Принцип работы автоматических систем контроля и учета электроэнергии

Кузьмин Д.А, Чернецов В.И.

ПРИНЦИП РАБОТЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ И УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Учет потребления электроэнергии в частном секторе в настоящее время выполняется в основном с помощью однофазных индукционных счетчиков, установленных внутри частных помещений. В связи с этим возникают следующие проблемы:

1. Представители энергосбыта (контролеры) часто испытывают затруднения или вообще лишены возможности доступа к счетчику для сверки показаний или для проверки его технического состояния.

2. Недобросовестные потребители имеют возможность несанкционированного включения счетчика (обратное включение, потребление электроэнергии в обход счетчика, торможение диска и др.) с целью хищения электроэнергии.

3. Возможны (и широко распространены на практике) хищения электроэнергии на участке отходящей линии между точкой ее подключения к питающей линии 0.4 кВ и точкой учета - местом установки счетчика в помещении потребителя. Как правило, весь этот участок находится на частной территории и недоступен для постоянного контроля.

4. На базе используемых индукционных счетчиков невозможно организовать многотарифную систему учета Вышеперечисленные проблемы решаются при применении автоматических систем контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ).

Рассмотрим работу такой системы на примере РМС 2050М, в которой заложены следующие принципы: обеспечение учета электроэнергии как при санкционированном, так и при несанкционированном подключении абонента и бессмысленности любых несанкционированных подключений;

организация дистанционного сбора для последующей централизованной обработки учетной информации индивидуальном потреблении электроэнергии каждого потребителя;

нахождение прибора учета на частной территории, с целью возложения ответственности за сохранность и исправность прибора на абонента (потребителя электроэнергии).

Комплекс аппаратных и программных средств, входящих в состав системы РМС-2050М включает в себя: однофазный многотарифный счетчик - СОЭБ-2П ДР с передачей данных по радиоканалу; трехфазный многотарифный счетчик - СТЭБ-04-7,5-1 Р с передачей данных по радиоканалу;

переносной ридер контролёра - РМРМ-2055РК. Прием данных по радиоканалу, с последующей перекачкой их в компьютер по интерфейсу КБ-232;

программное обеспечение с драйверами передачи данных в существующую базу данных Энергосбыта для дальнейшей обработки.

Приборы учета СОЭБ-2П ДР устанавливаются вместо существующих индукционных счетчиков и предназначены для коммерческого учета всей потребленной электроэнергии, как при санкционированном, так и несанкционированном подключении и передачи данных по радиоканалу. Счетчик устанавливается на штатное место в доме

абонента, а дополнительно на опоре ЛЭП в начале отвода линии к абоненту устанавливается внешний дополнительный датчик мощности (ДДМ-1) данные от которого передаются к счетчику по силовой сети 220В

Таким образом, внешним датчиком мощности (ДДМ-1) берется под контроль вся подводка сети 220В до або-

нента (от опоры до счетчика). Так как счетчик имеет два канала измерения, один который находится в счетчике, а другой внешний в ДДМ-1, то эти два канала измерения мощности все время анализируются процессором счетчика и при нормальном режиме потребления, данные с них должны быть равны, при этом на счетчике индикатор РП горит зеленым светом, т. е. нарушения режима потребления нет. Нарушение режима потребления определяется только при попытке потребителя подключится скрытно, т.е. к проводам сети 220В после ввода их в строение или методом наброса на подводящие провода, т.е. до счетчика, а так же при заземлении нагрузки, при переполюсовки фазы с нулем и т.д. Но при любом нештатном подключении вся электроэнергия учитывается счетчиком, что делает это занятие бессмысленным. При выключении и проведении «наброса» на провода (т.е. включение до счетчика) электроэнергия учитывается ДДМ. После включения базового счетчика данные из ДДМ по потребленной электроэнергии заносятся в него и таким образом не теряются даже при выключенном счетчике.

Технические характеристики счетчика СОЭБ-2П ДР сведены в Таблице 1.

Таблица 1.

Класс точности по ГОСТ 30207-94 2.0

Номинальный ток, А 5

Номинальное напряжение, В 220

Номинальная частота, Гц 50

Максимальный ток, А 50

Постоянная счетчика, имп/кВт х ч 4000

Полная мощность, потребляемая цепью тока, ВА не более 2,5

Полная мощность, потребляемая цепью напряжения, ВА не более 10

Порог чувствительности, мА 25

Масса счетчика, кг не более 1,5

Дополнительные каналы связи: радиоканал - КБ-232

Трехфазные счетчики СТЭБ-04-7,5-1 Р устанавливаются в трансформаторных подстанциях для автоматического сбора информации о потреблении электроэнергии от ТП и расчета баланса энергопотребления. Данные счетчики можно устанавливать и на других труднодоступных объектах, где необходим дистанционный сбор

информации от них. Технические характеристики счетчика СТЭБ-04-7,5-1 Таблица 2. Р сведены в Таблице 2.

