Анализ электропотребления является предметом третьей главы технического отчёта. В первом разделе этой главы анализируется схема электроснабжения лабораторного корпуса. На основе "Акта о разграничении имущественной (балансовой) принадлежности и эксплуатационной ответственности между сетевой организацией и потребителем" определяется граница электрических сетей. Например, граница балансовой принадлежности между сетями ОАО "Областные коммунальные системы (ОКС)" и сетями электроснабжения лабораторного корпуса ГТУ проходит по кабельным наконечникам распределительного устройства РУ-0,4 кВ ТП-4. Таким образом, указанный трансформарный пункт (ТП) находится на балансе ОАО "ОКС", а университет является потребителем электроэнергии при напряжении 0,4 кВ. Нередко ТП находятся на балансе потребителя, в этом случае граница проходит по кабельным наконечникам распределительного устройства РУ-6 кВ и объект является потребителем высокого напряжения. Следует отметить, что тарифы на электроэнергию снижаются с повышением уровня напряжения. Вместе с тем, если ТП находится на балансе потребителя, то последнему придётся оплачивать и потери электроэнергии в трансформаторах.
Во втором разделе целесообразно дать в виде таблиц и диаграмм сведения по объёмам потребления электроэнергии и соответствующим финансовым затратам. Особое внимание следует уделить динамике электропотребления в последние четыре года (рис. 9.1 рис. 9.2 рис. 9.3).
Рис. 9.1.
Анализ распределения объёма потреблённой электроэнергии по месяцам свидетельствует о явно выраженной неравномерности. Максимум потребления наблюдается в феврале, минимум в августе. Например, в 2010 г. августовское потребление составило 41% от февральского, в 2011 г. – 42%. Следует отметить, что распределение потребления обследуемого объекта по месяцам отличается от общегородского очень высокой неравномерностью и смещением экстремумов: минимума с июня на август, а максимума с января на февраль. Это объясняется особенностями графика учебного процесса. В этих условиях особенно важно для работы без штрафных санкций со стороны энергоснабжающей организации ежемесячно контролировать электропотребление основных потребителей и своевременно корректировать его величину в сторону уменьшения или увеличения путём оформления соответствующих уведомлений в электроснабжающую организацию.
Рис. 9.2.
Рис. 9.3.
Далее целесообразно рассчитать и раскрыть структуру присоединённой мощности. Эта мощность представляет собой сумму установленной мощности и мощности электрических потерь в сетях потребителя. Установленная мощность равна сумме номинальных мощностей электроприёмников объекта энергоаудита. В качестве примера в таблица 9.2 таблица 9.3 таблица 9.4 и на рис. 9.4 представлены сведения о значениях и структуре установленной мощности лабораторного корпуса ГТУ, которые являются типичными для технических факультетов вузов.
| Таблица 9.2. Сведения об установленной мощности системы освещения | |||
| Наименование оборудования | Единичная мощность, Вт | Количество, шт. | Общая мощность, кВт |
| Лампы накаливания | 2,4 | ||
| Светильники люминесцентные с ЭмПРА | 58,32 | ||
| Лампы энергосберегающие | |||
| Лампы ДРЛ | 1,5 | ||
| ИТОГО: | 62,22 |
| Таблица 9.3. Сведения об установленной мощности | |||||
| Оборудование (наименование) | Количество (единиц) | Мощность оборудования (кВт) | Среднее время использования за сутки (час) | ||
| уровень напряжения 220В | уровень напряжения 380В | ||||
| Оргтехника и компьютеры | |||||
| Установка охлаждающая "ВТХ 0-12" | 5,9 | 0,5 | |||
| Установка охлаждающая "ВТХ 0-18" | 7,1 | 0,5 | |||
| Компрессоры | 34,54 | ||||
| Прессы | 6,3 | ||||
| Лабораторное оборудование | 278,1 | ||||
| Печи электрические | 90,33 | ||||
| Сушильные шкафы | 10,88 | ||||
| Установка "RAPIDO" | |||||
| Установка "Series 100D" | 5,5 | ||||
| Фрезерные станки | 21,5 | 1,5 | |||
| Вибростенды и вибромашины | 3,5 | 1,2 | |||
| Установка "ЖИФ-11" | 1,1 | ||||
| Установка "ЖИФ-15" | 1,1 | ||||
| Установка "ЖИФ-5" | 1,1 | ||||
| Заточные станки, наждаки | 10,57 | ||||
| Кран-балка | 5,3 | 0,5 | |||
| Литьевые машины | 90,55 | ||||
| Магнетроны | 0,25 | ||||
| Молоты | 132,5 | 0,02 | |||
| Насосы | 29,5 | 0,25 | |||
| Сверлильные станки | 8,9 | 0,04 | |||
| Токарные станки | 46,22 | 0,2 | |||
| Прочие станки | 22,58 | 67,32 | 0,2 | ||
| Лазеры | 0,1 | ||||
| Прочее оборудование | 0,22 | ||||
| ИТОГО: | 417,08 | 965,8 |
| Таблица 9.4. Установленная мощность по группам потребителей | ||
| Группа потребителей | Установленная мощность, кВт | В процентах к общей мощности, % |
| Лабораторное оборудование | 278,1 | 19,2 |
| Оргтехника и компьютеры | 0,3 | |
| Технологические установки | 571,01 | 39,5 |
| Компрессоры и насосы | 64,04 | 4,4 |
| Станочное оборудование | 235,38 | 16,4 |
| Литейное и кузнечно-прессовое оборудование | 229,35 | 15,9 |
| Освещение | 62,22 | 4,3 |
| ИТОГО: | 1445.1 | 100,00 |
Рис. 9.4.
