Расход электроэнергии на освещение промышленных предприятий непрерывно растет и составляет в среднем по отраслям промышленности 5 - 10% их общего потребления. По отдельным отраслям расход электроэнергии на осветительные установки существенно колеблется: в металлургических предприятиях - около 5%, в машиностроения -10%, в легкой промышленности — и среднем 15%. На некоторых предприятиях легкой промышленности доля расхода электроэнергии на осветительные установки превышает 30%.
Электрическое освещение - наряду с другими устройствами технического оснащения производственных помещений создает комфортные условия для производительного труда, уровень освещенности значительно влияет на производительность труда. Поэтому задачу экономии электроэнергии на осветительных установках следует понимать так, чтобы при минимальных затратах электроэнергии путем правильного устройства и эксплуатации осветительных установок обеспечить оптимальную освещенность производственных помещений и рабочих мест и высокое качество освещения, создать обстановку для наиболее производительного труда работающих.
Для действующей осветительных установок фактическая освещенность зависит от фактической освещенности, площади помещения; числа светильников, числа ламп в каждом светильнике, светового потока каждой лампы, коэффициента использования светового потока,
Величина светового потока лампы, зависит от типа и мощности лампы, напряжения на лампе и степени ее износа.
Коэффициент использования светового потока зависит от следующих факторов: к. п. д. и формы кривой распределения силы света светильников, высоты
подвеса светильников, возрастая с ее уменьшением, площади помещения S.
Экономия электроэнергии при проектировании осветительных установок
Строительные нормы предусматривают рекомендации по рациональной цветов отделке стен, потолков, полов, ферм, балок, а также технологического оборудования цехов промышленных предприятий в целях улучшения освещения производственных помещений и условий труда.
При проектировании естественного и искусственного освещения помещений производственных зданий должно учитываться повышение освещенности рабочих мест за счет отраженного света от поверхностей интерьеров, отделка которых осуществляется в соответствии с рекомендациями строительных норм.
Расход электроэнергии на электрическое освещение зависит от числа и мощности ламп, потерь мощности в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА) и в осветительной сети и от — числа часов использования мощности осветительных установок за данный период (например, год).
Продолжительность горения ламп в большой степени зависит от рационального устройства и максимального использования естественного освещения.
Рациональное устройство естественного освещения производственного помещения и создание достаточной освещенности рабочих поверхностей, требующейся технологическим процессом производства, должно быть предусмотрено при проектировании здания. Иногда об этом забывают, применяя проекты зданий, предназначенных для производств с меньшими требованиями к уровню освещенности. Недостаточная естественная освещенность в подобных зданиях ниже допустимой для данного типа производства, особенно в облачные зимние дни, приводит к необходимости использования электрического освещения в дневное время.
Эффективность и продолжительность использования естественного освещения зависят от состояния остекления, и для поддержания его в чистоте требуется регулярная очистка стекол. Периодичность очистки зависит от степени загрязнения воздушной среды производственного помещения и наружного воздуха.
Правила технической эксплуатации электроустановок (ПТЭ) требуют производить не менее двух чисток стекол в год при минимальной запыленности и не менее четырех при значительных выделениях пыли, дыма и копоти.
Методы очистки зависят от стойкости загрязнений: для легко удаляемой пыли и грязи достаточно промывки стекол мыльным раствором и водой с последующей протиркой. При стойких маслянистых загрязнениях, масляной копоти для очистки необходим применять специальные составы.
Эффективность регулярной протирки остекления очень высока: продолжительность горения ламп при двухсменной работе цехов сокращается в зимнее время не менее чем на 15%, а в летнее время на 90%.
Экономное расходование электроэнергии на осветительные установки в большой степени зависит от правильного выбора источников света и светильников, а также рациональной эксплуатации осветительных установок.
При выборе светильников учитывается высота помещений, их размеры, условия среды, светотехнические данные светильников, их энергетическая экономичность, требуемая освещенность, качество освещения и др. Важнее значение для экономичности светильников имеют отражатели.
Управление электрическим освещением
Для экономного расходования электроэнергии в электроосветительные установках должна быть предусмотрена рациональная система
управления освещением. Правильно построенная схема управления освещением
помогает сократить продолжительность горения ламп и с этой целью предусматривает
возможность включения и выключения отдельных светильников, групп их, помещения помещения, здания, всего предприятия.
В невысоких и небольших производственных и вспомогательных помещениях (с высотой до 4—5 м) возможно применение выключателей на один-два светильника или малую группу светильников.
