологічного обладнання цехів промислових підприємств з метою поліпшення освітлення виробничих приміщень й умов праці.

При проектуванні природного й штучного освітлення приміщень виробничих будівель повинно враховуватися підвищення освітленості робочих місць за рахунок відбитого світла від поверхонь інтер'єрів, обробка яких здійснюється відповідно до рекомендацій будівельних норм.

Поверхні пофарбовані в світлий колір відбивають світла більше і є більш ефективними, проте їх необхідно регулярно фарбувати, мити, або заново оклеювати з тим щоб забезпечувати економічне використання освітлення. Збільшення коефіцієнтів відбиття поверхонь приміщень на 20% дозволяє економити 5-15% електроенергії, внаслідок збільшення рівня освітленості.


  1. ^ ПІДВИЩЕННЯ СВІТЛОВОДДАЧІ В ПРОЦЕСІ ЕКСПЛУАТАЦІЇ ІСНУЮЧИХ ДЖЕРЕЛ


Найважливіше значення для економії електроенергії в освітлювальних установках мають їхня правильна експлуатація і ремонт. Службою головного енергетика повинні складатися плани й графіки оглядів, чищень, замін ламп і планово-попереджувального ремонту освітлювальних установок і здійснюватися контроль за їхнім виконанням.

Велика група заходів щодо економії електроенергії пов'язана з правильною експлуатацією й ремонтом освітлювальних установок. Найважливіші з них - розробка й впровадження методів і пристроїв для своєчасного очищення світильників і заміни зношених ламп, значення яких для раціональної витрати електроенергії на освітлення надзвичайно великі.

Правилами технічної експлуатації електроустановок (ПТЕ) передбачено, що очищення ламп і світильників проводиться в строки, визначені, відповідальним за електрогосподарство, залежно від місцевих умов. У Правилах улаштування електроустановок (ПУЕ) і відомчих інструкціях є, вказівки про рекомендовану періодичність чищення світильників. Втрати світлового потоку різко зростають від забруднення світильників.

Для забезпечення економічної експлуатації застосовувані світильники повинні допускати легке знімання всіх частин, що забруднюються, - захисних стекол, відбивачів, розсіювачів, патронів для їхнього очищення в стаціонарних умовах майстерень.

Повинні бути в деталях пророблені процеси заміни знімних деталей світлотехнічної арматури чистими й очищення брудних деталей і майстерень із застосуванням спеціальних миючих розчинів і засобів механізації. В експлуатації повинен бути обмінний фонд не менше 5 - 10% знімних деталей, що перебувають в освітлювальних установках.

Варто усувати одну з головних причин незадовільної експлуатації світильників - труднощі доступу до них. Особливо це стосується цехів висотою більше 4 м, де актуальні ці питання. Найбільш зручні для обслуговування освітлювальних установок стаціонарні пристрої, у тому числі: технічні поверхи (улаштовані для різного роду комунікацій, вентиляції, кондиціювання повітря), майданчики, спеціальні електротехнічні містки.


  1. ^ ЗАМІНА ОДНОГО ДЖЕРЕЛА СВІТЛА ІНШИМ, БІЛЬШ ЕФЕКТІВНИМ


В основі економії електроенергії лежить різниця у світловій віддачі джерел світла, тобто в кількості світла, у яке перетворений 1 Вт енергії. Необхідно використовувати той тип лампи, який забезпечує максимальний світловий потік на 1Вт встановленого електричного навантаження та має характеристики, узгоджені з іншими потребами освітлювальної установки. Світлова віддача кожного типу лампи може бути визначена на основі доступних даних про лампу і схему її включення. При проектуванні нової установки має порівнюватись світлові віддачі придатних ламп і мають використовуватись ті з них, які мають найвищу ефективність.

У табл. 1 представлені деякі характеристики основних груп джерел світла, головною з яких є показник питомої світлової енергії, вироблюваної за термін служби. Якщо величину світлової енергії від лампи розжарювання прийняти за одиницю, то можна бачити, що всі інші типи ламп у рази або навіть на порядок виробляють більше світлової енергії.


Табл. 1. Основні характеристики джерел світла


Тип джерела світла

Середній

термін служби, тис. год.

Індекс передачі кольору, Ra

Світлова віддача, лм/Вт

Питома світлова енергія,

вироблювана за термін служби (середнє значення)

Млм*год/Вт

в.о.

