УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТОКООГРАНИЧЕНИЕМ (ОГРАНИЧЕНИЕМ МОЩНОСТИ) ВСТРОЕННОЕ

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТОКООГРАНИЧЕНИЕМ (ОГРАНИЧЕНИЕМ МОЩНОСТИ) ВСТРОЕННОЕ
Полезная модель относится к системе жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) и может быть использована для учета энергопотребления и управления ограничением тока нагрузки (потребляемой мощности), поступающего в отдельную квартиру, в случае возникновения у собственника квартиры задолженности по оплате за электроэнергию или другие жилищно-коммунальные услуги.
В соответствии с действующими Правилами предоставления коммунальных услуг, установленными Постановление правительства РФ №354 от 06.05.2011 г. (далее ПП РФ №354) предложен эффективный метод повышения платежной дисциплины и воздействия на неплательщиков, заключающийся во введении частичного или полного ограничения предоставляемой коммунальной услуги (для розничного рынка электроэнергии это касается ограничения подачи электроэнергии). Существующие интеллектуальные системы учета электропотребления достаточно дороги (например, однофазный СХ 1000-5 PLC RS и трехфазный СХ 2000-7 PLC RS электросчетчики французской компании «Sagem») и имеют свои недостатки. Эти приборы учета потребления электроэнергии имеют большие размеры и их не всегда удается разместить в силовых этажных электрических щитках многоквартирного дома (МКД). С помощью таких приборов учета невозможно осуществлять полноценную работу с должниками, соблюдая все требования действующего законодательства. Поэтому актуальным является создание недорогих приборов учета потребления электроэнергии, которые способны реализовать функции токоограничения в рамках процедур, прописанных в ПП РФ №354, причем с привлечением исполнителей коммунальных услуг (ИКУ) в лице управляющих компаний (УК) или представителей товариществ собственников жилья (ТСЖ).
Существует устройство управления отключением нагрузки («Устройство управления отключения нагрузки", выпускаемое ФГУП "Нижегородский завод им. М.В. Фрунзе», паспорт ИЛГШ.468323ПС, продукция ФГУП "Нижегородский завод им. М.В. Фрунзе", 2010 г., 9 с.), состоящее из исполнительного устройства, реализованного на базе устройства защитного отключения (УЗО), подключаемого к электросчетчику и управляемого от блока обработки управляющих сигналов, поступающих по проводной линии. С помощью такого устройства реализуется только функция полного отключения от подачи электроэнергии. Это устройство (приставка) является одним из основных элементов системы АСКУЭ и служит для отключения нагрузки после поступления соответствующего сигнал от имеющегося в комплекте АСКУЭ специального электросчетчика. Устройство управления отключением нагрузки не может осуществлять ступенчатое дистанционное снижение подаваемой электрической мощности с последующим приостановлением подачи электроэнергии и обратное автоматическое подключение и ступенчатое повышение подаваемой электрической мощности, т.е. нет реальной возможности осуществлять постепенное (в течение определенного времени) снижение электрической нагрузки перед последующим полным отключением электропитания, что предусматривают правила предоставления коммунальных услуг. Сфера использования такого устройства также очень ограничена и не может быть распространена на основную часть неплательщиков в связи с указанными выше обстоятельствами и различным исполнением систем электроснабжения многоквартирных домов. В настоящий момент такое устройство снято с производства и не выпускается из-за отсутствия на него спроса.
