«Стратегии повышения энергоэффективности и экспресс-оценка энергоэффективности автономной системы электроснабжения объекта»

Электроэнергия составляет существенную часть затрат среднестатистического россиянина на оплату услуг ЖКХ.  При этом не все знают, что сократить эти расходы не так уж и сложно. Простые, но эффективные способы экономить электричество — в инфографике «АиФ-Черноземье».

1. Используйте энергосберегающие осветительные приборы

Замените обычные лампы накаливания на энергосберегающие. В последнее время, помимо более распространенных люминесцентных с пониженным содержанием ртути, на рынке появляются новые светодиодные.

2. Выходя из комнаты, гасите свет

Также один из самых простых методов экономии электроэнергии, которым мы почему-то пренебрегаем.

3. Периодически очищайте электрический чайник от накипи

Твердые слои солей на внутренних стенках устройства создают большое термическое сопротивление, которое в разы снижает эффективность работы нагревательного элемента, и, соответственно,  увеличивает его энергопотребление.

4. Не ставьте холодильник рядом с источником тепла

Расход электроэнергии может вырасти в несколько раз.

5. Сделайте в доме косметический ремонт

«Простенький» косметический ремонт также поспособствует экономии электроэнергии. Несложные манипуляции, такие, как поклейка светлых обоев и покраска потолков в светлые тона позволят вашему помещению отражать до 80% солнечных лучей. Чем темнее материал, тем меньше он отражает свет, а значит,  для освещения комнат с темным интерьером потребуется больше электричества.

6. Протирайте лампочки от пыли

Мало кто всерьез воспринимает эту рекомендацию, поскольку гораздо проще поменять потускневший источник света на более мощный. И напрасно – так как нужно иметь в виду, что пыль может «поглощать» до 20% света от лампы. Кроме того, не стоит забывать и о чистке плафонов люстр и светильников.

7. Используйте двухтарифные счетчики электроэнергии

Те, кто работает ночью или просто предпочитает спать днем, установив двухтарифный счетчик, смогут сэкономить средства на оплате за электроэнергию.

8. Утеплите окна

Во-первых, заделайте все щели, а в идеале — замените устаревшие стеклопакеты на более качественные пластиковые, желательно с энергосберегающими стеклами. Известно, что через окна может теряться до 50% тепла. Также зимой лучше повесить на окна теплые плотные ночные занавески, а также утеплить входные двери и балкон (лоджию), стоит подумать и об утеплении полов в помещении.

9. Приобретайте бытовую технику с энергопотреблением класса «А» и выше

Эффективность использования энергии обозначается классами — от A до G. Класс A имеет самое низкое энергопотребление, класс G наименее энергоэффективен. Большинство современных бытовых товаров, упаковки лампочки и даже автомобили должны иметь этикетку энергоэффективности ЕС. Более экономичная техника обычно маркируется этикеткой зеленого цвета. Энергосберегающие приборы потребляет гораздо меньше энергии, чем другая аппаратура. Причем разница иногда может составлять до 50%. Кроме того, на сегодня существует техника класса А + и А ++. Соответственно, ее энергосберегающие способности еще выше.

10. Применяйте «умные» технологии и возобновляемые источники энергии

В современной строительной индустрии существует понятие «умный» дом, которое подразумевает систему, обеспечивающую, в первую очередь, ресурсосбережение и безопасность при помощи высокотехнологичных устройств и автоматизации. Конечно же, закладывать «умные» особенности для вашего дома рекомендуется еще на стадии проектирования. Однако некоторыми элементами можно оснастить уже жилые помещения. Так, например, можно дистанционно управлять отоплением, кондиционированием и освещением с помощью специальных приложений на вашем смартфоне. Таким образом следить за расходованием электроэнергии проще, и вы сможете значительно сэкономить, оптимизируя свое энергопотребление.

Что мы понимаем под энергосбережением?

Энергосбережение — это рациональное использование энергии. Разумеется техническая реконструкция промышленных установок и теплотрасс, внедрение новых технологий, утилизация тепловой энергии, использование возобновляемых источников энергии — требуют огромных затрат. Но многолетняя практика европейских стран убеждает в том, что пересмотрев, в нашей повседневной жизни свои привычки и поведение, можно значительно снизить потребность в энергии. И это вовсе не означает ухудшение жизненного стандарта или отказ от комфорта.