Лампи розжарювання (ЛР)

1

100

8-17

0,013

1

Люмінесцентні лампи (ЛЛ)

10-20

57-92

48-104

1,140

88

Компактні люмінесцентні лампи (КЛЛ)

5-15

80-85

65-87

0,780

60

Дугові ртутні лампи (ДРЛ)

12-24

40-57

19-63

0,738

57

Натрієві лампи високого тиску (НЛВТ)

10-28

21-60

66-150

2,050

157

Металогалогенні лампи (МГЛ)

3,5-20

65-93

68-105

1,020

78

Світлодіоди

25

85-90

(80-90)-120

2,5

192


Так, заміна ламп розжарювання (ЛР) на компактні люмінесцентні лампи (КЛЛ) може забезпечити до 80% зниження витрати електроенергії, при заміні дугових ртутних люмінофорних ламп (ДРЛ) на металогалогенні лампи (МГЛ) дана величина може досягати 40%.

Оцінюючи витрати на освітлювальні установки (ОУ), найчастіше беруть до уваги ціну світильника й лампи. На першому етапі світильник із ДРЛ виглядає, безумовно, переважніше, однак при проектуванні ОУ в приміщенні площею 600 кв. м стає очевидно, що світильників із МГЛ буде потрібно на третину менше й вже первісні витрати на них виявляться на 10% менше. Але це тільки первісні витрати тому що зниження витрати електроенергії може досягати 40%.

Ще один варіант заміни джерел світла розглянемо на прикладі лінійних трубчастих люмінесцентних ламп. За вихідну базу (0%) прийняті звичайні лінійні (прямі) трубчасті люмінесцентні лампи Т12 діаметром трубки 38 мм. При заміні їх на лампи Т8 (діаметр трубки 26 мм) - енергоефективні лампи, прямі, то вони дозволять заощадити 7% електроенергії. А при заміні тих же трубчастих люмінесцентних ламп Т12 на тонкі лампи Т5 (діаметр трубки 16 мм), то можна реалізувати економію електроенергії 42%. Якщо впровадити сучасну техніку з регулюванням світлового потоку ламп і використати датчики природної освітленості, то можна заощадити в першому випадку 58%, в другому - 71%. Якщо застосувати повний арсенал енергозберігаючих заходів, включаючи датчики руху, то при використанні ламп Т5 (16 мм) можна одержати економію електроенергії 82%.

Можлива економія електроенергії (ЕЕ), що може бути отримана в освітлювальних установках за рахунок заміни неефективних джерел світла (ДС) на енергоекономічні при збереженні нормованих рівнів освітленості наведена в табл. 2.


Табл. 2. Можлива економія ЕЕ при переході на енергоекономічні ДС


У результаті заміни:

Середня економія ЕЕ, %

ЛР на КЛЛ

60-80

ЛР* на ЛЛ

40-54

ЛР* на ДРЛ

41-47

ЛР* на МГЛ

54-65

ЛР* на НЛВТ

57-71

ЛЛ на МГЛ

20-23

ДРЛ на МГЛ

30-40

ДРЛ на НЛВТ

38-50

*При зниженні нормованої освітленості для ЛР на один щабель з відповідністю діючим нормам освітлення.


На сьогоднішній день найбільш економічним джерелом світла є світлодіоди. Сучасні світлодіодні технології дозволяють без втрати в рівні освітленості приміщення замінити традиційні джерела світла  з економією електроенергії від 40 до 90 %.

Джерелом світла в пропонованому світильнику є світлодіод, що дозволяє без зайвих витрат перетворювати електричний струм у світло. Завдяки чому споживання електроенергії світлодіодами значно скорочується. І, незважаючи на високу ціну світлодіодных світильників, їхнє використання не тільки повністю окупає вкладені витрати протягом від 1,5 року до 2,5 років (залежно від виду світильника), але й дозволяє надалі значно заощаджувати витрати на електроенергію й технічне обслуговування.

Переваги світлодіодного освітлення:

  • економія електроенергії в порівнянні з лампами розжарювання в 8 разів, а в порівнянні з лампами ртутними, люмінесцентними економія електроенергії порядку в 2 рази;

  • гарантований ресурс роботи самих світлодіодів 50-100 тис. годин. Він забезпечується тільки при  застосуванні високоякісних світлодіодів провідних виробників Osram (Німеччина), Crее, (США). У складі світильника ресурс трохи знижується й становить близько 25-50 тис. годин. Для порівняння ресурс лампи розжарювання становить 1 000 годин;

  • Висока світлова ефективність: лампа розжарювання дає 10 лм на 1 Вт споживаної потужності, люмінесцентна лампа забезпечує 70 лм /Вт споживаної потужності, ртутні лампи 60 лм /Вт, світлова ефективність одного світлодіода становить 100 - 139 лм/Вт споживаної потужності. Прогрес не стоїть на місці, і вже на сьогоднішній день компанія Crее виводить на ринок світлодіоди світловою ефективністю світлодіода 200 лм /Вт.