С учётом установленной мощности, среднего времени работы и количества оборудования имеется возможность рассчитать объёмы потребления электроэнергии для различных нагрузок и проанализировать распределение значений этого показателя для вышеперечисленных групп потребителей. Результаты расчётов для лабораторного ГТУ представлены в таблица 9.5 и проиллюстрированы диаграммой рис. 9.5
| Таблица 9.5. Распределение потребления электроэнергии за 2011г. по группам потребителей | |
| Потребители | Количество потреблённой электрической энергии, тыс. кВт  ч
|
| Лабораторное оборудование | 206,91 |
| Оргтехника и компьютеры | 7,44 |
| Технологические установки | 14,16 |
| Компрессоры и насосы | 6,35 |
| Станочное оборудование | 5,84 |
| Литейное и кузнечно-прессовое оборудование | 9,91 |
| Освещение | 61,72 |
| Итого: |
Рис. 9.5.
Для анализа динамики электропотребления отчёт должен содержать сведения о потреблении электроэнергии и финансовых затратах на это за четыре последних года эксплуатации здания (на момент проведения обследования). Эти сведения целесообразно представить в виде диаграмм, подобных представленным рис. 9.1 и рис. 9.2
Важной составляющей присоединённой мощности является мощность электрических потерь в сетях потребителя. Определение потерь в питающей сети лабораторного корпуса университета выполним методом оценки потерь по обобщенной информации о схемах и нагрузках сети. В соответствии с этим методом потери электроэнергии в линиях напряжением 0,38 кВ с площадью поперечного сечения головного участка 
и отпуском электрической энергии в линию 
за период Д (дней) рассчитываются по формуле:
где 
– количество линий;
–эквивалентная длина линии;
–фазовый сдвиг между напряжением и током на головном участке;
–коэффициент, учитывающий характер распределения нагрузок по длине линии и несимметрию нагрузок фаз;
коэффициент, учитывающий неодинаковость длин линий и плотностей тока на головных участках линий;
коэффициент заполнения графика.
Следует, отметить, что эта формула дает весьма приближенные результаты, т.к. коэффициенты и 
зависят от большого количества факторов, а коэффициент заполнения графика и фазовый сдвиг при отсутствии информации о них принимаются на уровне средних значений.
Эквивалентная длина линии определяется по формуле:
где 
–количество линий;
–эквивалентная длина линии;
–фазовый сдвиг между напряжением и током на головном участке;
Коэффициент –определяют по формуле:
где 
-доля энергии, отпускаемой сторонним потребителям;
коэффициент, принимаемый равным 1 для линий 380/220В и равным 3 для линий 220/127В.