Из всей потребляемой в быту энергии львиная доля — 79% идет на отопление помещений, 15% энергии расходуется на тепловые процессы (нагрев воды, приготовление пищи и т.д.), 5% энергии потребляет электрическая бытовая техника и 1% энергии расходуется на освещение, радио и телевизионную технику.

Что такое 1 кВт/ч энергии?

Вам потребуется 1 кВт/ч энергии для того, чтобы:

• 50 часов слушать радио
• 110 часов бриться электробритвой
• на 17 часов оставить гореть лампу мощностью 60Вт
• 12 часов смотреть цветной телевизор
• 2 часа пылесосить
• принять 5-минутный душ
• нагреть на 6 градусов полную ванну воды (150л)

В законах Республики Беларусь «Об энергосбережении» предусматривается обязательность учёта получаемых физическими и юридическими лицами энергоресурсов. Работа в этом направлении ведётся и постоянно нарастает. Так во всех новых домах приборы учёта устанавливаются при строительстве, а в старом жилом фонде это придётся делать нам самим.

• оплачивать только тот объём энергоресурса, который Вы получили
• отказаться платить за энергоресурс низкого качества
• эффективно экономить на энергоресурсах

Установка приборов учёта энергоресурсов дорогостоящее мероприятие, но его окупаемость в ряде случаев достаточно хороша.

Расходы на отопление, самая крупная статья при оплате коммунальных услуг. В этой ситуации внедрение систем учёта позволяет контролировать и управлять получением и использованием тепловой энергии. И, что важно, такие системы дают экономические рычаги во взаимоотношениях с поставщиком. Научиться грамотно использовать, в первую очередь тепловую энергию, в нашей стране — важнее всего.

Экономить на электроэнергии с одной стороны проще всего, в большинстве случаев существует приборный учет, и проводимые мероприятия дают немедленный экономический эффект. С другой стороны, сложнее всего, потому что нет мероприятий, позволяющих сразу получить большую экономию. Поэтому экономия электроэнергии — тонкая, кропотливая и постоянная работа. На электроэнергию в быту приходится 9-10% всей необходимой энергии. И хотя при использовании бытовой электротехники возможности энергосбережения (по сравнению с отоплением и горячей водой) ограничены, но по оплачиваемым Вами счетам Вы видите, что этот вид энергии относительно дорог. При покупке бытовой электротехники обратите внимание нa энергопотребление, сравните различные модели и производителей. В семье из 4-х человек 1/5 электроэнергии идет на уход за вещами, одеждой. Использование современной техники и изменение наших привычек позволит экономить до 40% электроэнергии.

Знаете ли вы?

Что через кран, из которого капает вода (10 капель в минуту) вытекает до 2000 л воды в год. И если каждый из четырех членов Вашей семьи, оставляет открытым водяной кран только 5 минут в день, вы теряете 7 кВтч энергии, выбросив в окно 10000 рублей? Принимать душ — намного дешевле, чем принимать ванну. Принимая ванну (140-180 л) Вы расходуете в три раза больше энергии, чем принимая 5-мин. душ. Распылители на кранах позволяют эффективнее использовать воду.

Любое оборудование следует выбирать исходя из потребностей. Наверное, многие согласятся, что приобретать профессиональный, офисный пылесос для маленькой квартиры нецелесообразно, как и мощную стиральную машину на 7 килограммов белья для небольшой семьи. И ещё, бытовая техника сейчас всё больше бывает энергосберегающей. Бытует мнение, что она дороже. На самом деле это не так или, во всяком случае, не намного, а экономия в эксплуатации скажется многократно.