  • Стійкість до механічних впливів (відсутність скляних деталей, ниток розжарювання робить світлодіоди стійкими до механічних впливів, ударів і вібрації);

  • Стабільна працездатність при температурі від -40 до +40 С;

  • Стійкість до коливання мережної напруги - стійкий діапазон 187-242 В;

  • Відсутність спеціальних умов утилізації.

Призначення світлодіодного освітлення:

  • освітлення в офісних приміщеннях, адміністративних будинках, торгових центрах;

  • освітлення сходових кліток, а також будь-яких нежилих приміщень;

  • освітлення доріг, вулиць, мостів, прибудинкових територій;

освітлення виробничих приміщень, складів, цехів.


  1. ^ ЗАМІНА ПУСКОРЕГУЛЮЮЧИХ АПАРАТІВ


Економічність ОУ необхідно розглядати з урахуванням характеристик пускорегулюючої апаратури (ПРА). Споживана потужність ОУ з розрядними лампами складається з потужності, споживаною самою лампою Рл,і потужності втрат у ПРА (баласті) Рб:

Роу=Рл + Рб.

У цьому зв'язку потужність втрат у ПРА, можна розглядати як резерв підвищення ККД ОУ. Активні втрати в стандартних електромагнітних ПРА можуть досягати 25 % потужності, споживаної ОУ, втрати в електронних високочастотних ПРА (ЕПРА) не перевищують 10%.

Звичайні електромагнітні ПРА, що широко використаються в цей час, володіють високим нагріванням й великими втрати потужності. Альтернативою їм є високочастотні ЕПРА, при використанні яких в ОП підвищуються якісні показники освітлення:

    • виключається пульсація світлового потоку ЛЛ;

    • запобігає виникнення стробоскопічного ефекту;

    • створюється сприятливий режим запалювання ЛЛ і підвищується її термін служби;

    • у пусковому режимі відсутні миготіння ЛЛ й акустичні шуми;

    • здійснюється автоматичне відключення ламп наприкінці їхнього терміну служби, а також дефектних ламп.

Основою електронних ПРА (електронних баластів) є напівпровідникові імпульсні схеми, які дозволяють забезпечити живлення люмінесцентних ламп напругою підвищеної частоти, за рахунок чого суттєвого підвищується якість освітлення люмінесцентних ламп при зменшеному споживанні енергії порівняно зі світильниками, які використовують традиційні електромагнітні баласти. Розроблені пристрої є перетворювачами струму частоти мережі живлення в струм  підвищеної частоти і містить необхідні вузли для підтримання оптимального режиму запалювання і роботи лампи, а також контролю працездатності ламп і засобів захисту від аномальних режимів. Сучасний етап характеризується інтенсивною розробкою й впровадженням мікропроцесорних і спеціалізованих контролерів для керування системами освітлення.

Стандартні електромагнітні ПРА економічно доцільно використати у відносно недорогих світильниках, в ОУ з малим часом експлуатації протягом року. В ОУ з річним напрацюванням більше 2000 год., укомплектованих відносно дорогими світильниками переважно із дзеркальними оптичними елементами, економічно доцільно використати електромагнітні ПРА зі зниженими втратами й ЕПРА. Застосування ЕПРА ефективно в ОУ, оснащених системами автоматичного керування освітленням.

Зниження споживання електроенергії при використанні економічних ПРА у світильниках зі стандартними ЛЛ і КЛЛ становить:

    • для ПРА зі зниженими втратами - 6-26 %;

    • для ЕПРА -14-55%.




  1. ^ ЗАСТОСУВАННЯ ПРИСТРОЇВ КЕРУВАННЯ ОСВІТЛЕННЯМ


Представниками пристроїв керування освітленням є датчики руху й акустичні датчики, датчики освітленості, таймери, системи дистанційного керування.

Інтелектуальні, як їх стали називати, датчики забезпечують більш, ніж просте вмикання та вимикання світла, можливості. Сучасні датчики стали головним засобом керування електроенергією, що може бути заданим чином динамічно адаптовано до змін вимог по присутності людей, навколишньому середовищу й природному освітленню. Подібні вимоги до датчиків привели до появи багатоцільових датчиків, що включають у себе фотоелектричні датчики для реєстрації змін у рівні освітленості, пасивні інфрачервоні датчики й ультразвукові датчики для виявлення руху.

