Сегодня с развитием во всем мире современных технологий в таких сферах как: сельское хозяйство, сфера производства и т.д., потребность в использовании электрической энергии возрастает.

Энергосбережение в осветительных установках (ОУ) представляет собой комплексную задачу, предусматривающую снижение затрат в ОУ и определяющую срок окупаемости затрат на новую или переоборудуемую осветительную систему[1.c.80].

Как нам известно, из-за того, что 85% электрической энергии в нашей стране вырабатывается в тепловых электрических станциях, потребность в ресурсах увеличивается. ¼ часть электроэнергии, вырабатываемой в нашей стране, расходуется на осветительные системы. Поэтому важное значение имеет правильная подборка и разработка осветительной системы.

Целью вычисления осветительной системы является выяснение полной мощности трансформатора и областей пересечения проводов магистральной кабельной системы.

Сила, обеспечивающая трансформатор электрической энергией кВА, вычисляется следующей формулой[2.c.56]:

1. Для приборов, освещающих лампу накаливания

S_тр=P_лn_л /100η_с

2. Для приборов, освещающих газоразрядные устройства

S_тр=P_л n_л / (100 η_с  cosφ)

здесь,  P_л – мощность лампы вт, n_л – количество ламп, η_с = 0.9 ÷ 095 коэффициент полезных действий проводов или кабеля, η_св – коэффициент полезных действий освещения, cosφ – коэффициент мощности освещения.

Нужно выбирать такие области пересечения кабельных систем, чтобы мощность и снижение системы не превышали показатели, предусмотренные в государственном стандарте. Эти установленные показатели таковы: для осветительных систем, установленных на поверхности +0.025Uн и для систем, освещающих подземелье +0.04Uн.

Поверхности сечения проводов или магистральных кабельных линий мм²  вычисляется по нижеуказанной формуле:

S=M/C ∆U%

здесь, М-момент нагрузки ( если нагрузка – Р  сосредоточена на крайней концовке линии L,    М=Р L, если нагрузка распределена по всей линии, тогда  М=Р L/ 2  )кВт м;   С – коэффициент связанный с сопротивлением  провода и линии;    ∆U  – разрешенное снижение сопротивления. %

Коэффициент провода измеряется с помощью следующей формулы:

С=ɤU_л10^-5

ɤ- переходность сравнения материала провода, м/Ом мм²

Формула основных современных осветительных ламп:

Ф =E S/ ηN

здесь, Е – данная минимальная осветимость лм (люмен), S – поверхность площади м², η -  коэффициент использоваηния, Ф – поток освещения,

к – коэффициент запаса.

Темой и целью данной статьи является снижение расхода
электрической энергии в уличных современных осветительных приборах, которые устанавливаются и будут установлены в городах.

Если в городе Андижан вместо лапм РКУ – 250 вт будут использоваться лампы РКУ – 150 на 24 метровых улицах и Лёд-100 вместо Лёд- 150 на 16 метровых улицах, то это значительно снизит расходы электричества.

В качестве примера приведём улицу Лермонтова. Длина улицы 0.8 км, где на сегодняшний день установлены современные осветительные приборы.

Если на данной улице лампы Лёд-150 будут изменены на Лёд-100, то энергосбережение осветительной системы значительно снизится. Данная задача будет выполняться с учетом того, что улица является 16 метровой, с учетом количества жилых домов, учреждений и пешеходных знаков вдоль улицы. В ночное время можно выключить вышеуказанные объекты и рекламные баннеры, но нужно учесть и прекращение движения людей вдоль пешеходных дорог.

С учётом вышеуказанных предложений и вычислений, по всем улицам республики с учётом уровня освещения дорог снизится расходы на электричество.