Энергосбережение при пользование о

Света в доме должно быть много, это благотворно влияет на здоровье, да и вообще становится тепло и комфортно. Однако очень яркий свет действует раздражающе, поэтому наиболее эффективно использовать местное, точечное освещение. Сейчас в продаже очень много разнообразных люстр, торшеров, бра и светильников. Есть возможность выбрать по вкусу, интерьеру и кошельку. Используйте уместный тип освещения: На рабочем месте (не важно за письменным или рабочим кухонным столом) хорошо использовать люминесцентные лампы ЛД с мягким светом. Если это письменный стол, за которым Вы и особенно ваш ребёнок, проводите много времени, желательно чтобы этот светильник был оснащён высокочастотным ЭПРА. В коридоре и на кухне, где свет подчас горит круглосуточно, целесообразно использовать компактные люминесцентные лампы. Они стоят дороже обычных ламп, но если вы не привыкли выключать за собой свет, окупятся быстро. Тем более что световой поток у них большой, поэтому они с успехом заменят слишком мощные лампы накаливания.

Использование передовой осветительной техники (энергосберегающие лампы, осветительные системы) позволяет экономить до 60% электроэнергии. Условие экономичного использования освещения — планирование соответствия потребности в освещении и установленной осветительной техники Многоламповая люстра на потолке обеспечивает освещение всего помещения, но ведет к нежелательному образованию тени при работе за письменным столом, швейной машиной, в уголке с игрушками. Целенаправленное освещение, несмотря на меньшую мощность ламп обеспечит лучшую освещенность без нежелательной тени.

Чем чаще Вы выключаете обычные лампы накаливания, тем быстрее они перегорают. Экономично выключать обычную лампу накаливания только если Вам не требуется свет в течении 10 минут. Для изготовления новой лампы требуется больше энергии, чем вы сэкономите часто выключая ее на короткое время. Важно понимать экономию энергоресурсов не как отказ от комфорта, а наоборот, — цели энергосбережения (в том числе государственные) — это обеспечение необходимых условий жизни для всего населения.

Практические способы экономии электроэнергии в быту не требующие больших вложений и полученные опытным путем!

В связи с постоянным ростом тарифов на электроэнергию все более актуальной становится возможность ограничить затраты на ее оплату. Это можно сделать множеством способов. Самые модные способы энергосбережения в быту те, которые связанные с новыми технологиями, о них написано достаточно много. Есть, однако, возможности не требующие больших затрат и специальных знаний, они помогут вам, если вы будете соблюдать элементарные правила культуры энергопотребления.

Рассмотрим такие возможности подробно:

Энергосбережение при освещении мест общего пользования

Обычно при рассмотрении этого вопроса предлагают установку датчиков движения и энергосберегающих ламп на лестничных площадках и в подвалах. В этом случае цена вопроса вместе с затратами на установку может достигать нескольких тысяч и даже десятков тысяч рублей на подъезд.

Простой способ заключается в том, что вы ставите полупроводниковый диод (300В, 3А) в разрыв провода, включающего освещение в подъезде или подвале. Вся работа занимает 5 минут. Размер диода таков (например, 1N5404), что он помещается в корпусе выключателя. Его стоимость не превышает 300 рублей. Диод пропускает только одну полуволну сетевого напряжения. С уменьшением напряжения на лампах накаливания падает потребляемая ими мощность и резко возрастает срок их службы. Автор сам был свидетелем службы лампы накаливания, после такой коррекции, в течении 7 лет.

Экономия электроэнергии на кухне

Если вы пользуетесь электрочайником, то совсем не обязательно перед кипячением заливать его до краев. Налейте столько, сколько нужно вам сейчас. Домочадцы все равно поставят его разогреваться снова. И снова вы получите дополнительный расход электроэнергии. Мощность чайника обычно составляет 1.5-2 кВт. Это существенный вклад в месячное электропотребление.

Если вы пользуетесь электроплитой, то вам следует знать, что при выборе посуды, которая не соответствует размерам плиты, теряется 5-10 процентов энергии, посуда с искривленным дном «ворует» до 40-60 процентов. Итак, дно посуды должно быть ровным и с размером, соответствующим диаметру конфорки. Помните, что быстрое испарение воды при кипении увеличивает время приготовления пищи на 30 процентов. После закипания жидкости нужно уменьшить мощность, подаваемую на конфорку.

Экономия электроэнергии при стирке

Читайте инструкции по обращению с бытовой техникой. Далеко не все машины выбирают оптимальное количество воды при неполной загрузке. Чем больше воды и чем больше температура стирки, тем больше энергии израсходует машина. При неполной загрузке машина перерасходует до 15 процентов энергии, при неверной программе стирки до 30 процентов.