Виходячи з величини допплерівського зсуву відбитого сигналу, ультразвуковий датчик виявляє наявність у контрольованій області об'єкта, що рухається. При роботі ультразвукового датчика відбувається активація кристала кварцу, що випускає в простір ультразвукові хвилі високої частоти. Потім датчик визначає частоту відбитих хвиль. При наявності руху частота відбитої хвилі злегка зміщується, про що й повідомляє вихідний сигнал датчика.

Завдяки забезпечуваному багатоцільовими датчиками контролю рівня освітленості й виявленню руху, ці датчики можуть бути використані для створення логічного керуючого пристрою. При цьому датчик може бути настроєний на зміну рівня освітленості у випадку виявлення руху в контрольованій зоні, якщо рівень освітленості в цій зоні менше заданої величини.

Залежно від часу доби, датчик освітленості може бути запрограмований по-різному. Як приклад приведемо стандартний робочий день, коли робоча станція може бути запрограмована на зменшення рівня освітленості на 25 % при повній відсутності людей протягом, скажемо, п'яти або десяти хвилин. Після закінчення робочого дня той же самий датчик може забезпечувати поступове зменшення рівня освітленості аж до повного вимикання світла або посилати сигнал людям, що перебувають у приміщенні, за допомогою різкої зміни сили світла в режимі спалаху, повідомляючи їм про те, що система перейшла в режим «після закінчення робочого дня».

Час загасання критичний для комфорту людей, тому що фактично тільки полога крива світлорегулювання дозволяє змінювати світловий потік стельових світильників з мінімальною незручністю для людей. Застосування пологої кривої світлорегулювання є важливим чинником у випадку розташованих по периметрі світильників, коли перший або зовнішній ряд світильників, розташований біля вікна, підключений окремо від іншої освітлювальної установки. Датчики, підключені до певних світильників й які забезпечують надзвичайно повільне регулювання їхнього світлового потоку протягом дня відповідно до рівня природного освітлення, будуть прийматися людьми набагато охочіше.

У багатьох галузях промисловості підхід «дев'ять до п'яти» до навколишнього середовища в комерційних офісних приміщеннях уже застарів, і ставиться завдання забезпечення балансу між комфортом працівників після закінчення робочого дня й економією електроенергії. Інтелектуальні датчики забезпечують підтримку комфорту для працівників у вечірній час, забезпечуючи освітлення шляхів виходу з будинку й прилягаючих зон загального користування при плавно зменшуваних рівнях освітленості в межах цих зон і відсутності непотрібного освітлення всього поверху. Поступове вимикання світла після припинення руху в контрольованій зоні гарантує відсутність марної витрати електроенергії у відсутності людей.

Розрахуємо ефект інновації на прикладі поетапної модернізації ОУ виробничого приміщення.

За вихідний варіант приймемо традиційну освітлювальну установку на базі світильників із ЛЛ, що експлуатується протягом 15 годин у день. Як уже було показано, заміна Емпра на ЕПРА вносить істотний вклад в економію електроенергії, що досягає в ряді випадків 20-25%.

Наступний етап модернізації передбачає заміну звичайного ЕПРА на керований, що дозволяє плавно змінювати потужність ЛЛ у широких межах. Світловий потік світильників може змінюватися по зовнішньому керуючому сигналу в ручному (за допомогою диммера) і автоматичному режимах (від датчика освітленості).

Якщо використовується датчик освітленості, то світловий потік може змінюватися відповідно до рівня освітленості робочої зони, автоматично з огляду на зміни природної освітленості, наприклад додає світло до норми, коли за вікном темніє. Таке автоматичне регулювання протягом робочого дня в приміщенні можуть зберегти ще до 30% електроенергії, довівши сумарну економію до 50%.

Наступний етап - установка в приміщенні датчиків присутності, що забезпечують автоматичне відключення світла при відсутності в приміщенні персоналу. Таким чином, ОУ генерує світло тільки тоді, коли він потрібний, і в тій кількості, в якій це необхідно для створення комфортного світлового середовища. На цьому етапі можна додати в енергетичну скарбничку ще до 25% електроенергії.

У підсумку модернізація ОУ знижує споживання електроенергії на освітлення приміщення на 75%.

Для великих цехів можливе застосування дистанційного контакторного керування освітленням усього цеху й обмеженої кількості місць — одного або двох, що полегшить керування освітленням і дозволить більш ощадливо споживати електроенергію.

Пульт керування освітленням розташовується в приміщеннях чергового персоналу.

Керування зовнішнім освітленням з розподілом його на частини (освітлення доріг і проїздів, охоронне освітлення, освітлення відкритих місць роботи, освітлення більших площ і відкритих складів) повинне бути максимально централізоване в масштабі всього підприємства. Централізується звичайно й керування освітленням усього підприємства, тобто освітленням всіх приміщень і зовнішнім освітленням. Для дистанційного керування освітленням використаються телефонні кабелі й кабелі телекерування. Керування освітленням усього підприємства, як правило, зосереджує на пункті чергового енергетичного господарства підприємства.