Для крупных цехов возможно применение дистанционного контакторного управления освещением всего цеха и ограниченного количества мест — одного или двух, что облегчит управление освещением и позволит более экономно расходовать электроэнергию.
Пульт управления освещением размещается в помещениях дежурного персонала.
Управление наружным освещением с разделением его на части (освещение дорог и проездов, охранное освещение, освещение открытых мест работы, освещение больших площадей и открытых складов) должно быть максимально централизовано в масштабе всего предприятия. Централизуется обычно и управление освещением всего предприятия, т. е. освещением всех зданий и наружным освещением. Для дистанционного управления освещением используются телефонные кабели и кабели телеуправления. Управление освещением всего предприятия, как правило, сосредоточивается на пункте дежурного энергетического хозяйства предприятия.
Централизация управления освещением всего предприятия преследует цель выбора наиболее рационального времени включения и выключения освещения, сочетания его с уровнем естественной освещенности, с началам, перерывами и окончанием работ в цехах предприятия.
В практике применяются различные схемы автоматизации управления освещением. Наиболее часто автоматизируется управление наружным освещением. Для автоматического управления освещением применяются фотоэлементы или фотосопротивления, которые служат датчиками для автоматов управления. Датчика регулируются на определенный минимальный уровень естественной
освещенности для выключения освещения с наступлением рассвета и включения его в сумерках.
Экономия электроэнергии при эксплуатации осветительных установок
Важнейшее значение для экономии электроэнергии в осветительных установках имеют их правильная эксплуатация и ремонт. Службой главного энергетика должны составляться планы и графики осмотров, чисток, замен ламп и планово-предупредительного ремонта
осветительных установок и осуществляться контроль за их выполнением.
Обширная группа мероприятий по экономии электроэнергии связана с правильной эксплуатацией и ремонтом осветительных установок. Важнейшие из них — разработка и внедрение методов и устройств для своевременной очистки светильников и замены изношенных ламп, значение которых для рационального расхода электроэнергии на освещение чрезвычайно велико.
Сокращение продолжительности горения ламп дает прямую экономию электроэнергии, к этому направлены мероприятия по максимальному использованию естественного освещения, правильному устройству управления освещением, применению автоматического и программного управления освещением.
Правилами технической эксплуатации электроустановок (ПТЭ) предусмотрено, что очистка ламп и светильников производится в сроки, определяем, ответственным за электрохозяйство, в зависимости от местных условий. В Правилах устройства электроустановок (ПУЭ) и ведомственных инструкциях имею, указания о рекомендуемой периодичности чистки светильников. Потерн светового потока резко возрастают от загрязнения светильников.
Для обеспечения экономичной эксплуатации применяемые светильника должны допускать легкий съем всех загрязняющихся частей — защитных стекол, отражателей, рассеивателей, патронов для их очистки в стационарных условиях мастерских.
Должны быть в деталях проработаны процессы замены съемных деталей светотехнической арматуры чистыми и очистки грязных деталей и мастерских с применением специальных моющих составов и средств механизации. В эксплуатации должен иметься обменный фонд не менее 5 - 10% съемных деталей, находящихся в осветительных установках.
Следует устранять одну из главных причин неудовлетворительной эксплуатации светильников — трудность доступа к ним. Особенно это касается цехов высотой более 4 м, где остро стоят эти вопросы. Наиболее удобны для обслуживания осветительных установок стационарные устройства, в том числе: технические этажи (устраиваемые для различного рода коммуникаций, вентиляции, кондиционирования воздуха), площадки, специальные электротехнические мостики.
Поддержание номинальных уровней напряжения в осветительной сети
Колебания напряжения приводят к перерасходу электроэнергии. Напряжение на выводах ламп не должно быть выше 105% и ниже 85% номинального напряжения. Снижение напряжения на 1% вызывает уменьшение светового потока ламп: накаливания — на 3 - 4%, люминесцентных ламп — на 1,5% и ламп ДРЛ — на 2,2%.
Одной из основных причин, вызывающих значительные колебания напряжения в осветительной сети промышленных предприятий являются пусковые токи крупных электродвигателей, установленных на агрегатах с тяжелыми маховыми массами, прессах, компрессорах, молотах и др. Значительно повышается напряжение в электросети промышленных предприятий в ночное время, когда остаются выключенными на ночь компенсирующие устройства. Колебание напряжения вызывается также изменением силовой нагрузки в течение суток.
Для устранения влияния колебаний напряжения на эффективность осветительной установки применяются отдельные трансформаторы для осветительной нагрузки и компенсирующие устройства, включаемые и отключаемые строго но суточному графику.