Энергосберегающие осветительные приборы в квартире

Обычно в квартирах с длинными коридорами и на кухнях постоянно горит свет. В таких помещениях в первую очередь стоит заменить лампы накаливания на энергосберегающие. Эти лампы имеют гарантию, как минимум, один год. За это время они полностью окупятся и даже дадут экономию бюджета. Лампа мощностью в 14 Вт примерно соответствует 60 Вт лампе накаливания. Только выбирайте лампы известной фирмы. 

К существенному снижению электропотребления приведет использование светлых обоев и потолков, прозрачных светлых штор, умеренного количества мебели и цветов в комнате. Никогда не надо пренебрегать естественным освещением.

Экономия электроэнергии при использовании холодильника

Если вы покупаете новые бытовые приборы, то выбирайте их категории А. Эти приборы, еще на этапе проектирования, разрабатывают как энергосберегающие. Если говорить о холодильниках, то их стоит устанавливать в самом затененном и прохладном месте квартиры. Если у вас двухкомпрессорный холодильник, и вы не используете одну из холодильных камер, отключите ее компрессор. Обычно автоматика холодильника это позволяет.

Экономия электроэнергии при глажке белья

Старайтесь не пересушивать белье, т.к. при его глажке потребуется более горячий утюг и больше времени для получения нужного результата. Еще одна «хитрость» позволяющая снизить затраты, это использование алюминиевой фольги, которая укладывается под ткань, закрывающую гладильную доску. Фольга не дает тепловой энергии рассеиваться и концентрирует ее в разглаживаемой ткани.

Экономия энергии при уборке квартиры

При использовании пылесоса чаще выбрасывайте мусор из контейнера для его сбора, промывайте или меняйте фильтры для входящего и выходящего воздуха. Дополнительное аэродинамическое сопротивление приводит к перегреву двигателя пылесоса и резкому повышению потребления электроэнергии. Например, при заполнении контейнера для сбора пыли на 30%, энергопотребление растет на 40-50%.

Энергосбережение при отключении дежурного режима бытовой электроники

Мало кто задумывается, что дежурный режим бытовых приборов – это дырка в кармане, через которую утекают Ваши деньги. Для примера, телевизор с диагональю 54 см «съедает» в дежурном режиме 9 кВт, музыкальный центр 8 кВт, видеоплеер 4 кВт и т.д. Посчитайте свои бытовые приборы, зачем им дежурный режим? Неужели так сложно нажать кнопку вкл/откл? Есть еще один аспект, они постоянно подключены к электросети и при ее аварии вы можете лишиться всего. Такие случаи бывали.

Энергосбережение при отключении зарядных устройств сотовых телефонов

Конечно, потери от того, что эти устройства постоянно включены в розетку, не так велики, как от прочей бытовой техники. Однако, «зарядники» являются импульсными источниками питания, такие устройства «не любят» работать без нагрузки. Когда к ним не подключен сотовый, плеер, ноутбук и т.д. такие приборы греются, выходят из строя и могут привести к пожару!

Компьютер интернет и т.д.

Если вы не пользуетесь компьютером, например, ушли на работу или на учебу, благоразумно отключить дорогостоящую технику. Этим вы продлите ресурс оборудования и снизите энергопотребление квартиры. Кроме того, уж точно никто не сможет украсть ваши данные и наработки в ваше отсутствие, ведь компьютер будет обесточен.

Воспользуйтесь этими нехитрыми советами, и вы сэкономите ваши деньги, силы и нервы. Наверняка вы сможете предложить еще способы экономии энергии в быту. Тренируйте свой мозг и делитесь результатами с ближними. Самое большое счастье в жизни – это счастье человеческого общения!

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

Пример расчёта энергопотребления здания выполняется согласно «Методическим рекомендациям по расчету энергопотребления зданий и определения класса энергетической эффективности», утвержденным Заместителем Мэра Москвы в Правительстве Москвы по вопросам градостроительной политики и строительства 31.12.2019 г. (Приложение №1). 

