Энергосбережение для повышения экономической эффективности предприятия

Эффективность использования энергоресурсов в России в настоящее время не превышает 30%, то есть около 2/3 подведенной энергии теряется в процессе ее конечного использования. Между тем современный уровень развития техники позволяет иметь коэффициент полезного использования энергоресурсов не менее 50-60%, что создаст благоприятные условия для решения важных экономических и социальных проблем предприятия. Выбор способа оптимизации электропривода Существует множество способов повышения эффективности электропривода. В качестве иллюстрации приведем упрощенную экспертную систему для выбора технического решения модернизации привода по условиям его эксплуатации. Очевидно, что для правильного выбора технического решения большое значение имеют результаты обследования нагрузок и режимов работы электродвигателей. Такое обследование проводят с помощью электроанализатора, регистрируя с его помощью график активной электрической мощности двигателя. Длительность регистрации составляет от одной смены до нескольких суток. Одновременно записываются значения линейных и фазных напряжений для контроля симметричности питающей сети, а также реактивной мощности и cosj для выбора способа компенсации реактивной мощности.Предварительный мониторинг режима работы поможет окупить затраты на модернизацию привода Контроль переходных сопротивлений В любых электросетях присутствует множество механических соединений проводников, вносящих дополнительные локальные сопротивления: контакты реле и выключателей, болтовые соединения шин и кабелей, клеммники электрооборудования и т.п. Загрязнение или ослабление таких соединений вызывает рост переходного сопротивления, что в лучшем случае ведет к дополнительным потерям энергии, а в худшем - к пожарам. Мощность контактных потерь на небольшой подстанции достигает нескольких киловатт. Напрямую измерить контактное сопротивление можно с помощью микроомметра, причем существуют приборы, позволяющие проводить измерения без отключения электроэнергии от обследуемого участка. Все же наиболее удобным и относительно дешевым способом контроля контактов является измерение их температуры бесконтактным термометром. Инфракрасные термометры позволяют измерять температуру на расстоянии несколько метров, что полностью исключает опасность поражения электрическим током даже в высоковольтных сетях. При выборе термометра для обследования контактов важным параметром является так называемое оптическое разрешение - отношение диаметра зоны измерения к расстоянию до объекта D:L. Если предполагается применять прибор в высоковольтных установках, то D:L должно быть не менее 1:30, т.е. на расстоянии 1 м прибор должен различать объект размером 33 мм. Температурный диапазон прибора не является столь существенным требованием - достаточно обеспечить измерения в пределах -20...+2000 С. Инфракрасный термометр непременно должен быть в составе электролаборатории Контроль утечек тока Помимо прямых потерь энергии, утечки тока на землю вызывают и другие неприятные явления. При нарушении изоляции может появиться потенциал на плохо заземленных корпусах оборудования, что чревато его выходом из строя или поражением людей. Иногда утечки образуют контуры тока с большой площадью, охватывающие помещения или даже здания целиком. В таких случаях в помещении возникает электромагнитное поле, вызывающее помехи в работе оборудования. Если на экранах мониторов компьютеров или телевизоров наблюдается дрожание картинки, не устраняемое никакими манипуляциями с питанием, то с большой вероятностью причиной является утечка тока из электросети на землю. Пример Компьютерный салон-магазин испытывал трудности с продажей мониторов, поскольку на экранах ЭЛТ-мониторов в демонстрационном зале наблюдались волнообразные искажения растра, которые покупатели принимали за дефект. Искажения оставались даже при переключении компьютеров на питание от ИБП. На матричных мониторах искажения не наблюдались. Причина заключалась в утечке тока с одной из фаз питающей сети в распределительном щите. Потери энергии легко рассчитываются при известном токе утечки: Pп = Iу х Uф , где Pп – мощность потерь, Iу – ток утечки, Uф – фазное напряжение. В действительности суммарная мощность утечек может достигать нескольких киловатт в здании среднего размера. Для измерения тока утечки можно использовать токоизмерительные клещи достаточной чувствительности (желательно не менее 100 мА). Обычно ток утечки измеряется дифференциальным методом, при котором клещи охватывают все проводники кабеля (2 жилы в однофазной сети, 3 или 4 жилы - в трехфазной). В этом случае при отсутствии утечек суммарный ток в кабеле всегда равен нулю, поэтому клещи будут измерять величину утечки. Место утечки обнаруживается при по-следовательном продвижении по точкам разветвления электросети в направлении от источника к потребителям энергии. Клещи для измерения утечек должны иметь окно достаточного размера, чтобы захватывать кабель нужного диаметра. В практике очень удобны гибкие датчики тока, представляющие собой эластичный сердечник, охватывающий кабель. Клещи для измерения тока утечки могут быть выполнены в виде самостоятельного прибора с индикатором, однако их функции с успехом может выполнить универсальный электроанализатор. Приборы для обследования электрооборудования Здесь рассмотрим только некоторые из приборов для обследования электрооборудования, которые пока еще редко встречаются в традиционных электролабораториях. Тем не менее они абсолютно необходимы для решения задач по оптимизации работы электрооборудования на достаточно