Коэффициент определяется по формуле:
Ввиду отсутствия данных о коэффициенте заполнения графика и фазовом сдвиге между напряжением и током при проведении расчетов принимается 
Расчет производится для четырёх линий 0,4 кВ (кабельных) и 6 (шести) проводных, находящихся на балансе университета. На этих линиях сторонние потребители отсутствуют, поэтому 
поэтому значения коэффициентов и 
следующие:
Результаты расчета эквивалентных длин линий приведены в таблица 9.6
| Таблица 9.6. | ||||
| Вводы | Длина магистрали, Lм, км | Длина 2-х и 3-х фазных ответвлений, , км
| Длина однофазных ответвлений, , км
| Эквивалентная длина линии,Lэкв, км |
| Кабельные | 0,134 | 0,134 |
Результаты расчета потерь в линиях электропередач 0,4 кВ представлены в таблица 9.7
| Таблица 9.7. | |||||||||||
| ЛЭП | 
|
|
| Д |
|
| N |
| 
| 
| |
| км | кВтч | дней | шт | кВтч | ||||||
| Кабельная | 0,134 | 9,67 | 1,25 | 0,3 | 0,6 |
Таким образом, расчётные значения потерь электроэнергии в линиях электропередач лабораторного корпуса университета составляют 1570 кВт. ч/год или 0,5 % от общего потребления.
Полученные результаты позволяют составить баланс по потреблению электроэнергии для учебного корпуса. Основной целью составления баланса является определение структуры потребления электроэнергии отдельными группами электроприемников, находящихся на обследуемом объекте, разработка рекомендаций по снижению электропотребления и определение лимитов потребления на перспективный период.
Приходная часть баланса определяется по показаниям счётчиков коммерческого учёта электроэнергии, установленных на границе балансовой принадлежности электрических сетей. Из приходной части вычитается транзит электроэнергии через сети учреждения.
Расходная часть определяется по результатам расчета, который выполняется следующим образом. Выделяются группы электроприемников с примерно одинаковыми коэффициентами спроса (
), для каждой из этих групп рассчитывается годовой расход электроэнергии по выражению:
где 
–суммарная установленная активная мощность электроприемников i -ой группы;
–коэффициент спроса электроприемников i -ой группы;
– годовое число часов работы электроприемников i -ой группы, час.
Значения и 
получены экспертным путем с учетом данных, представленных заказчиком. Кроме того, для расчета электропотребления были приняты коэффициенты спроса для осветительной нагрузки менее 0,6 с тем, чтобы учесть, что часть светильников является неработающими.
Значения мощности, для осветительных установок определены с учетом типа источников света
где 
и 
– установленная мощность светильников соответственно с лампами накаливания и люминесцентными лампами, кВт; 
коэффициент, учитывающий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА) светильников с газоразрядными лампами (для дроссельных ПРА, установленных в корпусе, 
В расходную часть баланса так же входят расчетно-нормативные потери в электрической сети. Наличие разницы между приходной и расходной частями баланса свидетельствует в большинстве случаев о неучтённых потерях или потребителях. Баланс представлен в таблица 9.8
| Таблица 9.8. | ||||||
| № п/п | Статья прихода/расхода | Суммарное потребление | Расчетно-нормативное потребление с учетом нормативных потерь | Примечание | ||
| кВтч | кВтч | % | ||||
| I. ПРИХОД | ||||||
| Сторонний источник | ||||||
| Собственная ТЭС | - | |||||
| Резервный дизель-генератор | - | |||||
| Транзит мощности | ||||||
| Итого приход (1+2+3-4) | ||||||
| II. РАСХОД | ||||||
| Лабораторное оборудование | 66,0 | |||||
| Оргтехника и компьютеры | 2,4 | |||||
| Технологические установки | 4,5 | |||||
| Компрессоры и насосы | 2,0 | |||||
| Станочное оборудование | 1,9 | |||||
| Литейное и кузнечно-прессовое оборудование | 3,2 | |||||
| Освещение | 19.7 | |||||
| Производственный расход | 99,7 | |||||
| Субабоненты | - | |||||
| Технологические потери (в том числе): | ||||||
| Потери эксплуатационно неизбежные(условно-постоянные) | - | |||||
| Потери в питающей сети (нагрузочные) | 0,5 | |||||
| Нерациональные потери | - | - | ||||
| Итого расход (16+17+18+21) |
Заключительный раздел главы содержит констатирующие положения, перечисление выявленных недостатков и предложения по повышению энергоэффективности. Для лабораторного корпуса ГТУ эта часть может быть следующего содержания.
Поставщиком электрической энергии для лабораторного корпуса ГТУ является ОАО "Областные Коммунальные Системы". Поставка электрической энергии осуществляется на основе Государственного контракта №5 от 01.01.2010 г. с ОАО "ОКС", который пролонгировался в последующие годы с учётом происходящих изменений по условиям поставки и изменений стоимости услуг. Снабжение электрической энергией осуществляется через сети Обособленного Подразделения "Областная электросетевая компания", по двум линиям с кабелями марки АВБбШв 4х120 
, что соответствует ПУЭ п. 2.3.52[38].