Расчетный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию на 1 площади помещений, не отнесенных к (согласно п. 21 Приказа Минстроя России № 399/пр):

= /(

q_от = / (8804,4+707,9 + 222,5=70,921

где Q_ов.год (кВт∙ч/год) – расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания за отопительный период, по формуле Г.10 СП 50.13330.2012, согласно разделу «Мероприятия по обеспечению соблюдений требований энергетической эффективности»

А_кварт. – площадь квартир без учета балконов и лоджий, м²

А_пнж. – полезная площадь встроенных нежилых помещений, м²

 Расчетный годовой удельный расход тепловой энергии на ГВС

 Величина годового расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение вычисляется по формуле:

1,17 – постоянная величина, кВт∙ч/(м³∙°С);

1,17 = c_воды∙ρ_воды/3600

ρ_воды – плотность воды, равная 1000 кг/м³;

c_воды – удельная теплоемкость воды, равная 4,2 кДж/(кг∙°С);

t_гв = 60°С – температура горячей воды;

t_хв,лп = 15°С – температура холодной воды в летний период;

t_хв = 5°С – температура холодной воды в отопительный период;

z_от – продолжительность отопительного периода, сут;

z_от = 205, сут;

z_лп – продолжительность использования ГВС в летний период, сут;

z_лп = (365 – z_рем – z_от);

z_рем – продолжительность перерыва в горячем водоснабжении в связи с производством ежегодных ремонтных и профилактических работ в централизованных сетях инженерно-технического обеспечения. Для Москвы z_рем = 10 сут; для Московской области z_рем = 14 сут.

z_лп = 365 – 10 –205 = 150 сут

α = 0,9 – коэффициент, учитывающий снижение горячего водопотребления в летний период;

V_гв – средний расход горячей воды для квартир и полезной площади нежилых помещений, м³/сут;

V_гв = V_гв,ж + V_гв,нж = 52,481 +0,243 = 52,724м³/сут;

V_гв,ж – средний расход горячей воды для квартир, м³/сут:

V_гв,ж = υ_гв,ж∙N_ж∙10^-3∙(z_от+α∙z_лп)/365,

υ_гв,ж – расчетный нормативный среднесуточный расход горячей воды на человека,
л/(сут∙чел) в многоквартирном доме (СП 30.13330, Таблица А2);

N_ж – число жителей, чел;

V_гв,ж = 180∙ 313 ∙10^-3∙( 205 +0,9 ∙ 150 )/365 = 52,481м³/сут;

V_гв,нж – среднесуточный расход горячей воды нежилой части, м³/сут

, где n – количество типов нежилых помещений

V_гв,нж,i — среднесуточный расход горячей воды каждого типа нежилого помещения, м³/сут

V_гв,нж,i = υ_гв,нж,i ∙N_чел,i∙10^-3∙(z_от+α∙z_лп)/365,

υ_гв,нж,i – расчетный нормативный среднесуточный расход горячей воды на человека,
л/(сут∙чел) каждого типа нежилого помещения (СП 30.13330, Таблица А2);

N_{чел, i} – число работников каждого типа нежилого помещения, чел.

 V_гв,нж = 4,5∙ 58∙10^-3∙( 205 + 0.9 ∙ 150 )/365 = 0,243 м³/сут

k_тр – коэффициент, учитывающий тепловые потери в трубопроводе

Для зданий с изолированными стояками без полотенцесушителей и без наружных сетей горячего водоснабжения от ЦТП до здания k_тр = 0,1.

К_эф – коэффициент эффективности использования ГВС равен произведению:

0,85 – установка первой ступени приготовления горячей воды за счет утилизации тепла вентиляционных выбросов;

0,8 – установка частотного регулирования приводов насосов в циркуляционном трубопроводе системы горячего водоснабжения;

0,8 – установка автоматизированного индивидуального теплового пункта;

0,98 – установка общедомового прибора учета потребления горячей воды (счетчика горячей воды);

