Статистическая оценка параметров облучательных установок для растений в реальных условиях электропитания
Говоря о качестве напряжения важно учитывать, что согласно ГОСТ 32144-2013 (п. 4.2.2) в электрических сетях низкого напряжения стандартное номинальное напряжение равно 220В (± 10% от номинального) между фазными и нейтральным проводниками для однофазных и четырехпроводных трехфазных систем.
В соответствии с этим была проведена оценка эффективности применения устройств стабилизации напряжения в селекционном комплексе Всероссийского института растениеводства (ВИР). Для оценки эффективности использовались статистические характеристики отклонения напряжения на шинах трансформаторной подстанции комплекса. С учетом предварительной информации измерения напряжения велись в диапазоне 0…20% от номинального. Вероятность попадания контролируемого сигнала в заданный интервал Р(х) и среднеквадратичное отклонение у(х) определялись циклически в целом за сутки и за три временных интервала по 8 часов. Полученные данные приведены в таблице 1
напряжение проводник электрический сеть
Таблица 1. Статистические характеристики отклонений напряжения в теплицах комплекса
|
Время, час |
24 (12:00-12:00) |
8 (12:00-20:00) |
8 (20:00-04:00) |
8 (04:00-12:00) |
|||||||||
|
Отклонения U, В, % |
P(x), отн. ед |
М(х), В |
у(х), В |
P(x), отн. ед |
М(х), В |
у(х), В |
P(x), отн. ед |
М(х), В |
у(х), В |
P(x), отн. ед |
М(х), В |
у(х), В |
|
|
0,00…4,75 (0…1,25) |
|||||||||||||
|
4,75…9,00 (1,25…2,5) |
|||||||||||||
|
9,00…13,75 |
0,06 |
0,08 |
0,02 |
и напряжения в теплицах (рисунок).
Гистограмма (1) и плотность распределения (2) отклонения напряжения в теплицах комплекса
напряжение проводник электрический сеть
Математическое ожидание отклонения напряжения в течение суток составило 24,5 В, что соответствует напряжению в контрольной точке сети 404,5 В. Величины математических ожиданий перерасхода электроэнергии, сокращения срока службы газоразрядных ламп (ГЛ), отклонения потока излучения физиологически активной радиации (ФАР) и спектральных диапазонов приведены в таблице 2.
Таблица 2. Математические ожидания отклонений основных параметров облучательных установок селекционного комплекса
|
Параметры |
Тип газоразрядных ламп |
||||
|
ДМ4- |
ДРИ- |
ДНаТ- |
ДРЛФ- |
||
|
Отклонение напряжения, % |
6,3 |
6,3 |
6,3 |
6,3 |
|
|
Увеличение потребляемой мощностии расхода электроэнергии, % |
17 |
15 |
16 |
18 |
|
|
Сокращение срока службы ГЛ, % |
20 |
18 |
18 |
18 |
|
|
Отклонение излучения спектральных диапазонов, % |
|||||
|
400 - 700 нм |
32 |
28 |
26 |
22 |
|
|
400 -500 нм |
20 |
19 |
24 |
- |
|
|
500 - 600 нм |
24 |
22 |
16 |
- |
|
|
600 - 700 нм |
79 |
68 |
35 |
- |
Анализ полученных данных показывает на существенный (до 18%) перерасход электроэнергии при сокращении срока службы ГЛ на 18-20%. В климатических сооружениях нестабильность UQведет к нарушению условий биологических экспериментов ввиду колебаний спектра и интенсивности излучения ГЛ. Математическое ожидание отклонения интенсивности ФАР составило величину 22-28% номинальной. При этом отклонения излучения синего, зеленого и красного спектральных диапазонов доходят соответственно до 24, 22 и 68% от их номинальных значений.
Можно отметить, что компенсация отклонений Uc позволит снизить расход электроэнергии более чем на 25% и сократить годовую потребность в лампах на 20%. При проектировании облучательных установок для теплиц и СКС нестабильность Ucучитывается в принятом коэффициенте запаса, величина которого доходит до 1,5 [5]. Таким образом, получаются дополнительные потери, обусловленные завышенной установленной мощностью облучательных установок.
Литература
1. Беззубцева М.М. Электротехнологии и электротехнологические установки; учебное пособие. - СПб, СПбГАУ. 2011 - 242 с.
2. Беззубцева М.М., Гулин С.В., Пиркин А.Г. Менеджмент и инжиниринг в энергетической сфере агропромышленного комплекса: Учебное пособие.-СПб.: Изд-во СПбГАУ, 2015. - 150 с.
3. Гулин С.В. Энергетическая эффективность спектральных параметров облучательных установок селекционных климатических сооружений // Известия МААО, №18 - 2013 - C.8 -11.
4. Гулин С.В. Регулирование мощности газоразрядных источников облучения растений в вегетационных климатических установках // Проблемы механизации и электрификации сельского хозяйства. - Краснодар, 2014 - C.232-235.
6. Гулин С.В. Спектральное перераспределение энергии оптического излучения растениеводческих ламп в режиме регулирования мощности. // Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования. - СПб. СПбГАУ, 2015. - С. 349-352.