Известно устройство управления токоограничением (Патент №143605 РФ на полезную модель «Устройство управления токоограничением коммутируемое»), состоящее из исполнительного устройства, управляемого сигналами, поступающими по проводной или беспроводной линии, блока ступенчатого изменения порога срабатывания токового дискриминатора и таймера, размещенными в отдельном корпусе и коммутируемым с электрическим счетчиком. Данное устройство имеет ряд существенных недостатков. Многие функции устройства управления токоограничением дублируются функциями, которые может осуществлять сам электросчетчик (измерение тока и напряжения при подключении нагрузки и отображение режимов работы устройства). В связи с размещением устройства в отдельном корпусе, который коммутируется с электросчетчиком, необходимо выполнять дополнительные промежуточные подключения и присоединения к электросчетчику и потребителю, что требует выполнения дополнительных работ при установке самого устройства потребителю-задолжнику. Защита всех электрических соединений осуществляется с помощью общего пломбирования или опечатывания. При этом все соединения электрических проводов, входящих и выходящих из электросчетчика, закрываются крышкой на клеммной колодке электросчетчика и соответствующим образом пломбируются. Фактически, осуществляется дублирование операций защиты от несанкционированных действий с помощью пломбирования крышек на клеммной коробке, как электросчетчика, так и самого устройства управления токоограничением. Кроме того, устройство управления токоограничением имеет собственные каналы связи и управления всеми режимами работы при эксплуатации, хотя аналогичные функции имеются в самом электросчетчике. Такое дублирование многих функции отражается на общей стоимости самого комплекса, состоящего из электросчетчика и коммутируемого с ним устройства управления токоограничением.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство управления токоограничением (ограничением мощности), встроенное в электросчетчик (Руководство по эксплуатации, паспорт ИЛГШ.411152.134 РЭ на счетчик ватт-часов активной энергии переменного тока статический «СЭБ-2А.08», производитель ФГУП «Нижегородский завод им. М.В.Фрунзе»), состоящее из размещаемых внутри электросчетчика исполнительного устройства - реле, управляемого командами, поступающими от блока измерения электросчетчика и по интерфейсу с программы верхнего уровня по проводной линии, общего с электросчетчиком микроконтроллера, дисплея и инфракрасного канала связи Данное устройство имеет ряд существенных недостатков. Для введения ограничения потребления электроэнергии конкретному потребителю необходима система приема и передачи данных, т.е. АСКУЭ, причем все процедуры по установке степени ограничения потребления (лимит мощности) осуществляются в программе верхнего уровня путем идентификации номера счетчика и выставления в программе всех необходимых опций. Связь с исполнительным устройством электросчетчика осуществляется по интерфейсу путем подачи команды на отключение нагрузки с верхнего уровня при превышении потребителем текущей мощности заданного лимита мощности. По этой команде реле, встроенное в электросчетчик, отключает подачу электроэнергии потребителю. Для восстановления подачи электроэнергии потребитель должен уменьшить свое энергопотребление (нагрузку), при этом электросчетчик передаст через интерфейс эти данные, а программа верхнего уровня в качестве своей реакции подаст команду на включение подачи электроэнергии. Такая система управления ограничением мощности очень сложна и в реальных условиях эксплуатации требует много времени. Это связано с тем, что для установки лимита мощности исполнитель процедуры ограничения подачи электроэнергии должен не только выполнить все необходимые требования ПП №354 по предупреждению потребителя в отведенные сроки, но и направить руководству оператора, который отвечает за работу программы, просьбу, чтобы он в программе верхнего уровня ввел соответствующее ограничение (лимит мощности). Эта процедура иногда может занимать много времени и ее невозможно выполнить при неисправной связи электросчетчика с программой верхнего уровня.
Особая сложность во введении ограничения потребления возникает у исполнителей коммунальных услуг (УК, ТСЖ, ЖСК), когда у них есть необходимость введения ограничения подачи электроэнергии конкретному потребителю, у которого есть задолженность по электроэнергии на общедомовые нужды (ОДН). Когда потребитель осуществляет оплату за электроэнергию напрямую энергосбытовой организации может, возникнуть противоречие: потребитель не имеет задолженности по электроэнергии перед энергосбытовой организацией, но имеет ее перед управляющей компанией. В такой ситуации введение ограничения (лимита мощности) очень затруднено и требует различных согласований. Да и для поставщика электроэнергии или энергосбытовой организации процедуры введения ограничений через программу верхнего уровня требуют времени, специального учета и выделенного исполнителя. В таких условиях ИКУ, в соответствии с договором на обслуживание внутридомовых сетей, могут эти процедуры выполнить более быстро и успешнее т.к. эти же должники перед энергосбытовой организацией имеют задолженность и перед управляющей компанией. С другой стороны, из-за задолженности перед ИКУ, последняя может иметь задолженность перед энергосбытовой компанией за потребление электроэнергии, идущей на ОДН.
Все похожие на приведенный выше прототип решения: электросчетчик «Меркурий-206 PLNO» компании «Инкотекс», г. Москва, электросчетчик «СЕ 208» ЗАО «Энергомера», г. Ставрополь - реализованы аналогично и имеют незначительные и не принципиальные отличия. В некоторых из них также имеется оптический порт для связи со счетчиком, но используется только при установке входных параметров работы (дата, время и тарифные планы) или для считывания показаний счетчика на месте его эксплуатации.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является то, что предлагаемое устройство управления токоограничением (ограничением мощности) встроенное выполнено таким образом, что оно размещено внутри электросчетчика и имеет с электросчетчиком общие элементы, каналы связи, дисплей и исполнительное устройство - реле. Кроме того, оно имеет возможность, используя инфракрасный канал связи, через интерфейс на месте установки счетчика, находясь вблизи электросчетчика, установить необходимые степени ограничения (лимит мощности). Для защиты от несанкционированного перехода в режим программирования уровня ограничения в счетчике имеется кнопка, защищенная флажком, который пломбируется. Такое требование является обязательным для всех устройств ограничения подачи коммунальных ресурсов в соответствии с ПП РФ №354. Все это упрощает выполнение мер по воздействию на конкретных потребителей-должников. Нужно также отметить, что электросчетчик такого типа имеет стандартный выход RS485 для связи через интерфейс с программой верхнего уровня для передачи показаний прибора учета потребления электроэнергии через систему АСКУ. В случае отсутствия такой системы электросчетчик продолжает выполнять все функции отключения подачи электроэнергии при превышении установленного лимита мощности. Это расширяет сферу применения предлагаемой полезной модели для объектов, в которых отсутствует система АСКУЭ.