0,95 – теплоизоляция внутридомовых трубопроводов ГВС

K_эф = 0,85∙ 0,8 ∙ 0,8 ∙ 0,98 ∙ 0,95 = 0,506

= 602408,079 кВт∙ч

Удельный годовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение:

q_гв = Q_гв/ (А_кв + А_пнж), кВт∙ч/м²

 q_гв = 602408,079/ (8804,4+707,9 + 222,5) = 61,882 кВт∙ч/м²

 Базовый уровень удельного годового расхода электрической энергии на общедомовые нужды

В соответствии с Приказом Минстроя России от 06.06.2016 №399/пр, для многоквартирных базовый уровень удельного годового расхода электрической энергии на общедомовые нужды q_ээ,одн равен 10

Определение показателей энергетической эффективности

Для многоквартирного дома суммарный удельный годовой расход энергетических ресурсов согласно приказу Минстроя России от 06.06.2016 №399/пр включает удельный годовой расход тепловой энергии на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и электрической энергии на общедомовые нужды в расчете на 1 м²
площади помещений, не отнесенных к общему имуществу:

q_сум = q_от + q_гв + q_ээ,одн ,

q_сум = 70,921 + + 10 = 142,803

 что не превышает базового удельного годового расхода энергетических в многоквартирном отражающего удельный годовой расход тепловой энергии на отопление, вентиляцию, горячее а также на общедомовые многоквартирных жилых домов согласно приказа Министерства и жилищно- коммунального хозяйства Российской Федерации от 6 июня 2016 г. № 399/пр «Об утверждении правил определения класса энергетической эффективности  многоквартирных — кВт∙ч/м² (расчёт проведён с учётом линейной интерполяции значений для ГСОП 4551

Величина
отклонения расчетного удельного
годового расхода энергетических от значений базового уровня,
представленного в таблице 1 Приказа Минстроя России от 06.06.2016 № 399/пр

 Δ = 100 % ∙ (142,803– 233,469) / 233,469 = — 38,834 % ,

 что согласно таблице 2 Приказа Минстроя России от 06.06.2016 №399/пр соответствует классу энергетической эффективности «В» (ВЫСОКИЙ).

2. Транспортная логистика: учебно-методическое пособие для вузов / Р. Б. Ивуть, Т. Р. Кисель. Минск: БНТУ, 2012.

3. ГалабурдаВ.Г.и др. Единая транспортная система. М.: Транспорт, 2001 г. 303 с.

4. Гоманков Ф.С., Бекжанов З.С. Технология и организация перевозок на ж.д. транспорте. Алматы: Еылым 2012. 307 с.

АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ Жуков А.С.

Жуков Андрей Сергеевич — студент, кафедра энергетических систем и электростанций, электроэнергетический факультет, Волгоградский государственный аграрный университет, г. Волгоград

Аннотация: в данной статье в результате литературно—патентного анализа доступных в настоящее время технологий повышения энергоэффективности электроснабжения предприятий приведены наиболее хорошо зарекомендовавшие себя и экономически эффективные методы повышения энергоэффективности электроснабжения предприятий.

Ключевые слова: энергоэффективность, электроснабжение, компенсация реактивной мощности, фильтры гармоник.

• однофазные и трехфазные электродвигатели переменного тока;

• приводы с полупроводниковыми преобразователями;

• разрядные лампы высокой интенсивности.

При работе всех этих устройств потребляется как активная, так и реактивная электрическая мощность. Активная мощность преобразуется в полезную работу, в то время как реактивная мощность расходуется на создание электромагнитных полей, наличие которых является необходимым условием для работы электродвигателей и трансформаторов. Реактивная мощность совершает периодические колебания между генератором и нагрузкой (с частотой источника).

Полная мощность рассчитывается как геометрическая сумма активной и реактивной мощности, представленная взаимно перпендикулярными векторами (рис. 1).

Рис. 1. Векторная диаграмма активной (Р), реактивной (0) и полной мощности (5)

Именно полная мощность определяет требования к генерирующим, сетевым и распределительным мощностям. Это обозначает, что генераторы, трансформаторы, линии электропередач, распределительное оборудование и т.д. должны быть рассчитаны на более высокую номинальную мощность, чем в том случае, если бы нагрузка потребляла только активную мощность.