Класс точности по ГОСТ 30207-94 1,0

Номинальное напряжение, В 380

Номинальная сила тока, А 5

Номинальная частота, Гц 50

Максимальная сила тока, А 7,5

Полная мощность, потребляемая цепью напряжения, ВА 10

Полная мощность, потребляемая цепью тока, ВА 2,5

Постоянная счетчика, имп/кВт хч 4000

Масса, не более, кг 1,5

Диапазон рабочих температур, °С от -35 до +55

Дополнительный канал связи радиоканал с несущей частотой 432,92 МГц

Система обеспечивает по каждому счётчику:

сбор и передачу в центр данных суточного энергопотребления, в том числе по тарифным зонам; передачу в центр данных по нерабочим состояниям счётчиков и авариям; контроль текущей мощности потребления;

вывод пользовательской информации на дисплей счётчика, либо на внешний дисплей;

хранение данных по потреблению энергии за последние пять дней, и данных по авариям за последние два дня;

отключение канала (для счетчиков, оборудованных отключающим реле и дифференциальным датчиком тока): Счётчики накапливают данные по суммарной потреблённой электроэнергии, а также данные по энергии потреблённой в период действия каждого из введённых тарифов. Кроме этого, счётчики регистрируют текущую мощность потребления и хранят в памяти максимальное значение мощности, зарегистрированное в течение суток.

Мобильный ридер предназначен для считывания данных со счетчиков электроэнергии по радиоканалу, и передачи их в ПК. Дополнительно ридером производится программирование тарифного расписания, занесения № ДДМ-1, коррекция времени и чтение журнала счетчиков через канал НБ-232.

Ридер представляет собой микропроцессорный блок, обеспечивающий управление всеми узлами устройства, ведения календаря, хранения, просмотра и поиска учетной информации в базе данных ридера, а также управление радиоприемным устройством. Все режимы задаются с помощью клавиатуры и индицируются на ЖК-дисплеи.

Сбор информации о потребленной электроэнергии может осуществляется и на мобильный ридер контролёра, который проходит с ним вдоль улицы, в домах которой установлены счетчики с ДДМ-1 и производит съём информации, или с автомашины, для чеого ридер оснащается внешней автомобильной антенной, позволяющей осуществлять прием информации до 100 метров. При необходимости контролёр может принимать информацию о потребленной электроэнергии только от конкретного абонента и анализировать её на месте, либо от конкретной группы абонентов.

После сбора информации ридер подключается к компьютеру, и информация перекачивается в компьютер (в СУБД) для её дальнейшей обработки.

Программное обеспечение:

программа ввода счетчиков СОЭБ-2П ДР и СТЭБ-0,4-7,5-1Р в эксплуатацию, которая позволяет занести эксплуатационный пароль и ввести (изменить) новое тарифное расписание;

программа обслуживания мобильного пульта переноса информации, позволяющая считывать информацию из пульта и сохранять её в базе данных а также записывать в пульт тарифное расписание и точное время

для проведения корректировки этих данных в счетчиках, установленных у потребителей Преимущества предложенного решения:

Полностью снимается проблема доступа представителей энергосбытовых организаций к приборам учета для сверки показаний и проверки их технического состояния. Расчетные и диспетчерские службы получают дистанционный доступ к актуальной учетной и аварийной информации. Соответственно отпадает необходимость в многочисленном штате контролеров.

Полностью устраняется возможность хищения электроэнергии и других нарушений со стороны конечных потребителей.

Предоставляется возможность введения многотарифной и гибкой системы расчетов за потребляемую электроэнергию.

Для организации учета не требуется создания каких-либо каналов связи.

Можно вести расчет баланса потребленной электроэнергии для уменьшения технических и коммерческих потерь.

Технические преимущества:

низкая чувствительность к помехам;

фиксация сбоев в работе в памяти счетчика;

Недостатки использования РМС2050, как способа контроля и учета потребления электрической энергии, следующие:

Подача на базовый блок счетчика (или ДДМ) напряжения более 380 В в течение длительного времени может привести к выходу базового блока счетчика и ДДМ из строя.

Протекание постоянной составляющей более 1А через провод, проходящий сквозь ДДМ, вызывает дополнительную погрешность, уменьшающую показания ДДМ вследствие насыщения токового трансформатора.

Базовый блок счетчика имеет гальваническую связь между цепями тока и напряжения, поэтому при групповых операциях контроля и поверки поверочные установки должны иметь разделительные трансформаторы в цепях напряжения либо тока.

Электрическая длина проводов от места установки датчика до места установки базового счетчика должна быть не более 50 м.

Электрическая длина проводов от счетчиков СОЭБ-2ПК до РМ УСПД-2061 не должна превышать 100 м.

В Новосибирске в течение 2000 - 2003 годах был установлен на нескольких улицах пилотный комплект системы РМС-2050М с количеством счетчиков до 5000 шт., трех ридеров РК и программного обеспечения. Опытная эксплуатация системы показала ее эффективность с целью снижения коммерческих потерь электроэнергии, со сроком окупаемости в пересчете на один счетчик 2,3 года.