Полный ток:       (1)

Потери напряжения:       (2)
Потери мощности:        (3)
где  – коэффициент реактивной мощности; .
Управление реактивными источниками питания в системе электроснабжения является актуальным. Анализ показал, что исследование первичных элементов системы управления источниками реактивной мощности позволяет увеличить возможности разработки новых конструкции на основе цифровой технологии. Применение специальных чувствительных элементов обеспечивают унифицированные значения и выходного тока (100 мА) и напряжения (20 В), создает условие для использования цифровой техники контроля, защиты и управления источниками реактивной мощности[2.с.58].
Результаты исследования показали, что электромагнитные первичные преобразователи с распределенными магнитными параметрами при управлении реактивными источниками электроснабжения полностью соответствуют требованиям по критерию чувствительности, оперативности, надежности и точности. Графовая модель процесса преобразования магнитного потока в магнитопроводе с распределенными параметрами представлен на рис.1.

Рис. 1. Графовая модель процесса преобразования

На основе графой модели можно исследовать Ф_МУ, Ф_µ11, Ф_µ21, Ф_Х.О, Ф_g1- магнитные потоки, проходящие между магнитным стержнем и воздушным зазором, U_µ10-U_µ1n-U_µ20-U_µ2n- магнитодвижущие силы, G_µ1-G_µ6- магнитные проводимости воздушного зазора, R_µ11,-R_µ21 - магнитные сопротивления верхнего и нижнего частей стержней магнитопровода.
Графовая модель магнитной цепи преобразования первичного электромагнитного преобразователя позволяет определить значения магнитодвижущих сил в узлах графовой модели, представляющая следующие аналитические выражения:

      (4)

Магнитные потоки в каждой из участков преобразования определяются на основе следующего выражения :

      (5)

На основе выражений (4) и (5) определяется взаимосвязь магнитодвижущей силы первичного электромагнитного преобразователя U_µ=f(n) (a) и магнитного потока Ф_µ=f(n) (б) в зависимости с количеством участков разбиения цепи преобразования – n (рис. 2).

     
а)                                                                   б)

Как видно из графиков зависимости магнитодвижущей силы (а) и изменения магнитного потока (б) в зависимости с количеством участков разбиения цепи преобразования – n, с изменением геометрических размеров – параметров датчика (1 – 50 мм, 2 – 40 мм, 3 – 30 мм, 4 – 20 мм) изменяются величины магнитодвижущих сил и значения магнитных потоков. Кроме того, когда количество участков разбиения графовой модели n = 6, точность расчета магнитного потока электромагниитного преобразователя с распределенными параметрами повышается на 0,68 – 1,55% .
Устойчивое значение выходного сигнала управления относительно входного сигнала достигнуто в интервале времени 0,03-0,04 сек. после включения первичного электромагнитного преобразователя тока во втором иное напряжение (по стандартным требованиям данное время не должно превышать 0,1 сек.). При этом суммарная погрешность датчика составила =0,49 (Данная погрешность должна быть <0,5).

1) снижение номинальной напряжения потребителям в результате потери напряжения в сети;

2) в результате существования специальных потребителей (дросселей или трансформаторов в режиме насыщения, полупроводников и других несимметричных элементов) возникает несимметрия и несинусоидальность напряжения;

3) превышение величины потребляемой мощности из-за неправильной организации эксплуатации.

Увеличение или уменьшение номинального напряжения отрицательно сказывается на работе асинхронных двигателей и осветительных приборов. Снижение напряжения снижает крутящий момент двигателя и приводит к увеличению расхода электроэнергии. Снижение напряжения на 1% по сравнению с номинальным снижает световой поток ламп накаливания на 3-4%, люминесцентных ламп на 1,5% и ламп типа ДРЛ на 2,2%. Увеличение напряжения до 10% снижает срок службы ламп в 3 раза. Снижение напряжения по отношению к номиналу увеличивает срок службы ламп, но, следовательно, приводит к резкому снижению их освещенности. Газоразрядные и люминесцентные лампы не излучают свет, когда напряжение уменьшается на 20%.
Изменение напряжения также отрицательно сказывается на работе конденсаторных батарей. Снижение напряжения сети до 10% снижает реактивную мощность конденсатора до 81%. Увеличение напряжения до 10% приводит к перегрузке конденсатора, так как его реактивная мощность увеличивается до 121%.
Для нормального функционирования электрических потребителей отклонение напряжения от номинального не должно превышать следующих величин: – 5% + 10% для электродвигателей и аппаратов; – 2,5% + 5% для электродвигателей; ± 5% для остальных электропотребителей.
Наиболее широкое применение в системах электроснабжения нашли трехфазные электрические сети (ЭС). Однако при несимметрии трехфазной системы напряжений появляются напряжения обратной и нулевой последовательностей. Это приводит к изменениям значений фазных и междуфазных напряжений, смещения нейтрали трехфазной системы. Как следствие, растут потери активной мощности, ускоряется старение изоляции, возникают опасные вибрации из-за знакопеременных вращающих моментов, увеличиваются пульсации выпрямленного напряжения, возрастает вероятность ошибок релейной защиты и погрешность электросчетчиков и т.д. [1].
В результате несимметричного напряжения на синхронных и асинхронных двигателях образуется дополнительное нагревание и противоположный момент.
Несимметричность напряжения оценивается по значению коэффициента симметричности. Значения коэффициентов несимметрии напряжений определяются по формулам [2]:

