СПОСОБ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В СЕТЯХ НАРУЖНОГО ОСВЕЩЕНИЯ ПОД УПРАВЛЕНИЕМ СИСТЕМЫ СПРУТ® подробнее ...»

Галич А.Б., Казачинский А.М., Казачинский В.М.

 

Многолетний опыт эксплуатации систем управления уличным освещением СПРУТ® в более чем 20 городах  показал высокую энерго-эффективность освещения за счёт оптимизации управления режимами освещения,  своевременного обнаружения аварийных ситуаций в осветительной сети, а также минимизации затрат при обслуживании всей инфраструктуры освещения.

Известно, что на освещение в современных городах тратится до 40% от общего потребления электроэнергии городской инфраструктурой. При этом различают активную часть энергии, которая преобразуется в полезную энергию светового излучения и реактивную часть энергии, которая не связана с выполнением полезной работы, а расходуется на создание паразитных электромагнитных полей в электросети и осветительных приборах. Показателем потребления реактивной энергии (мощности) является коэффициент мощности сos φ. Он показывает соотношение активной мощности Р и полной мощности S, потребляемой из сети:

сosφ = P / S.

В оптимальном режиме, по требованиям ПУЭ, этот показатель должен стремиться к единице. Важно учитывать, что реактивный ток дополнительно нагружает линии электропередачи, что приводит к увеличению сечений проводов и кабелей и соответственно к увеличению капитальных затрат на внешние и внутриплощадочные сети. В конечном итоге реактивная мощность наряду с активной мощностью учитывается поставщиком электроэнергии, а следовательно, подлежит оплате по действующим тарифам, поэтому составляет значительную часть счета за электроэнергию.

Во исполнение рекомендаций ПУЭ, по инициативе и при непосредственном участии КП «Севгорсвет» СГС, была исследована задача  компенсации реактивной мощности, в том числе в аспекте экономии затрат на энергоресурсы в городском освещении. Специалистами НПКЦ «ОДИС-W» было предложено техническое решение, позволяющее свести к минимуму уровень реактивной составляющей за счёт использования современных компонентов фирмы EPCOS совместно c базовым терминалом системы управления Спрут®-105 на уровне электропитания отдельного шкафа управления наружным освещением (ШУНО) типа И-710.

Рассмотрим несколько подробнее проблему реактивной мощности в осветительных сетях. В современных светильниках в основном используются газоразрядные лампы с пускорегулирующей аппаратурой (ПРА) на основе электромагнитных дросселей. В этом случае реактивная составляющая мощности в осветительной сети формируется за счёт двух составляющих:

— реактивность не скомпенсированной индуктивности дросселей, используемых в ПРА, а также электрокабелей питания (до 50% всей реактивной мощности);

— реактивность импульсного тока потребления дуговым разрядом ламп (до 50% реактивной мощности).

В результате значение cos φ в осветительных электрических сетях может достигать уровней 0,4 — 0,8, вызывая значительные потери мощности в сетях и, как следствие, значительный перерасход общих затрат на электроэнергию.

Практические измерения на реальных объектах сети КП «Севгорсвет» СГС (смотрите таблицу 1) подтвердили высокую реактивность осветительной сети, которая достигала величины 50% от общей мощности потребления (cos φ от 0,46 до 0,6).

 

ddfdfh

Табл. 1.

 

При этом была зафиксирована другая важная особенность электропитания осветительной сети – несимметричность распределения нагрузки по питающим фазам А, В, С. Например, фаза А – 20%, фаза В – 50% и фаза С – 30% от общей нагрузки. Важно отметить, что такой перекос по фазовым токам не позволяет использовать стандартное оборудование, применяемое для компенсации реактивной мощности в симметричных 3-х фазных сетях, так как приводит к неизбежному эффекту перекомпенсации (генерации) на отдельных питающих фазах.

Было предложено техническое решение, позволяющее эффективно решать задачу компенсации реактивной энергии в условиях изменяемой нагрузки по графику смены режимов освещения, а также при изменении нагрузки выходных линий освещения ШУНО. Схема подключения компенсационной установки показана на рисунке 1.  Компенсационная установка (КУ) размещается в отдельном шкафу  размерами 600*900*350 мм., который может крепиться на боковой стенке основного шкафа типа      И-710 или в любом другом удобном месте рядом с основным ШУНО.  Фотография, иллюстрирующая взаимное расположение КУ и ШУНО представлена на рисунке 2.

1

Рис.1

КУ оснащается автономной подсистемой терморегуляции, что обеспечивает безаварийную эксплуатацию установки в любых климатических условиях. Все параметры процесса компенсации реактивной мощности контролируются и доступны диспетчеру через штатную систему управления СПРУТ®.

2

Рис.2

 

 

Для оценки технико-экономического эффекта, ожидаемого в результате применения КУ, предлагаем  рассмотреть таблицу 2, где показана зависимость экономии общей электроэнергии от степени компенсации реактивной составляющей, выраженной, как увеличение сos φ.

nf,k

                                                                                                          Табл. 2

Видно, что даже компенсация реактивной составляющей от среднего значения 0,6 до величины 0,9 позволяет получить существенный эффект снижения затрат на 33%.

Предварительные расчёты, проведенные специалистами КП «Севгорсвет» СГС, дают основания для оценки срока окупаемости проекта внедрения КУ от 12 до 18 месяцев.

Powered by Hackadelic Sliding Notes 1.6.5