Потребление реактивной мощности от энергоснабжающей организации нецелесообразно, так как приводит к увеличению мощности генераторов, трансформаторов, сечения подводящих кабелей (снижение пропускной способности), а также повышению активных потерь и падению напряжения (из-за увеличения реактивной составляющей тока питающей сети). Поэтому реактивную мощность необходимо получать (генерировать) непосредственно у потребителя. Эту функцию выполняют установки компенсации реактивной мощности (КРМ), основными элементами которых являются конденсаторы.

Установки КРМ — электроприемники с емкостным током, которые при работе формируют опережающую реактивную мощность (ток по фазе опережает напряжение) для компенсации отстающей реактивной мощности, генерируемой индуктивной нагрузкой.

Правильная компенсация реактивной мощности позволяет:

• снизить общие расходы на электроэнергию;

• уменьшить нагрузку элементов распределительной сети (подводящих линий, трансформаторов и распределительных устройств), тем самым продлевая их срок службы;

• снизить тепловые потери тока и расходы на электроэнергию;

• снизить влияние высших гармоник; подавить сетевые помехи, снизить несимметрию фаз;

• добиться большей надежности и экономичности распределительных сетей. Кроме того, в существующих сетях она позволяет:

• исключить генерацию реактивной энергии в сеть в часы минимальной нагрузки;

• снизить расходы на ремонт и обновление парка электрооборудования;

• увеличить пропускную способность системы электроснабжения потребителя, что позволит подключить дополнительные нагрузки без увеличения стоимости сетей;

• во вновь создаваемых сетях — уменьшить мощность подстанций и сечения кабельных линий, что снизит их стоимость.

2. Проверка системы энергоснабжения на наличие высших гармоник и, при необходимости, использование соответствующих фильтров. Искаженная кривая тока или напряжения может быть разложена на фундаментальную синусоиду (50 Гц) и сумму определенного количества частот кратных 50 Гц. Например, 250 Гц — 5-я гармоника и 350 Гц — 7-я гармоника. Сумма определенного количества частот, которые могут быть добавлены к синусоиде 50 Гц для получения существующей формы тока или напряжения и называется гармониками. Соответственно при изменении их амплитуды, фазы и частоты изменяется кривая тока или напряжения как результат синтеза гармоник. Нелинейные искажения проявляются как изменение синусоидальности кривой тока или напряжения. Частоты выше фундаментальной (50 Гц) называются гармониками, частоты ниже фундаментальной называются субгармониками.

• устройства плавного пуска двигателя;

• конденсаторные установки для компенсации реактивной мощности (без фильтров);

• нелинейная нагрузка, искажающая форму кривой тока, что генерирует гармоники;

Гармоники генерируемые источниками не остаются в системе а проявляются в соседних связанных электросетях и могут приводить к катастрофическим последствиям в других системах:

• перегрев и выход из строя трансформаторов;

• увеличение тока, или перегрузка током конденсаторов и шум;

• сбои в работе систем контроля;

• перегрузка вращающихся устройств;

• ошибки срабатывания автоматических выключателей;

• ошибки в коммуникационном оборудовании;

Гармонические искажения могут подавляться в электрических системах при использовании гармонических фильтров. В классическом виде фильтр представляет собой последовательно соединенные конденсаторы и индуктивности и настроенные на определенную гармоническую частоту. В теории сопротивление фильтра равно нулю на частоте резонанса, поэтому гармонический ток абсорбируется фильтром. Этот эффект вместе с сопротивлением линии означает, что таким образом можно хорошо подавлять гармоники в сети.

Существуют три типа фильтрации гармоник:

Принцип действия пассивных фильтров: параллельно нелинейной нагрузке устанавливается LC-контур (состоящий из емкостей и индуктивностей), настроенный на частоту гармоники, которую необходимо подавить. Этот контур поглощает гармоники, предотвращая их попадание в распределительную сеть. Обычно пассивные фильтры настраиваются на частоту, близкую к частоте гармоники, которую необходимо подавить. Если требуется подавление нескольких гармоник, могут использоваться несколько параллельно соединенных фильтров. Принцип действия активных фильтров: они представляют собой системы силовой электроники, которые устанавливаются последовательно или параллельно нелинейной нагрузке и компенсируют гармоники тока или напряжения, потребляемые этой нагрузкой. Активные компенсаторы гармоник генерируют в распределительную сеть гармоники, потребляемые соответствующими нелинейными нагрузками, но с противоположной фазой. В результате этого ток в сети остается синусоидальным.