высоком уровне. Анализаторы количества и качества электроэнергии Как можно понять из приведенных выше примеров, основным прибором при обследовании электрооборудования является электроанализатор, правильнее называемый анализатором количества и качества электроэнергии. Электроанализаторы предназначены для измерения и регистрации параметров количества и качества потребляемой электроэнергии, на основании которых делаются выводы об эффективности использования энергии, предлагаются и обосновываются энергосберегающие технические решения. Универсальные электроанализаторы чаще всего бывают рассчитаны на применение в трехфазных несимметричных сетях 220/380 В, поэтому они заведомо применимы в симметричных трехфазных сетях и тем более в однофазных. Многие модели электроанализаторов можно подключать и к высоковольтным сетям через измерительные трансформаторы тока и напряжения – для этого приборы оснащаются специальными шунтами. Электроанализатор подключается к сети с помощью датчиков тока (по 1 шт. на фазу) и потенциальных проводов (по 1 шт. на фазу и 1 шт. на нейтраль, если таковая имеется). Таким образом, прибор имеет 6 измерительных каналов (3 по току и 3 по напряжению), по которым поступает вся необходимая информация. Датчики выпускаются различных номиналов, от единиц до тысяч ампер. Конструктивно они выполняются в виде клещей или гибких разъемных колец. Максимально возможный ток в обследуемой сети должен примерно соответствовать номиналу датчика, при этом будет достигаться максимальная точность измерений. По измеренным сигналам микропроцессор прибора рассчитывает множество параметров (обычно около 30), на основании которых можно судить о количестве и качестве потребляемой или генерируемой энергии. В типичный набор параметров, определяемых электроанализатором, входят напряжения, токи, активная и реактивная мощности, активная и реактивная энергии, Cosj, частота. Ряд параметров рассчитываются отдельно по каждой фазе и суммарно по всем фазам. Кроме текущих фиксируются средние, максимальные и минимальные значения параметров. Анализаторы также определяют параметры качества энергии: спектры гармоник токов и напряжений, коэффициент фликера, фиксируют отклонения и провалы напряжения, импульсные помехи и т.д. Рассчитанные параметры выводятся на дисплей прибора в реальном времени и могут быть записаны в память с целью последующего воспроизведения и анализа. Все анализаторы оснащены устройствами связи, дающими возможность перенесения накопленных данных на компьютер. Как правило, электроанализаторы снабжаются специализированным программным обеспечением для визуализации, обработки и анализа накопленной информации. При выборе прибора следует учитывать ряд требований, которые облегчают его практическое использование. Портативный прибор должен иметь вес не более 10 кг в комплекте. Прибор должен обладать простотой и оперативностью использования, т.е. обеспечивать установку на любой объект и ввод в режим измерений в течение нескольких минут, иметь простое и удобное управление, не требовать сложных настроек и т.д. Регистрирующий прибор должен обеспечивать надежное хранение и легкий доступ к данным. Носитель данных должен быть электронным (энергонезависимая память), магнитные носители нежелательны. Электроанализатор должен быть внесен в реестр средств измерений Госстандарта РФ. Инфракрасные термометры Бесконтактные термометры используют принцип детектора инфракрасного излучения. Интенсивность и спектр излучения тела зависят от его температуры. Измеряя характеристики излучения тела, прибор косвенно определяет температуру его поверхности. Инфракрасный термометр является незаменимым инструментом для проверки состояния электрооборудования, находящегося под напряжением. С его помощью измеряют температуру кабелей и шин, клеммных соединений, контактов выключателей и реле, корпусов трансформаторов, конденсаторов, двигателей и т.д. Повышение температуры этих объектов часто говорит о неис-правностях, своевременное выявление и устранение которых позволяет избежать крупных неприятностей. Инфракрасные термометры измеряют среднюю температуру поверхности, находящейся в области чувствительности. Область чувствительности приближенно можно представить конусом, вершина которого упирается в объектив прибора, а основание располагается на поверхности объекта. Отношение диаметра конуса к его высоте D:L, называемое оптическим разрешением (иногда углом или показателем визирования), является одной из основных характеристик прибора (иногда используют обратную величину - L:D). Чем меньше D:L, тем более мелкие предметы может он различить на расстоянии. Простейшие приборы имеют оптическое разрешение 1:6, наиболее сложные - 1:180. Для удобства практического использования прибора важен способ, которым он нацеливается на исследуемый объект. Простейшие термометры не имеют механизма нацеливания и могут применяться только на близких расстояниях. Для нацеливания на удаленные объекты чаще всего применяется луч лазера. С помощью одиночного лазерного луча можно определить только центр зоны чувствительности (точнее, точку вблизи центра, так как луч лазера не совпадает с оптической осью объектива). Приборы с двумя лучами показывают размер зоны чувствительности. Наиболее совершенный способ нацеливания - с помощью нескольких лазерных лучей, расположенных по кругу. Круговой лазер точно обозначает зону измерения на любом расстоянии от термометра. Более подробную информацию о применяемых приборах, а также о других инструментах, которые рекомендуется иметь в составе лаборатории для обследования электрооборудования, можно узнать в ЗАО НТЦ «Поликит».