 (1)
 (2)

где U₂ — напряжение обратной последовательности; U₀ — напряжение нулевой последовательности; U₁ — напряжение прямой последовательности.
Трехфазные несимметричные нагрузки могут быть выровнены с помощью реактивных источников питания..

Рис.1. Схема выравнивания несимметричности с помощью конденсаторных батарей

В трехфазных сетях существует несколько способов и средств определения несимметричности. При управлении конденсаторными батареями и определении несимметричности трехфазной сети целесообразно использовать электромагнитных преобразователей тока в напряжение с плоскими измерительными обмотками(ЭМПТН с ПИО) [3,4].
Результаты исследований показали, что ЭМПТН с ПИО обеспечивает выполнение всех условий и требований, чтобы измерять показатели качества электроэнергии в управлении мощностью компенсирующего устройства.

Компенсацию реактивной мощности электроустановок промышленных предприятий осуществляются с помощью статических конденсаторов. Конденсаторы для компенсации реактивной мощности выпускаются на напряжения 220, 380 и 660 В в трехфазном исполнении мощностью от 3 до 10 кВар и на напряжения 1,05; 3,15; 6,3 и 10,5 кВ – в однофазном исполнении мощностью от 13 до 75 кВар.[1-с.158]

Конденсаторы для компенсации реактивной мощности и другие конденсаторы эксплуатируемые в промышленности в процессе наладки и во время эксплуатации подвергаются испытаниям согласно требованиям «Объема и норм».

Испытание изоляции повышенным напряжением производится для выявления дефектов в изоляции электрооборудования, не выявленных при предварительных испытаниях из-за недостаточного уровня напряженности электрического поля. Испытание повышенным напряжением является основным испытанием, после которого выносится окончательное суждение о возможности нормальной работы оборудования в условиях эксплуатации. Установленный уровень испытательных напряжений соответствует пробивным напряжением изоляции при наличии в них сосредоточенных грубых дефектов.

При испытанных повышенным напряжением и выявляются эти дефекты. Уровень испытательных напряжений ниже уровня заводских испытательных напряжений и составляет (0,75-0,9) U_{исп.зав.} (2-с157) Это объясняется нецелесообразностью во время испытаний развивать незначительные, не влияющие на нормальную работу дефекты до опасных, которые, уменьшая электрическую прочность, могут проявиться не во время испытаний, а во время эксплуатации. В качестве испытательного в условиях наладки используется обычно напряжение промышленной частоты 50 Гц. Это обеспечивает возможность в период эксплуатации проведения испытания изоляции в условиях сравнимых диэлектрических потерь и такого же распределения градиентов электрического поля, как и условиях первых ее испытаний во время производства наладочных работ.

Время приложения испытательного напряжения ограничено во избежание появления дефектов в изоляции и преждевременного старения ее: для главной изоляции –до 1 минут. [2-с.157] Указанное время обычно достаточно для осмотра электрооборудования во время его испытания и выявления место пробоя.