Принцип действия гибридных фильтров: они состоят из комбинации пассивных и активных фильтров. Обладают преимуществами обоих типов фильтров и пригодны для применения в широком диапазоне мощностей и режимов работы электроустановки.

Эффективность фильтров гармоник: улучшение cos (ф) в сети (уменьшаются перетоки реактивной мощности, улучшается эффективность использования электроэнергии и как следствие снижаются затраты); подавление (вытягивание) гармоник из сети; решение проблемы резонанса между индуктивностями и емкостями в системе; увеличение производительности и срока службы оборудования на производстве вследствие контроля за качеством напряжения.

3. Обеспечение достаточного сечения кабелей, соответствующих мощности всех потребителей. Диаметр кабелей или проводки, используемых для электроснабжения оборудования, должен быть достаточно большим, чтобы избежать избыточных потерь, связанных с сопротивлением. Системы энергоснабжения могут быть оптимизированы при помощи использования оборудования с повышенной энергоэффективностью, например, энергоэффективных трансформаторов.

4. Размещение оборудования, требующего большой силы тока, как можно ближе к источникам питания (например, трансформаторам). В линиях электропередач и кабелях имеют место омические потери мощности, которые (при заданной мощности) тем выше, чем ниже напряжение. Поэтому оборудование, потребляющее значительную мощность, должно находиться так близко к высоковольтной линии, как только возможно. Это означает, например, что соответствующий понижающий трансформатор должен находиться как можно ближе к энергопотребляющему оборудованию.

5. Энергоэффективная эксплуатация трансформаторов. Трансформатор представляет собой устройство, предназначенное для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Широкое распространение трансформаторов обусловлено, в частности, тем, что электроэнергия передается и распределяется при более высоком уровне напряжения, чем уровень, необходимый для питания промышленного оборудования, что позволяет снизить потери при передаче.

Как правило, трансформатор является статическим устройством, состоящим из сердечника, набранного из ферромагнитных пластин, а так- же первичной и вторичной обмоток, расположенных с противоположных сторон сердечника. Важнейшей характеристикой трансформатора является коэффициент трансформации, который определяется как отношение выходного напряжения к входному.

Независимо от мощности конкретного трансформатора, зависимость его КПД от коэффициента загрузки имеет максимум, находящийся в промежутке от 45% до 75% от номинальной загрузки.

Эта особенность позволяет рассмотреть следующие варианты повышения эффективности для трансформаторной подстанции:

• если общая мощность, потребляемая нагрузкой, ниже уровня 40-50% номинальной мощности трансформаторной подстанции, то в качестве меры энергосбережения целесообразно отключить один или несколько трансформаторов, чтобы довести загрузку остальных до оптимальной величины;

• в противоположной ситуации (общая мощность, потребляемая нагрузкой, превышает 75% номинальной мощности трансформаторной подстанции), достичь оптимального КПД трансформаторов можно лишь посредством установки дополнительных мощностей;

• при замене трансформаторов, исчерпавших ресурс, или модернизации трансформаторных подстанций предпочтительной является установка трансформаторов с пониженным уровнем потерь, что позволяет снизить потери на 20 — 60%.

Практическая применимость описанных выше методов и экономический эффект от их применения зависят от масштабов и конкретных условий предприятия. Выбор мероприятий, одновременно удовлетворяющих критериям практической реализуемости и экономической эффективности, целесообразно осуществлять на основе анализа потребностей предприятия в целом. Этот анализ должен осуществляться силами квалифицированных консультантов в области электроснабжения предприятий. Итогом такого анализа должен быть перечень мероприятий, применимых в условиях конкретного предприятия, с оценкой объемов сбережения, затрат и срока окупаемости каждого мероприятия.

1. Данилов О.Л. Основы энергосбережения. М.: Изд. дом МЭИ, 2010. 424 с.

3. Меликов А.В. Методика коррекции динамических характеристик средств измерений в режиме их эксплуатации // Вестник Астраханского государственного технического университета, 2016. № 3. С. 115-120.