CC BY
32
Выражения (18), (19) справедливы не только в том случае, когда источником с несимметричной системой напряжений является трансформатор потребительской ТП, но и любой другой пункт питания электрической сети. При этом следует иметь в виду, что сопротивления Т^, в выражениях (8) будут определяться в виде суммы комплексных сопротивлений участка сети от источника с несимметричной системой напряжений до узла нагрузки.
Из выражений (18) - (19) видно, что показатели несимметрии токов зависят от параметров несимметричной и симметричной нагрузок, от параметров сети и ШСУ, а также от коэффициентов обратной и нулевой последовательностей напряжения источника питания.
Литература
1. Косоухов Ф.Д., Наумов ИВ. Не симметрия напряжений и токов в сельских распределительных сетях. -Иркутск, 2003. - 259 с.
2. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил A.R, Страхов C.B. Основы теории цепей. - М. : Энергоатомиздат, 1982. -528 с.
3. Косоухов Ф.Д., Васильев Н.В., Криштопа Н.Ю. Зависимость потерь мощности от несимметрии токов в силовых трансформаторах от их сопротивления нулевой последовательности. //Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, - №35. -2014. - С. 319-325.
4. ГОСТ Р 54149 - 2010. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. -М.: Стандартинформ, 2012. - 16 с.
5. Косоухов Ф.Д., Горбунов А.О., Теремецкий М.Ю., Филиппов А.О. Метод расчета показателей несимметрии напряжений и токов в сетях 0,38 кВ.// Известия вузов. Электромеханика. Спецвыпуск. -2008. - С. 156- 159.
6. Косоухов Ф.Д., Петров В.Ф., Теремецкий М.Ю., Криштопа НЮ. Снижение потерь электроэнергии в сельских сетях 0,38 кВ при несимметричной нагрузке. //Техника в сельском хозяйстве. - 2013. -№5- С. 14-17.
УДК 696.6:621 Доктор техн. наук С.А. РАКУТЬКО
(СПбГАУ, sergejl964@yaridex.ru) Канд. техн. наук Е.А. ЛОГАЧЕВА (СГАУ, е1епа.1с£асЬеуа2010@yaridex.ru) Канд. техн. наук ВГ. ЖДАНОВ (СГАУ, jdariov.valery@yaridex.ru)
АЛГОРИТМЫ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ ОБСЛЕДОВАНИЙ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭНЕРГОАУДИТА ОРГАНИЗАЦИЙ
Энергосбережение, энергоемкость, обучение энергосбережению, энергоаудит, инструментальные обследования
Современный этап развития общества характеризуется острым дефицитом энергоносителей. Несмотря на начало освоения сланцевых месторождений газа и нефти некоторыми странами, эпоха углеводородов подходит к концу. Энергетический кризис мирового масштаба заставляет общество изменить подходы к традиционно сложившемуся энергопотреблению.
Россия, обладая третью мировых запасов газа, десятой частью нефти, пятой частью угля, является уникальной страной. Разрабатываются новые месторождения и маршруты транспортировки сырья к потребителям, увеличивается добыча ресурсов, однако при этом тарифы на энергоносители для населения неуклонно растут. В перспективе следует ожидать выравнивания внутрироссийских и мировых цен.
Причин сложившейся ситуации множество. Наряду с политикой и экономикой следует назвать современное состояние топливно-энергетического комплекса страны. Такой важнейший показатель, как энергоемкость валового продукта, по сравнению с промышленно развитыми странами, в нашей стране в 2 -3 раза выше. Это значит, что на единицу потребительских услуг в России расходуется соответственно больше энергии. Доля энергозатрат в себестоимости продукции и услуг составляет в среднем в промышленности - 18%, в сельском хозяйстве -11%, на транспорте -
17% [1, 2]. Очевидно, что Россия, являясь северной страной с холодным климатом, всегда будет тратить много энергии на обогрев. Однако «остывающий» Гольфстрим заставляет и Европейские страны активно искать и находить альтернативные источники энергии, снижать непроизводительные расходы энергоносителей.
Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности...» явился стартовым нормативным документом для начала проведения энергетических обследований потребления топливно-энергетических ресурсов различными предпр иятиями.
В связи с реализацией закона № 261-ФЗ возникла острая необходимость в подготовке энер го аудиторов. Бесспорно, это должны быть лица с электротехническим образованием, способные освоить новейшие методики энергетических измерений, подготовленные к работе с современным измерительным оборудованием. В ведущих вузах страны эта потребность уже осознается, и в организации учебного процесса усиливается направленность выпускников на решение оптимизационных задач по минимизации энергоемкости продукции [3].