Централізація керування освітленням усього підприємства має мету вибору найбільш раціонального часу вмикання й вимикання освітлення, поєднання його з рівнем природної освітленості, з початком, перервами й закінченням робіт у цехах підприємства.



  1. ^ ПІДТРИМКА НОМІНАЛЬНИХ РІВНІВ НАПРУГИ В ОСВІТЛЮВАЛЬНІЙ МЕРЕЖІ


Коливання напруги призводять до перевитрати електроенергії. Напруга на контактах ламп не повинна бути вище 105% і нижче 85% номінальної напруги. Зниження напруги на 1% викликає зменшення світлового потоку ламп: розжарювання - на 3 - 4%, люмінесцентних ламп - на 1,5% і ламп ДРЛ - на 2,2%.

Однією з основних причин, що викликають значні коливання напруги в освітлювальній мережі промислових підприємств є пускові струми великих електродвигунів, встановлених на агрегатах з важкими маховими масами, пресах, компресорах, молотах й ін. Значно підвищується напруга в електромережі промислових підприємств у нічний час, коли залишаються вимкненими на ніч компенсуючі пристрої. Коливання напруги викликається також зміною силового навантаження протягом доби.

Для усунення впливу коливань напруги на ефективність освітлювальної установки застосовуються окремі трансформатори для освітлювального навантаження й компенсуючі пристрої, що вмикаються й вимикаються строго за добовим графіком.

Останнім часом для стабілізації напруги в освітлювальних установках знаходить застосування автоматичне регулювання напруги. Для промислових освітлювальних електромереж розроблені й широко застосовуються автоматичне регулювання напруги за допомогою вольтододавальних трансформаторів і ввімкнення в мережу додаткової індуктивності.



  1. ^ ВПРОВАДЖЕННЯ АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ ДИСПЕДЧЕРСЬКОГО КЕРУВАННЯ ЗОВНІШНІМ ОСВІТЛЕННЯМ


Система керування зовнішнім освітленням - це  систематизований набір засобів впливу на підконтрольний об'єкт для досягнення певної мети даним об'єктом.

Системи керування розділяють на два великі класи:

  • Автоматизовані системи керування (АСК) - за участю людини в контурі керування;

  • Системи автоматичного керування (САК) - без участі людини в контурі керування.

На дани час стало очевидним, що впровадження автоматизованої системи керування зовнішнім освітленням дозволяє здійснювати телекомунікаційний контроль стану мереж і приладів вуличного освітлення, керувати режимами роботи світильників, дистанційно керувати освітленням вулиць по заздалегідь заданому графіку, а також вести облік енергоспоживання й стежити за ефективним використанням електроенергії.

Сучасні системи автоматизації - це не просто данина моді, вони мають й економічні переваги:

  • в автоматичному режимі строго дотримується розклад, тому що виключається вплив людського фактора;

  • немає необхідності виїжджати на перевірку включення або виключення освітлення;

  • у випадку не відключення освітлення не відбувається втрат електроенергії, тому що диспетчер оперативно про це сповіщається й вживає відповідних заходів (раніше про не відключення повідомляли через кілька годин громадяни - втрати могли бути значними);

  • для здійснення технічного обліку енергії немає необхідності виїжджати й знімати показання з лічильників візуально;

  • телевимірювання дозволяють оперативно виявляти несанкціоновані підключення до мереж освітлення й виявляти розкрадання електроенергії;

  • за допомогою телевимірювань напруг, струмів і потужностей можна здійснити первинну діагностику освітлювальної мережі у випадках яких-небудь аварій;

  • більш надійна система, побудована із сучасних компонентів, вимагає менше витрат на своє обслуговування.

Існуюче положення

Існуючі системи керування зовнішнім освітленням можна підрозділити на кілька класів. По-перше, - це місцеве керування, - комутаційних і керуючих апаратів, що забезпечується за допомогою установки, безпосередньо в лініях, що живлять освітлювальну апаратуру (на щитах підстанцій, магістральних щитах і т.д.). Однак такі системи застосовуються тільки в невеликих відокремлених освітлювальних мережах, що мають один центр живлення. В основному ж, мережі вуличного освітлення міст мають складну розгалужену структуру й безліч центрів живлення. Тому, в таких системах передбачається дистанційне керування освітленням, - як правило, це досягається завдяки установці магнітних пускачів у лініях живильної і групової мереж. Така система включається з єдиного диспетчерського пункту. Причому, сигналом на включення лінії, що живиться від підстанції, буде наявність напруги на кінці лінії, що живиться від попередньої підстанції. Тобто, - в установках зовнішнього освітлення міст і населених пунктів широко застосовується каскадна схема дистанційного керування, при якій керування ділянками розподільних ліній зовнішнього освітлення здійснюється шляхом підключення котушки магнітного пускача другої ділянки в лінію першого, котушки пускача третьої ділянки в лінію другого, і т.д. Можлива й телемеханічна схема, при якій включення й відключення магнітних пускачів виконується з диспетчерського пункту за допомогою телемеханічних пристроїв.