Общие нормы испытательного напряжения изоляции электрооборудования распределительных устройств для вновь вводимых в эксплуатацию и эксплуатируемых измерительных трансформаторов, аппаратов и изоляторов принимают равными 90 % заводского испытательного напряжения.

Измерение сопротивления изоляции бумажно-масляных конденсаторов производится мегомметром 2500 В, относительно корпуса конденсатора и между выводами. Величина сопротивления изоляции и коэффициента абсорбции не нормируются.[2-с.157]

Емкость конденсаторов измеряют при помощи мостов переменного тока типов Р-525, Р-595, МД-16 и др. или методом амперметра и волтьметра при напряжении 110-220 В переменного тока. Величина емкости С_х подсчитываете и по формуле: С_х =1^.10⁶ / ωU , мкф

I-измеренный ток, A; U — напряжение, B, на конденсаторе при испытании

при ƒ=50 гц (ω= 3,14 рад/сек).(3-с158)

При измерении емкости конденсаторов при напряжении 3—10 кВ вместо амперметра в схему включается миллиамперметр. При отсутствии миллиамперметра можно измерить емкость при помощи двух вольтметром, рис-1

Рис-1 (а)                                                               (б)

а величину ее подсчитать, по формуле С_х =10⁶ / ωR₂tgφ , мкф,

где, R₂- внутреннее сопротивление вольтметра, Ом; tgφ- определяют по косинусу угла φ сдвига фаз между напряжениями вольтметров V₁ и V₂, (соs φ= U₁/U₂)

Емкость в трехфазных конденсаторах измеряется последовательно между каждой парой закороченных выводов и третьим выводом согласно таблицы 1.

Последовательность измерения емкости (2-158)

Таблица 1

Полная емкость трехфазного конденсатора определяется как полусумма всех парных емкостей:

С=

При измерении емкости мостом МД-16 или Р-525 величину емкости пдсчитывают по формуле

С_х ⁼ 

на основании величины R₃, измеренной при полной балансировке схемы.[2-с.158,159]

Измеренные величины емкости не должны отличатся от паспортных данных величину бошльше приведенной в таблице.

Таблица 2. Предельные величины изменений емкости конденсаторов

Измерение диэлектрических потерь конденсаторов производят при испытательном напряжении, не превышающем величину номинального напряжения, У конденсаторов связи измеряется при испытательном напряжении 10 кВэфф. При отсутствии испытательного устройства достаточной мощности измерение tg δ конденсатора производится на малом напряжении.[2-с.159]

Величина tg δ, измеренная при t = +20° С, не должна превышать для новых конденсаторов связи, конденсаторов отбора мощности и делительных конденсаторов 0,4%. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь у силовых конденсаторов не производится. Контроль величины испытательного напряжения ведется на стороне высшего напряжения статическим киловольтметром. Величины испытательного напряжения для конденсаторов различных назначений и типов приведены в ниже следующей таблице-3.

Конденсаторы силовые

Таблица 3.

Конденсаторы связы

Конденсаторы отбора

Конденсаторы делительные

Конденсаторы, имеющие один вывод, соединенный с корпусом, повышенным напряжением не испытываются. Испытание конденсаторов переменным напряжением при отсутствии установки достаточной мощности может быть заменено испытанием выпрямленным напряжением удвоенной величины. Изоляция фарфоровых подставок для конденсаторов испытывается напряжением промышленной частоты 70 кв.(2-с160) Батарея конденсаторов испытывается трехкратным включением на номинальное напряжение. Перед включением мегомметром проверяется исправность конденсаторов, цепи разряда и цепи заземления конденсаторов. При включении батареи в сеть измеряются токи нагрузки каждой фазы. Величины токов не должны различаться более чем на 5 %. Запрещается включать батарею конденсаторов на напряжение более 1,1 номинального напряжения конденсаторов. После испытаний и перед включением батарея конденсаторов должна быт надежно разряжена. Разряд конденсаторов (обязательно каждого элемента) независимо от наличия разрядного сопротивления (3 кОм для конденсаторов до 500 В и 10 кОм для конденсаторов свыше 500 В) производится при помощи заземляющей штанги с закорочиванием выводов конденсатора на «землю»(2-с160)