Так, на ряде кафедр Института технических систем, сервиса и энергетики Санкт-Петербургского государственного аграрного университета разработаны и внедряются в учебный процесс прикладная теория энергосбережения в энерготехнологических процессах (ПТЭЭТП), предметом изучения которой в рамках отдельных спецдисциплин является искусственная биоэнергетическая система (ИБЭС); профессионально-ориентированная технология обучения энергосбережению (ПОТОЭ) как перспективный педагогический механизм формирования энергосберегающей компетентности в профессиональной подготовке специалистов; информационная система обучения энергосбережению (ИСОЭ), позволяющая организовать педагогическое взаимодействие преподавателя с обучаемыми, обеспечивающее гарантированное достижение поставленных дидактических целей и предусматривающая возможность непрерывного пополнения актуальным предметным профессионально-ориентированным содержанием [4].
Ставропольское представительство Московского института повышения квалификации руководящих работников и специалистов ТЭК России представило программу краткосрочного обучения (72 часа) «Проведение энергетических обследований с целью повышения энергетической эффективности и энергосбережения». Разработкой и реализацией программы занимались ведущие преподаватели электроэнергетических факультетов Ставропольского государственного аграрного университета, Северокавказского Федерального университета. Основой создания курса «Проведение энергетических обследований с целью повышения энергетической эффективности и энергосбережения» являются законодательные акты, научно-техническая и справочная литература, научные разработки ведущих ученых.
Целью учебного курса является формирование у слушателей целостной системы теоретических знаний и практических навыков организации работ по проведению энергетических обследований для повышения энергетической эффективности и ресурсосбережения предприятий, организаций и учреждений.
Для достижения поставленной цели ставятся следующие задачи: изучение российских нормативно-законодательных актов деятельности в области ресурсосбережения; изучение международных стандартов в области энерго менеджмента; изучение методик проведения энергетических обследований предприятий; мониторинг использования энергетических ресурсов предприятия с целью получения объективных данных; оценка состояния системы нормирования энергопотребления; проверка энергетических балансов; выявление потенциала энергосбережения; разработка мероприятий по энергосбережению; повышение культуры энергопотребления.
В соответствии с Приказом Министерства энергетики России № 182 от 19.04.2010 г. результатами энергетического обследования должны стать разработка энергетического паспорта объекта, а также технический отчет и программа энергосбережения. В процессе обучения, деятельности на конкретном объекте содержание энергетических обследований можно представить в виде алгоритма (рис. 1).
Рис. 1. Алгоритм содержания энергетических обследований предприятии
Содержание энергетических обследований можно разделить на два этапа. На первом этапе осуществляется сбор документальной информации, на втором - проводится инструментальное обследование объекта. Инструментальное обследование применяется для получения недостающей информации, которая необходима для оценки эффективности использования потребляемых энергоносителей [5].
В системах электроснабжения измеряются следующие параметры: расходы активной и реактивной энергии в определенные периоды времени; показатели качества электрической энергии (отклонения, колебания, несимметрия напряжения, несинусоидальность напряжения); токи нагрузки электрических сетей, трансформаторов и электроприемников; время включения и выключения электроприемников в течение суток. Для инструментальных измерений показателей качества электроэнергии и математической обработке этих показателей разработан алгоритм, заключающийся в следующем.
При записи данных вручную:
1. Определяют максимумы активной Рм и реактивной 0М нагрузок.
2. Вычисляют коэффициент мощности в период максимума нагрузки:
18(Рм = ^г' а>
3. Определяют суточные расходы активной IV и реактивной V^ энергии.
4. Вычисляют средневзвешенный за сутки коэффициент мощности:
V
гат = (2)
3 ¡V
сут
5. Вычисляют средние за сутки значения активной Р и реактивной О мощностей:
-1 •> ср.сут. 1 ср. сут.
IV V
р = —2Ц0 (3)
ср.сут. 24 ср.сут. 24
6. Представляют отчеты в виде диаграмм.