Предлагаемое встроенное устройство управления токоограничением (ограничением мощности) позволяет в одном изделии (электросчетчик) реализовать и измерение потребления электроэнергии с помощью электросчетчика и установку ступеней ограничения мощности по инфракрасному каналу связи на месте установки электросчетчика, причем с отображением информации о работе устройства ограничения на экране дисплея счетчика. В микроконтроллер счетчика записан также алгоритм работы устройства ограничения мощности, а имеющееся внутри электросчетчика реле осуществляет отключение подачи электроэнергии в соответствии с этим алгоритмом.
Технический результат предлагаемой полезной модели достигается тем, что известное устройство управления токоограничением (ограничением мощности) встроенное, состоящее из размещаемых внутри электросчетчика исполнительного устройства - реле, управляемого командами, поступающими от блока измерения электросчетчика и по интерфейсу с программы верхнего уровня по проводной линии, общего с электросчетчиком микроконтроллера, дисплея и инфракрасного канала связи, может обеспечивать переход в режим программирования параметров ограничения мощности через интерфейс по инфракрасному каналу на месте установки электросчетчика, для чего защищена кнопкой, размещенной под флажком, в котором имеется отверстие для пломбирования.
В результате данного технического решения удается не только объединить в одном корпусе электрический счетчик и устройство управления ограничением мощности, которые имеют многие общие узлы и каналы связи и управления, а также осуществлять установку необходимых параметров ограничения мощности прямо вблизи электросчетчика на месте его установки с отображением проводимых при этом на дисплее электросчетчика процедур, а также осуществлять программирование работы устройства ограничения лимита мощности с использованием инфракрасного канала связи прямо на месте установки электросчетчика. Защита от несанкционированного доступа к режимам программирования обеспечивается тем, кнопка перехода в режим программирования располагается под флажком, в котором имеется отверстие для пломбирования.
Предлагаемое встроенное устройство управления токоограничением (ограничением мощности) состоит из самого корпуса электросчетчика, в котором располагаются все блоки и элементы электросчетчика и устройства управления ограничением мощности с исполнительным устройством - реле. Клеммная крышка такого устройства после присоединения в электрическую цепь опечатывается или пломбируется известными вариантами.
В качестве измерительной части для оценки мощности потребления для работы устройства управления токоограничением используются также измерительные элементы электросчетчика. С помощью инфракрасного пульта связи, например, может осуществляться установка степени токоограничения (ограничения мощности). Для перехода в режим программирования режимов токоограничения (ограничения мощности) необходимо убрать пломбу со шторки, закрывающей кнопку перехода в режим программирования, и нажать ее. В таком случае счетчик готов для введения параметров токоограничения через инфракрасный канал связи с помощью ИК - пульта.
Общий вид устройства управления токоограничением (ограничением мощности) представлен на фиг. а). На ней изображен счетчик электрической энергии статический с функцией ограничения мощности ИНТЕГРА 101 поз. 1 на фиг. а), у которого имеется дисплей 2, окно инфракрасного канала связи 4, крышка клеммной коробки 3, под которой располагаются все зажимные электрические контакты. Также на передней панели располагается синего цвета кнопка 7, нажатием которой можно просмотреть на экране дисплея всю необходимую информацию. Ниже кнопки 7 располагается красного цвета шторка 5, в которой имеется отверстие для нанесения пломбы 6. Установка режимов программирования уровней токоограничения может быть осуществлена на месте установки устройства (электросчетчика), например с помощью инфракрасного пульта 8, который изображен на фиг. 6). Пульт для этой цели имеет клавиатуру и дисплей для отображения режимов работы с ним. На фиг. в) показана ситуация, когда снята пломба 6 (фиг. а), открыта красного цвета шторка 5, под которой находится красного цвета кнопка 9 перехода в режим программирования режимов токоограничения. Как уже говорилось, кнопка 7 на фиг. в) служит для последовательного просмотра показаний электросчетчика.