Крім цього, широко використовуються й автоматичне програмне або фотоавтоматичне керування - з установкою магнітних пускачів у лініях освітлення й програмного реле, фотореле або фотоелектричного автомата, що включають освітлення залежно від рівня природної освітленості або часу доби.

Для вуличного освітлення міст і населених пунктів системи дистанційного керування освітленням передбачають два режими роботи освітлювальних установок - вечірній і нічний. При вечірньому режимі включені всі освітлювальні прилади, при нічному, коли інтенсивність руху падає, - частина освітлювальних приладів відключається (звичайно відключають світильники, підключені до якої-небудь однієї або двом фазам). Однак при цьому збільшується до неприпустимих меж коефіцієнт нерівномірності освітленості дорожнього полотна по формулі (1):

Кнерmax/Emin (1)

де Кнер - коефіцієнт нерівномірності освітленості,

Emax - максимальна освітленість (лк),

Emin – мінімальна освітленість (лк).

Перераховані вище системи управління не можна назвати високоефективними з точки зору енергозбереження через цілу низку причин. По-перше, - ручні системи включення – відключення освітлення, як показує практика їх експлуатації, несуть великі перевитрати електроенергії (часто пов'язаних з людським фактором). По-друге, - як уже було зазначено, - низькоефективне керування потужністю системи освітлення (у вечірні та в нічні години), що приводить до підвищення коефіцієнта нерівномірності освітлення. По-третє, - відсутність оперативного контролю стану освітлювальних мереж і за доступом в шафи вуличного освітлення (ШВО) з метою розкрадання кольорових металів і обладнання (що особливо важливо в останній час).

Рішення

Таким чином, можна зробити висновок про необхідність створення автоматизованих систем керування освітленням (АСКО), що дозволяють не тільки включати - відключати освітлення вулиць, але й регулювати енергоспоживання системи, контролювати цілісність устаткування й несанкціонований доступ, вчасно сигналізувати оперативному персоналу про аварійні ситуації в мережі.

  Більшість сучасних автоматизованих систем керування освітленням будується за наступною схемою (мал. 1).



Мал. 1. ЦДП - центральний диспетчерський пункт, ГПУ - головний пункт управління,

КПУ - кінцевий пункт управління.


Однак такі системи керування при перемиканні освітлення в нічний режим використовують метод відключення однієї - двох фаз. Але це підвищує, як уже говорилося вище, нерівномірність освітленості доріг.

Уникнути цього дозволяє використання у вуличних світильниках електронних пускорегулюючих апаратів (ЕПРА) замість традиційних електромагнітних. Ці пристрої дозволяють керувати споживаним струмом лампи і її світловим потоком. Таким чином, щоб домогтися зниження споживаної потужності системи немає необхідності в повнім відключенні частини освітлювальних приладів. А це значить, що світловий потік всіх світильників буде змінюватися рівномірно, не збільшуючи нерівномірність освітленості дорожнього полотна. Схема керування буде виглядати в такий спосіб (мал.2).



Мал. 2. МП - магнітний пускач, ИЭ - виконавчий елемент.


Однак це істотно здорожує схему. Адже крім приймача - перетворювача керуючих сигналів у кожному ЕПРА необхідно буде проводити свою виділену лінію для керуючих сигналів до кожного світильника.

Виходом з такої ситуації буде використання пристрою, що дозволяє передавати сигнали керування безпосередньо по лініях освітлювальної мережі.

Всі системи передачі інформації з мережі 220 В можна розділити на дві великі групи:

  1. Системи, що використовують як інформаційний сигнал модуляцію струму низької частоти 50 Гц;

  2. Системи, що формують у лінії власний сигнал на одній або декількох ведучих частотах, що відрізняються від 50Гц.

Перша група пристроїв відрізняється надзвичайно високою завадостійкістю при простих схемах приймачів, але має дуже низьку швидкість передачі інформації й вимагає застосування в передавачах тиристорних комутаторів високої потужності. Крім того, для забезпечення вибіркового керування освітленням в окремо взятій гілці, необхідно встановлювати комутатори ще й у прилягаючим до неї шафах керування, що приведе до необхідності глобальної реконструкції всієї системи освітлення.