При записи данных с помощью анализатора электропотребления АН. 5 вычисляют значения величин:
1. Единичное напряжение трех фаз, значение ЫМ8 II112, II3:
1 / 1 N
Un = и= J-ju(t)2dt; u„us = J-Z(")2 ■ (4)
2. Ток трех фаз, значение RMS 12, /3:
1 1 N
h = I?MS = лЬJ'(0'A; ^ = -J-^SO')2 ■ (5)
3. Активную мощность трех фаз Р, Р , Р3:
1 1 N рп = - JmOW; ^ = — 2> ■ (6)
У iV 1
4. Коэффициент мощности трех фаз PF, PF2, Р/^ :
Р
PF =-=-. (7)
п I U
А RMS^ RMS
5. Реактивную мощность трех фаз , Ог, Оъ :
6. Среднее напряжение по трем фазам:
(8)
т J ^ RMS, ^RMS, ^RMS, ._ч
(У =-!----. (9)
avg ^ v 7
7. Средний ток по трем фазам:
т ^яма ^RMSj ^RMS, , ,_ч
1 =-!----. (10)
8. Общая активная мощность по трем фазам:
р,=Р1+Р2+Р3. (id
9. Коэффициент мощности трех фаз:
р р
Р77 =£1 =-^-. (12)
avg ? Т Т] + Т ТТ л- т тт
kJt RMSX RMSX RMS 2 RMS 2 RMS3 RMS3
10. Общую реактивную мощность по трем фазам:
а=а+а+а- аз)
Для исследования показателей качества электроэнергии необходима запись электрических нагрузок объекта. Традиционно измерения проводятся амперметрами, ваттметрами, варметрами, электрическими счетчиками. Эти приборы могут быть стрелочными или цифровыми. Определяющим условием выбора типа прибора является скорость изменения графиков нагрузки. Каждая группа приборов обладает существенными недостатками. Стрелочные приборы отличает низкая точность измерений. При использовании цифровых приборов запись результатов осуществляется техником. Современное решение проблемы записи больших объемов графиков нагрузки, с их последующей обработкой - это использование специальных анализаторов электропотребления [6, 7].
Эксплуатационные режимы работы систем электроснабжения и теплоснабжения проверяются в процессе тепловизионного обследования. В системе электроснабжения объектами измерения являются ВРУ (вводно-распределительные устройства), электрические щиты, шкафы, электропроводки. Особое внимание уделяют состоянию контактных соединений. На рис. 2 представлен пример термограммы с выявленным дефектом.
Фирма ООО "Эфективные
Энерготехнологии" пр-т Кулакова. 8 б г. Ставрополь Контролер Кривцов Е.М.
Заказчик ГБСУСОН "Надзорненский ПНИ"
ул. Королева, 6 Ставропольский край. Кочубеевский район, пос. Тоннельный
Прибор testo 875-1 Серийный 2196054 Ne: Объектив: Standard 32°
Заказ Обследование системы электроснабжения
It
Графические Дата: данные: Время:
Файл:
30.05.2012 11:22:24 IR 00599.ВМТ
Коэффициент излучения: Отраж. темп. [°С]:
0.95 20,0
Выделение изображении:
Измеряемые объекты Темп. ["С] Излуч. Отраж. темп. [ÖC] Примечания
Точка измерения 1 72.1 0.95 20.0 -
Самая холодная точка 1 20.4 0,95 20.0 -
Самая теплая точка 1 72.1 0.95 20.0 -
Линия профиля:
Минимум: 28.0 *С Максимум: 72.1 *С Среднее а
./) мл M>j. 'НА ьь> ьл.У 5Г5 71 л
60.0 Ь8.0 •V3.0
38.0 28.0
Ii
Вывод:
Помещение дробилки. Сильный нагрев фазы "В", развивающийся дефект, необходимо срочно устранить.
Рис. 2. Пример термограммы с выявленным дефектом
Инфракрасная диагностика - тепловой метод неразрушающего контроля, основанный на дистанционной регистрации тепловых полей объекта обследования по его собственному инфракрасному излучению.
Метод позволяет выполнять температурные бесконтактные обследования ограждающих конструкций зданий и сооружений. Фиксировать распределение температуры на поверхности ограждающих конструкций. Кроме того, можно определить общие и удельные теплопотери через изоляцию. Выяснить причину высоких теплопотерь. Возможно причина в использовании некачественных строительных материалов. Возможно выявление скрытых дефектов, ошибок при строительстве или эксплуатации объекта.