В 1930-е годы Узбекистан производил 1 миллион кВтч электроэнергии в год, а к 2021 году этот показатель превысит 65 миллиардов кВтч. На сегодняшний день восстановлена единая кольцевая сеть ​​ 500 кВ энергосистем Узбекистана, Киргизии, Таджикистана, Казахстана и Туркменистана. Подключение генерирующих электростанций к единой высоковольтной воздушной сети и централизованное управление ею называется электроэнергетической системой. Вырабатываемая электроэнергия дешевая и ее легко передавать. В результате спрос на электроэнергию из года в год растет. (рис-1)

Рис.1 Тепловая электростанция.

В стране 85% электроэнергии вырабатывают тепловые электростанции. (рис.2) Остальные 15% вырабатываются гидроэлектростанциями и альтернативной энергетикой.

Рис. 2. Гидроэнергетические системы.

Принимаются меры по сокращению потерь энергии и потерь при качественной передаче электроэнергии, а также в энергосистеме, и ведется работа по программе.

Трата электроэнергии составляет 10-15% на электростанциях и 15-17% в воздушных сетях.

А). Следующие меры могут быть достигнуты для уменьшения потерь энергии в электроприборах, если следующие меры приняты для уменьшения потерь энергии.

Замена устаревших трансформаторов, работающих на подстанциях, на новые повышенной мощности.

ТП, подключенных от ВЛ 6-10 / 0,4 кВ, для облегчения загрузки перегруженных трансформаторов, равномерного распределения нагрузок, правильного выбора трансформаторов с учетом требуемой нагрузки, контроля сезонных трансформаторов, своевременного проведения текущего и полного ремонтов оборудования и сетей.

Б). Снижения траты энергии можно добиться, если принять следующие меры по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях.

1. В ВЛ 6-10 кВ; Правильный подбор поперечной площади сечения проводов каждой воздушной линии передачи, подтяжка провисших проводов, обновление точек соединения и узлов проводов, если их много замена лишних, замена битых изоляторов, регулировка расстояния между опорами, корректировка размеров стрелы провеса, корректировка наклонных опор, очистка сети от деревьев, равномерное распределение нагрузки.

2. В ВЛ 0,4 кВ; Правильный подбор поперечной площади сечения проводов каждой воздушной линии передачи, подтяжка провисших проводов, обновление точек соединения и узлов проводов, если их много замена лишних, замена битых изоляторов, регулировка расстояния между опорами, корректировка размеров стрелы провеса, корректировка наклонных опор, очистка сети от деревьев, равномерное распределение нагрузки.

В ВЛ 0,4 кВ, ВЛ 6-10 кВ имеют ряд недостатков по сравнению с указанными мероприятиями. На воздушные линии 0,4 кВ в энергосистеме приходится тратить больше средств, чем на воздушные линии 6-10 кВ из-за своей длины и протяженности.

¼ Часть вырабатываемой электроэнергии приходится на осветительные сети, поэтому важно выбрать и поддерживать правильную систему освещения. Поверхности сечения проводных и кабельных сетей следует выбирать таким образом, чтобы падение напряжения между нагруженными сетями не превышало значений, установленных ГОСТами.

Поперечные сечения проводов или магистральных кабельных сетей в мм² определяется по этой формуле.

S = M/С ΔU %

Здесь – момент нагрузки М; Коэффициент зависит от материала С-провода и сетевого напряжения; ΔU-допустимое падение напряжения. %

В целях повышения энергоэффективности желательно заменить лампы накаливания на новые современные лампы, на выходе из дома выключить свет и бытовую технику.

Представленные идеи и выводы, конечно, могут быть реализованы в энергосистеме. Исходя из темы статьи, бесперебойное электроснабжение в системе будет достигнуто при правильной организации мероприятий по снижению потерь энергии и предотвращению потерь энергии. Кроме того, правильный подбор нового оборудования и сетей, повышение энергоэффективности, а также своевременный ремонт электрооборудования и сетей обеспечат рациональное использование электроэнергии.