Электроприемники ГТУ в соответствии с представленными документами по надежности электроснабжения относятся ко второй категории, что соответствует требованиям нормативно-технической документации [39] [40]
Электроснабжающая организация не предоставляет сведения по лимитам каждого здания ГТУ, поэтому принимаются расчетный лимит потребления электроэнергии, который для лабораторного корпуса составляет 363447 кВт. ч/год.
По результатам обследования лабораторного корпуса имеются следующие замечания:
- отсутствует схема электроснабжения;
- не ведётся технический учёт потреблённой электроэнергии;
- велика доля ламп накаливания в суммарной мощности осветительной нагрузки (более 3,9%);
- в большинстве светильников с люминесцентными лампами отсутствуют современные электромагнитные и электронные пуско-регулирующие аппараты с пониженными потерями;
- для внешнего освещения применяются устаревшие светильники с лампами типа ДРЛ;
- при наличии существенной доли электродвигательной нагрузки (в суммарной мощности технологических потребителей – 46%, в суммарном годовом объёме потребления – 9%) отсутствуют устройства компенсации реактивной мощности;
- не применяются частотно-регулируемые приводы для систем вентиляции, компрессоров и насосов;
- большая часть потребителей в группах "технологические установки" и "станочное оборудование" (около 46% по установленной мощности) практически не эксплуатируются;
- ряд шкафов, щитов и щитков электротехнического назначения не имеют запирающих устройств, что противоречит п. 2.2.4. Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) [39] и п. 1.3.11. Межотраслевых правил по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок [41];
- на двери РУ-0,4 отсутствуют предупреждающие плакаты и знаки установленного образца, на предохранительных щитках и у предохранителей присоединений отсутствуют надписи, указывающие номинальный ток плавких вставок, что противоречит п. 2.2.20 ПТЭЭП;
- на оборотных сторонах некоторых дверей шкафов, щитов и щитков не были обнаружены надписи, соответствующие распределению присоединений по группам, что противоречит п. 2.2.20 ПТЭЭП, в котором оговаривается, что на дверях и внутренних стенках камер ЗРУ, оборудовании ОРУ, лицевых и внутренних частях КРУ наружной и внутренней установки, сборках, а также на лицевой и оборотной сторонах панелей щитов должны быть выполнены надписи, указывающие назначение присоединений и их диспетчерское наименование;
- для части обследованных шкафов, щитов, щитков можно отметить высокую их загрязненность, что противоречит п. 2.2.17. ПТЭЭП, в соответствии с которым электрооборудование должно периодически очищаться от пыли и грязи, причём сроки очистки устанавливает ответственный за электрохозяйство с учетом местных условий, уборку помещений РУ и очистку электрооборудования должен выполнять обученный персонал с соблюдением правил безопасности.
Ключевые термины:
Установленная электрическая мощность – мощность равная сумме номинальных мощностей электроприёмников объекта энергоаудита.
Присоединённая электрическая мощность - сумма установленной мощности и мощности электрических потерь в сетях потребителя.
Баланс по потреблению электроэнергии – система показателей, характеризующая соответствие потребления электроэнергии и потерь в электрических сетях количеству электроэнергии, поступившей от электроснабжающей организации.
Краткие итоги лекции:
- Основные результаты энергетического обследования содержатся в техническом отчёте.
- Энергетическое обследование, проведённое на объектах университета в 2012 г., в соответствии с принятой классификацией является по повторяемости – первичным, по объемам проведения - комплексным, по назначению – энергоаудитом общественных и административных зданий.
- Распределение потребления обследуемого объекта по месяцам отличается от общегородского очень высокой неравномерностью и смещением экстремумов: минимума с июня на август, а максимума с января на февраль. Это объясняется особенностями графика учебного процесса. В этих условиях особенно важно для работы без штрафных санкций со стороны энергоснабжающей организации ежемесячно контролировать электропотребление основных потребителей и своевременно корректировать его величину в сторону уменьшения или увеличения путём оформления соответствующих уведомлений в электроснабжающую организацию.
- Целями составления баланса потреблению электроэнергии являются: определение структуры потребления отдельными группами электроприемников, находящихся на обследуемом объекте; разработка рекомендаций по снижению электропотребления и определение лимитов потребления на перспективный период.