Экономия электроэнергии в осветительных установках.

9.2.6.1. Применение эффективных источников света.

Одним из наиболее эффективных способов уменьшения установленной мощности освещения является использование источников света с высокой световой отдачей. В большинстве осветительных установок целесообразно применять газоразрядные источники света: люминесцентные лампы, ртутные, металлогалогенные и натриевые лампы.

Перевод внутреннего освещения с ламп накаливания на люминесцентные лампы, а наружного освещения на ртутные (ДРЛ), металлогалогенные (ДРИ) и натриевые (ДНаТ) лампы позволяет значительно повысить эффективность использования электроэнергии.

При замене ламп накаливания люминесцентными лампами освещённость в помещениях возрастает в два и более раз, в то же время удельная установленная мощность и расход электроэнергии снижаются. Например, при замене ламп накаливания люминесцентными лампами в спальных помещениях освещённость возрастает с 30 до 75 лк и при этом экономится 3,9 кВТ.ч электроэнергии в год на каждый квадратный метр площади. Это достигается за счёт более высокой световой отдачи люминесцентных ламп. Например, при одинаковой мощности 40 Вт лампа накаливания имеет световой поток 460 лм, а люминесцентная лампа ЛБ-40 - 3200 лм, т.е. почти в 7 раз больше. Кроме того, люминесцентные лампы имеют средний срок службы не менее 12000 ч, а лампы накаливания - лишь 1000 ч, т.е. в 12 раз меньше.

При выборе типа люминесцентных ламп следует отдавать предпочтение лампам типа ЛБ как наиболее экономичным, обладающим цветностью, близкой к естественному свету.

В установках наружного освещения наибольшее распространение получили ртутные лампы типа ДРЛ. Чаще всего используются лампы мощностью 250 и 400 Вт.

Дальнейшее повышение экономичности лампы ДРЛ достигнуто введением в её кварцевую горелку наряду с ртутью иодидов талия, натрия и индия. Такие лампы называются металлогалогенными, имеют обозначение ДРИ. Световая отдача этих ламп в 1,5-1,8 раз больше, чем ламп ДРЛ той же мощности.

Ещё более эффективными для установок наружного освещения являются натриевые лампы высокого давления. Они по экономичности в два раза превосходят лампы ДРЛ и более чем в шесть раз -лампы накаливания.

Для ориентировочной оценки экономии электроэнергии, получаемой при замене источников света на более эффективные, можно пользоваться таблицей 15.

Таблица 15
Возможная экономия электроэнергии за счёт перехода на более эффективные источники света.
Заменяемые источники света	Среднее значение экономии, %-
Люминесцентные лампы - на металлогалогенные
Ртутные лампы - на:
-люминесцентные
- металлогалогенные
- натриевые
Лампы накаливания - на:
- ртутные
-натриевые
- люминесцентные
- металлогалогенные

9.2.6.2. Устранение излишней мощности в осветительных установках.

Наличие завышенной мощности осветительной установки может быть выявлено путём сравнения фактических значений освещённости или удельной установленной мощности с их нормируемыми значениями.

Фактическая освещённость замеряется с помощью люксметра или определяется расчётом.

При выявлении освещённости, превышающей норму необходимо заменить лампы на менее мощные или уменьшить их количество и тем самым довести освещённость до нормы.

Если фактическая удельная установленная мощность превышает норму, то следует уменьшить мощность установки, сократив освещённость до уровня нормы (например, путём изменения высоты подвеса светильников).

Таблица 16
Коэффициент спроса осветительной нагрузки
Наименование помещения	Кс
Мелкие производственные здания и торговые помещения	1,0
Производственные здания, состоящие из ряда отдельных помещений или из отдельных крупных пролётов	0,95
Библиотеки, административные здания, предприятия общественного питания	0,9
Учебные, детские, лечебные учреждения, конторские, бытовые, лабораторные здания	0,8
Складские помещения, электроподстанций	0,6
Наружное освещение	1,0

9.2.6.3. Исключение нерационального использования осветительных установок.

Бесхозяйственное отношение к использованию электроэнергии приводит к тому, что осветительные установки без надобности работают днём и ночью. Если полностью устранить нерациональное использование осветительной установки, то экономия электроэнергии за* год может оказаться значительной. Расчёт экономии электроэнергии ведётся с учётом коэффициента спроса (таблица 16).

9.2.6.4. Автоматизация управления осветительными установками.

Значительная экономия электроэнергии может быть получена за счёт максимального использования естественного света в сочетании с автоматическим управлением искусственным освещением.

Существуют одно - и двухпрограммные автоматы освещения. Однопрограммные автоматы применяются в тех/случаях, когда освещение должно работать весь период тёмного времени суток. Экономия электроэнергии достигается за счёт точного соблюдения моментов автоматического включения искусственного освещения в зависимости от уровня естественной освещённости. В двухпрограммных автоматах, кроме того, автоматически отключается часть светильников при переводе освещения на ночной режим.

Экономическая эффективность применения автоматов освещения во многом зависит от качества их настройки и правильности размещения фотодатчиков, а для двухпрограммных автоматов, кроме того, от правильности определения моментов перевода освещения на ночной и дневной режимы. Экономия электроэнергии за счёт строгого соблюдения графика работы осветительных установок и отключения части светильников в ночное время может достигать 15-20%.

Более точно экономия электроэнергии может быть определена с помощью электросчетчиков, путём сравнения их показателей до и после автоматизации работы осветительной установки.

Для управления осветительными установками по освещённости применяются фотоавтоматы различных конструкций.