Основні проблеми, що зустрічаються розробникам АСКО, що вибрали інший шлях - істотно більш низька перешкодозахищеність й, як наслідок, велика складність пристроїв прийому й передачі інформації. З іншого боку, системи даного типу володіють наступними перевагами:

  1. Істотно більшою швидкістю передачі, точніше, можливістю передавати більші пакети інформації між імпульсними перешкодами в лінії;

  2. Можливістю використати інформаційний канал не тільки для керування освітленням, але й для зв'язку (обміну інформацією) між вузлами системи, аж до формування "інтелектуальних" світильників, тобто світильників з можливістю передачі інформації про поточний стан на центральний пульт;

  3. Інформаційний сигнал може бути використаний для перевірки цілісності лінії електропередачі, а також оцінки її стану при відключеній електриці, що важливо саме для систем зовнішнього освітлення;

  4. Можливістю інтеграції в існуючі системи освітлення без їх структурних й апаратних змін або доопрацювань.

  ^ Приклад можливостей АСК в зовнішньому освітленні

Автоматизована система диспетчерського керування зовнішнім освітленням (АСДК ЗО) призначена для централізованого керування мережами зовнішнього освітлення з безперервним виміром і контролем поточних електричних параметрів мереж, потарифним обліком електроенергії, діагностикою стану обладнання й ліній зовнішнього освітлення.

У системі можливо реалізувати наступні функції:

  • незалежне пофазне включення й відключення світильників вуличного освітлення конкретного об'єкта, групи об'єктів, всіх об'єктів:

    • автоматично за розкладом відповідно до заданого річного графіка;

    • по командах оператора із центрального диспетчерського пункту;

    • у ручному режимі з місцевої панелі управління пункту живильного (ПЖ);

  • при наявності у світильниках електронних ПРА виробництва НПО МИР, включення може бути здійснене в номінальному режимі, рівень освітленості - 100% або економічному (нічному), рівень освітленості -50%;

  • оперативне надання загальної діагностичної інформації про поточний стан об'єктів керування (контрольованих пунктів живильних (КПЖ), параметрах мережі зовнішнього освітлення;

  • надання інформації про окремий живильний пункт у розширеному виді;

  • циклічне (із заданим інтервалом часу) та індивідуальне опитування КП;

  • ініціативний вихід КП на зв'язок (зміна ТС, перевищення установок);

  • збір і збереження в пам'яті сервера даних телеметрії про режими роботи, величини параметрів мережі й стани обладнання зовнішнього освітлення із зазначенням часу реєстрації події й прийому інформації;

  • відтворення збереженої інформації у вигляді графіків, таблиць із зазначенням поточних значень інформації на екрані дисплея, як за поточну добу, так і за будь-який день із архівних даних;

  • завдання меж (порогів) контрольованих параметрів;

  • передачу налаштувань часу, розкладу, команд керування від диспетчера до об'єктів КП;

  • авторизований, захищений паролем доступ користувачів до системи відповідно до наданих повноважень;

  • збереження інформації й налаштувань при відключенні живлення;

  • автоматичний, потарифний облік споживаної зовнішнім освітленням електроенергії;

  • сполучення функцій керування зовнішнім освітленням з функціями автоматизованого обліку електроенергії по відходячим фідерам живильної ТП й охоронної сигналізації;

  • оповіщення обслуговуючого й експлуатаційного персоналу світловою й звуковою сигналізацією про виявлені аварійні події із протоколюванням дій диспетчера й роботи системи;

  • автоматичне документування по команді оператора контрольованих подій з виведенням їх на друк у вигляді оперативного звіту.

Ефект від впровадження:

- для об'єкта: скорочення споживання електроенергії до 30%;

-для муніципального утворення: дає можливість адміністраціям муніципальних районів безпосередньо керувати використанням електроенергії в зовнішньому і вуличному освітленні, зниження витрати палива, вивільнення додаткової електричної потужності.


Список літератури:

  1. Тетри Э., Халонен Л. Экономия электроэнергии благодаря энергосберегающему освещению / Светотехника, 2009, №5, с. 58-64.

  2. Аннзли Б. Управление энергопотреблением в коммерческих зданиях. Всесторонний подход / Светотехника, 2009, №5, с. 44-49.

  3. Липатов Ю.А. Энергосбережение – общенациональная задача / Энергосовет, 2010, №6(11), с. 10.

  4. Айзенберг Ю.Б Энергоэффективное освещение. Проблемы и решения / Энергосовет, 2010, №6(11), с. 20-26.