Для измерений должны быть использованы тепловизоры, прошедшие поверку и значащиеся в Государственном реестре средств измерений. Тепловизоры должны отвечать следующим требованиям: диапазон измеряемых температур: от -20 до +100°С; температурное разрешение не более 0,2 °С; основная погрешность измерения не более ± 2% от верхней шкалы или ± 2% (наибольшее значение); диапазон длин волн 2-5 мкм или 8-12 мкм; угол зрения (наличие сменных объективов) 7x7°, 12x12°, 20x20°, 40x40°; диапазон рабочих температур: от -15 до +60°С; частота кадров желательно не менее 5 Гц; формат изображения не менее 320x240 элементов; возможность получения значения температуры в градусах Цельсия на экране дисплея тепловизора или переносного компьютера непосредственно на месте съемки; возможность записи термоизображения на носитель информации [8].
Последующая обработка результатов съемки может быть качественной и количественной. Обработка результатов тепловизионного обследования системы электропотребления производится в соответствии с РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования».
Информация, полученная как документально, так и путем инструментального обследования, является исходным материалом для анализа эффективности энергоиспользования [9]. Анализируется динамика расхода энергоносителей и финансовых затрат на них. Рассчитываются нормативные расходы энергоносителей по всем зданиям и в целом по организации. Выявляется структура потребления энергоносителей в процентном отношении. Строятся фактические балансы по всем видам энергоносителей. Определяются потери энергоносителей в различных элементах систем энерго снабжения.
Результатом энергетических обследований предприятий является программа энергосбережения, представленная совместно с техническим отчетом.
Рассмотренные в статье подходы способствуют сокращению времени обучения энергосбережению, достижению цели учебного процесса и повышению эффективности управления технологическим процессом обучения.
Литература
1. Стоянов Н.И. Энергосбережения (Энергоаудит. Использование вторичных и возобновляемых источников
энергии) : Монография. -Ставрополь : СевКавГТУ, 2008. -162 с.
2. Логачева Е.А., Жданов КГ. Опыт создания лаборатории энергоаудита на электроэнергетическом факультете Ставропольского государственного аграрного университета // Вестник АПК Ставрополья. -2012. -№4(8). -С.57- 61.
3. Ракутько С.А. Принятие энергосберегающих проектных решений как обязательная компетентность выпускников технических вузов // Инженерное образование.-2009.-№5.-С.72-77.
4. Ракутько С.А. Теория энергосбережения: научные абстракции и практическая конкретность // Известия
Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. -2013. -№31. - С. 208-2014.
5. Атанов И.В., Логачева Е.А., Жданов В.Г. Энергоаудит проводят студенты // Сельский механизатор. -
2011. -№ 12.
6. Кобозев В.А., Лыгин И.В. Концепция информационного обеспечения систем контроля и анализа параметров электроэнергии // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве: Мат. 75-й науч.-практ. конф. электроэнергетического факультета СтГАУ. - Ставрополь : АГРУ С, 2011. - С. 131 - 137.
7. РД 34.01-03 «Методика проведения энергетических обследований (энергоаудита) бюджетных учреждений». -Нижний Новгород, 2003.
8. Жданов В.Г., Логачева Е.А., Шевякин Ю.В. Инфракрасная диагностика объектов с использованием тепловизора // Методы и средства повышения эффективности технологических процессов в АПК: Мат. междун. науч.-практ. конф. (г. Ставрополь, 23-24 апреля 2013 г.) . - Ставрополь : АГРУ С, 2013. - С. 129 - 132.
9. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года. Утверждена распоряжением Правительства
Российской Федерации от 13 ноября 2009г. №1715-р.
УДК 551.582:631.35 Канд. техн. наук И.В. КОКУНОВА
(Великолукская ГСХА, i.kokunova@yaridex.ru) Ассистент М.В. СТРЕЧЕНЬ (Великолукская ГСХА, mehfak@mart.ru) Канд. техн. наук В.А. РУЖЬЕВ (СПбГАУ, ruzhev_va@mail.ru)
ОСОБЕННОСТИ ЗАГОТОВКИ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ ТРАВЯНЫХ КОРМОВ В ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДА РОССИИ
Стебельчатые корма, погодные условия, гидротермический коэффициент, качество корма
Увеличение объемов производства продукции животноводства, снижение ее себестоимости неразрывно связаны с производством высококачественных кормов, основу которых составляют корма растительного происхождения. Качество производимых кормов и потери питательных веществ напрямую зависят от сроков уборки травостоя и продолжительности сушки трав в поле.