Предлагаемое встроенное устройство управления токоограничением (ограничением мощности) реализовано в разработанном и выпускаемом предприятием АО «НЛП «Интеграл» электросчетчике ИНТЕГРА 101 с функцией ограничения мощности, в котором имеется встроенное исполнительное устройство - реле на рабочий ток 60А. Счетчик прошел необходимые испытания на определение типа средства измерения (СИ) и внесен в государственный реестр СИ RU.C.34.011.A под №59057. Для полноценной работы самого электросчетчика и устройства ограничения мощности был использован разработанный алгоритм работы микроконтроллера.
Программирование режимов работы электросчетчика с функцией ограничения мощности ИНТЕГРА 101 прямо на месте его установки через инфракрасный канал осуществляли с использованием специально разработанного для этой цели инфракрасного пульта.
Для перехода в режим программирования на месте установки электросчетчика в этажном электрощитке удаляли пломбу на шторке счетчика 1 (фиг. а), отодвигали шторку 5 (фиг. в) под которой находилась кнопка 9 (фиг. в) перехода в режим программирования. Переход в режим программирования осуществлялся простым нажатием этой кнопки. Далее, с помощью инфракрасного пульта 8 (фиг. в), осуществлялись процедуры установки режимов токоограничения (ограничения мощности), после чего нажатием кнопки осуществлялся выход из режима программирования, шторка закрывала кнопку и навешивалась пломба. Устройство токоограничения (ограничения мощности) встроенное (электросчетчик ИНТЕГРА 101 с функцией ограничения мощности) было готово для выполнения всех процедур, запрограммированных в нем.
При превышении потребителем установленного лимита мощности счетчик в течение минуты регистрировал это превышение и осуществлял отключение подачи электроэнергии. Далее трижды с интервалом в 1 минуту счетчик производил попытку подачи электроэнергии на случай, если лишняя нагрузка была отключена. После этого и в случае наличии превышения лимита мощности, с помощью встроенного реле осуществлялось полное отключение подачи электроэнергии. В соответствии с инструкцией, которая была доведена до потребителя, кому было введено ограничение подачи электроэнергии, потребитель для возобновления подачи электроэнергии после отключения должен убрать лишнюю нагрузку и в течение 10-15 секунд удержать в нажатом состоянии синюю кнопку на передней панели счетчика. После этого счетчик возобновляет подачу электроэнергии при сохранении ранее установленного лимита мощности.
Для того, чтобы у счетчика убрать все установленные режимы токоограничения, необходимо снова перейти в режим программирования, сняв пломбу, открыв шторку и нажав красную кнопку, и с помощью ИК пульта убрать все параметры токоограничения. Далее нажатие кнопки выводит счетчик из режима программирования, а сама кнопка закрывается шторкой, которая пломбируется. В дальнейшем счетчик работает только на измерение энергопотребления и показ параметров электрической сети в режиме потребления.
В результате проверки работоспособности нового электросчетчика была подтверждена эффективность его использования для реализации способа введения ограничения мощности наряду с постоянным учетом потребления электроэнергии, причем установка степеней ограничения осуществлялась непосредственно на месте размещения электросчетчика с помощью ИК-пульта исполнителя. Кроме того, электросчетчик ИНТЕГРА 101 был адаптирован в системы АСКУЭ компании «СБТ» (современные беспроводные технологии) и компании «Теком-Автоматика», что позволяет осуществлять управление командами, заложенными в алгоритм его работы, удаленно с использованием программы верхнего уровня данной АСКУЭ.
Предлагаемое встроенное устройство управления токоограничением (ограничением мощности), реализованное в электросчетчике ИНТЕГРА 101 может быть использовано в системе ЖКХ Российской Федерации и других государств СНГ в качестве технического средства для реализации способа воздействия на неплательщиков за ЖКУ (электроэнергию и другие виды ЖКУ), позволяющего осуществить возврат долгов за услуги ЖКХ. А это, в свою очередь, позволит вернуть в бюджет огромные финансовые средства и направить их на модернизацию существующей системы ЖКХ. Кроме того, предлагаемое встроенное устройство управления токоограничением (ограничением мощности) можно устанавливать на стадии строительства всем потребителям (без установки степени ограничения мощности). Во время эксплуатации при появлении у потребителя задолженности и для воздействия на него по мере необходимости исполнитель коммунальных услуг или энергосбытовая компания могут вводить степени ограничения мощности в рамках действующего законодательства. Эти процедуры могут осуществляться как удаленно через АСКУЭ, так и на месте установки электросчетчика по имеющемуся инфракрасному каналу связи. После погашения полной задолженности таким же образом осуществляется возобновление полной подачи электроэнергии без ограничения.