Однопрограммный автомат АО-77 состоит из фотопреобразователя, блока управления и магнитного пускателя. Уставка отключения составляет 5+2 лк, включения 1 + 3 лк.

Отключение освещения происходит при естественной освещённости, превышающей уставку включения на 5-10 лк. Предельная мощность отключения пускателем ПМ, входящим в комплект автомата, при напряжении сети 380 В составляет 5 кВт.

Двухпрограммный автомат освещения ПРО-68-П представляет собой полупроводниковый фотовыключатель освещения, регулируемый в зависимости от уровня естественной освещённости и дополненный программным временным переключателем для перевода освещения на ночной режим.

6.2.6.5. Поддержание напряжения в осветительной установке на уровне номинального

Согласно требованиям руководящих документов колебания напряжения на лампах освещения не должны выходить за пределы 105 - 85% номинального значения.

Снижение напряжения на 1% вызывает уменьшение светового потока ламп: накаливания - на 3,5 %, люминесцентных - на 1,5 %, ДРЛ - на 2,2 %, ДРИ - на 3 %, ДНаТ - на 2%.

Повышение напряжения в питающей сети влечёт за собой увеличение расхода электроэнергии, сокращение срока службы ламп и увеличение их расхода (см. табл. 17 и 18).

Таблица 17
Зависимость увеличения потребляемой мощности от перенапряжения в питающей сети
Перенапряжение в % от номинального	Увеличение потребляемой мощности в % от номинальной для ламп:
Накаливания	Люминесцентных	Ртутных
	1,6	2,0	2,2
	3,2	4,0	5,0
	4,7	6,0	7,0
	8,1	10,0	12,0
	11,5	14,0	18,0
	16,4	20,0	24,0
Таблица 18
Зависимость снижения срока службы и увеличения расхода ламп от перенапряжения
Лампы	Перенапряжение в % от номинального
Относительный срок службы, %
Накаливания		87,1	75,8	66,2	50,5	38,7	7,8
Газоразрядные		95,0	93,0	90,0	85,0	80,0	73,0
Относительное количество ламп
Накаливания
Газоразрядные

Приведённые данные показывают, что для обеспечения рационального расходования электроэнергии и снижения затрат на освещение необходимо эффективно ограничивать перенапряжения.

Для устранения колебаний напряжения в осветительных сетях применяют трансформаторы для осветительной нагрузки и компенсирующие устройства, включаемые одновременно с освещением.

Для автоматического регулирования напряжения в осветительной установке используются тиристорные ограничители напряжения ТОН-3 и стабилизаторы СТС.

Ограничители ТОН-3 выпускаются на ток 63 и 100 А. Они могут работать при изменениях подводимого напряжения от 80 до 130% номинального. Быстродействие аппарата составляет 0,08-0,1 с.

Недостатком ограничителя является ухудшение гармонического состава кривых тока как в сетях, питающих ТОН, так и в сетях, отходящих от них. Поэтому нулевой провод по пропускной способности должен быть таким же, как фазные провода.

В осветительных установках с лампами накаливания при наличии постоянного или длительного повышения напряжения следует применять лампы на повышенное номинальное напряжение: 220-230, 230-240 или 235-245 В.

Если в осветительной сети имеют место сильные колебания и отклонения напряжения, как в сторону повышения, так и сторону понижения, целесообразно применять силовые трёхфазные стабилизаторы типа СТС Они имеют пофазную схему регулирования и обеспечивают стабилизацию выходного напряжения в пределах + 1,5 % при изменении питающего напряжения от -15 до +10. Стабилизация осуществляется как при симметричной, так и при несимметричной нагрузке, а также при холостом ходе. Стабилизаторы обеспечивают компенсацию несимметрии напряжения питающей сети при несимметрии, равной 10%, дополнительная погрешность стабилизации не превышает 1%. Коэффициент нелинейных искажений не превышает 5%. Стабилизаторы СТС выпускаются на номинальные мощности 10, 16, 25, 40, 63, 100 кВА. Они отличаются высокой надёжностью, малой инерционностью (около 0,02с).

9.2.6.6. Улучшение эксплуатации осветительных установок.

К числу технических мероприятий по экономии электроэнергии следует отнести повышение качества обслуживания осветительных установок.

Загрязнение светильников, стен, потолков, окон веществами, находящимися в воздухе - пылью, грязью, конденсатом паров и газов - резко снижает освещённость, ведёт к преждевременному включению освещения.

Из-за несвоевременной чистки осветительной арматуры (рассеивателей, отражателей, ламп) освещённость в помещениях с нормальной средой снижается до 50 %, а в пыльных и грязных помещениях - в 8-10 раз

Очистка осветительной арматуры должна производиться в сроки, установленные лицом, ответственным за электрохозяйство, но не реже предусмотренных ПУЭ (см. табл. 9).

Своевременная чистка оконных стёкол, предохранение их от обледенения зимой сокращает расход электроэнергии на освещение при двухсменной работе зимой - до 15%, а летом - до 90%.

Большое значение имеет цвет стен и потолков помещений. В помещениях со светлой окраской стен и потолков коэффициент отражения выше на 8-18%, чем в помещениях с тёмной окраской. Применение рациональной цветовой окраски, своевременное возобновление побелки стен и потолков позволит повысить освещенность помещений без увеличения расхода электроэнергии. Выход из строя люминесцентных ламп определяется не только перегоранием нитей накала, но и потерей эмиссии. В последнем случае лампа может потреблять полную мощность, но не давать номинального светового потока. Поэтому люминесцентные лампы по истечении установленного срока службы следует своевременно заменять на новые.