  5. По материалам СМИ, Энергосберегающие ЭПРА в системах освещения / Энергосовет, 2010, №6(11), с. 39-40.

  6. Селянин Ю.Н. Новый способ освещения помещений дневным освещением / Энергосовет, 2010, №6(11), с. 50-52.

  7. Энергосбережение на промышленных предприятиях: Учебное пособие / Под ред. проф. М.И. Яворского. – Томск: Изд. ТПУ, 2000. – 134 с.




Схожі:

Звіт про виконану роботу за термін 1 вересня 10 жовтня на тему: Дослідження методів та засобів економії електроенергії в освітлювальних установках пат «Півд гзк» iconЗвіт про виконану роботу за термін 1 вересня 10 жовтня на тему: Дослідження методів та засобів економії електроенергії в освітлювальних установках пат «Півд гзк»
Найпоширеніший спосіб економії електроенергії оптимізація споживання електроенергії в освітлювальних установках. Ключовими заходами...
Звіт про виконану роботу за термін 1 вересня 10 жовтня на тему: Дослідження методів та засобів економії електроенергії в освітлювальних установках пат «Півд гзк» iconЗвіт про виконану роботу за термін 1 вересня 10 жовтня на тему
Дослідження наукових методик визначення питомої витрати електричної енергії при проведенні технологічних процесів в умовах гзк
Звіт про виконану роботу за термін 1 вересня 10 жовтня на тему: Дослідження методів та засобів економії електроенергії в освітлювальних установках пат «Півд гзк» iconЗвіт про роботу Звіт про виконану роботу на протязі семестру(здає кожен викладач) Звіт про виконання навчального навантаження Звіт про виконання навантаження І вимог міністерства освіти (здає кожен викладач)
Видається на кафедру з погодинниковою розміткою на навантаження кожного викладача
Звіт про виконану роботу за термін 1 вересня 10 жовтня на тему: Дослідження методів та засобів економії електроенергії в освітлювальних установках пат «Півд гзк» iconЗвіт про виконану роботу, а впродовж шести місяців подати до друку статтю до міжнародного наукового видання (англійською, французькою або німецькою мовою) за матеріалами дослідження із вказівкою на місце його проведення
Будапешт, Угорщина надають можливість викладачам зі ступенем кандидата наук або доктора філософії провести в межах університету дослідження,...
Звіт про виконану роботу за термін 1 вересня 10 жовтня на тему: Дослідження методів та засобів економії електроенергії в освітлювальних установках пат «Півд гзк» iconКонспект лекцій з курсу "Політична економія" тема предмет І методи політичної економії план
Метод політичної економії. Розвиток політекономії на основі загальнонаукових методів дослідження
Звіт про виконану роботу за термін 1 вересня 10 жовтня на тему: Дослідження методів та засобів економії електроенергії в освітлювальних установках пат «Півд гзк» iconЗвіт про наукову роботу у 2011 році асистента кафедри петрографії Костюка Олександра Володимировича Відомості про вченого: Рік народження Рік закінчення внз
України для подальшої розробки теоретичних основ, методів та засобів захисту від наслідків антропогенної трансформації природного...
Звіт про виконану роботу за термін 1 вересня 10 жовтня на тему: Дослідження методів та засобів економії електроенергії в освітлювальних установках пат «Півд гзк» iconЗвіт про наукову роботу у 2012 році асистента кафедри петрографії Костюка Олександра Володимировича Відомості про вченого: Рік народження Рік закінчення внз
України ”. Вивчено закономірності впливу антропогенного навантаження на регіональні природоохоронні рівнинні екосистеми Львівської...
Звіт про виконану роботу за термін 1 вересня 10 жовтня на тему: Дослідження методів та засобів економії електроенергії в освітлювальних установках пат «Півд гзк» iconРезультати соціологічного дослідження
Упродовж вересня-жовтня 2007 року Інститут соціальних досліджень Рівненського державного гуманітарного університету провів соціологічне...
Звіт про виконану роботу за термін 1 вересня 10 жовтня на тему: Дослідження методів та засобів економії електроенергії в освітлювальних установках пат «Півд гзк» iconПерелік засобів вимірювання та наукових методів
Термін виконання 00. 20 00. 20 рр. Виконавець Робочий телефон
Звіт про виконану роботу за термін 1 вересня 10 жовтня на тему: Дослідження методів та засобів економії електроенергії в освітлювальних установках пат «Півд гзк» iconПерелік засобів вимірювання та наукових методів
Термін виконання 00. 20 00. 20 рр. Виконавець Робочий телефон
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи