Контрольно-измерительные и управляющие системы учета и контроля электрической энергии

6.1. Микропроцессорный учет

Микропроцессорные счетчики применяются для учета электрической энергии и измерения параметров энергетического потребления на промышленных и других предприятиях, в коммунальном и сельском хозяйстве.

Счетчики могут использоваться в системах автоматизированного учета электрической энергии и в автоматизированных системах диспетчерского управления режимами электропотребления.

Как известно, энергосбережение начинается с учета. Грамотно поставленный учет позволит управлять своими энергоресурсами и оптимально их перераспределять. А это, в свою очередь принесет деньги и на внедрение всего спектра энергосберегающих технологий в производстве, таких как компенсация реактивной мощности, использование вторичных энергоресурсов, модернизация или приобретение нового технологического оборудования, регулирование режимов работы предприятия и т.д.

По отзывам специалистов, на сегодняшний день одними из самых лучших на по своим техническим параметрам, функциональности, надежности и стоимости являются счетчики серии «Облик», «Альфа», ЭЭ8005, «Энергия-9», EPQS. Они позволяют повысить точность учета, перейти на расчет за потребленную электроэнергию по дифференцированным тарифам и по фактическому потреблению мощности, автоматизировать процесс коммерческого учета и начать управлять нагрузкой.

Многофункциональные счетчики измеряют, регистрируют и накапливают данные об активной энергии обоих направлений (+А, -А), реактивной энергии в четырех квадрантах (R1, R2, R3, R4) и полной энергии в обоих направлениях (+W, -W). Счетчики также регистрируют усредненный максимум мощности, накапливает профили нагрузки и регистрируют мощности. Кроме этих величин счетчики могут показывать на индикаторе и передавать через интерфейсы связи накапливаемые в свободно-программируемых каналах (их всего 16) значения фазных и линейных напряжений, токов моментных значений активной, реактивной и полной мощности, частоты сети, cosφ, для анализа качества энергии и формирования недельных отчетов качества энергии.

Для тарификации данных энергии мощности может быть активировано до восьми тарифов энергии (EPQS) и столько же максимумов мощности, структура тарифного модуля позволяет использовать счетчики практически для всех существующих тарифных программ.

Для удаленной передачи данных счетчики имеют два независимых интерфейса электросвязи. Для локального считывания данных предназначен интерфейс оптической связи D0.

Повышение точности учета

Внедрение современных микропроцессорных счётчиков, благодаря их высокой точности 0,2S и 0,5S, («Облик» 0,5S, 1S) позволяет получить более достоверную информацию об энергопотреблении. А это значит точное сведение балансов, нахождение потерь и выявление неучтенных потребителей. Только на этом экономия может составить до 2-5%.

Расчет по дифференцированным тарифам

Установка многотарифных счетчиков позволит перейти на расчёт за потреблённую электроэнергию по современным тарифам. Во многих энергосистемах установлена разная цена на электроэнергию ночью, днем и в часы пиковых нагрузок энергосистемы. Если предприятие перенесет выполнение части работ на время, когда электроэнергия стоит дешевле, то при том же потреблении сможет платить за нее значительно меньше. Учитывая, что в среднем ночной тариф за электроэнергию в 3 раза дешевле, чем днем, экономия может составить до 30 %.

Энергокомпания, в свою очередь, выигрывают из-за того, что выравнивается график нагрузки во всей энергосистеме. Энергосистемы отказываются от ввода новой мощности для покрытия растущей нагрузки или от покупки электрической мощности у других энергосистем. Вследствие этого, улучшается режим работы тепловых электростанций, сокращается расход топлива на выработку электроэнергии и износ энергетического оборудования. Поэтому энергосистемы не только сами устанавливают новые счетчики, но и рекомендуют делать это промышленным потребителям.

Расчет по фактической нагрузке

Современный микропроцессорный счетчик – это фактически компьютер, установленный в точке учета. Он не только измеряет активную и реактивную электроэнергию в двух направлениях, но фиксирует дату и время максимальной нагрузки для каждой тарифной зоны. После считывания информации со счетчика в компьютер строится график потребления активной энергии.

Предприятие и энергосистема строят графики нагрузки каждого участка, цеха или производства за день, неделю или месяц. Анализ графиков и определение совмещенного максимума показывает, как надо скорректировать технологический режим работы. Это поможет в несколько раз снизить потребляемую мощность в часы пиковых нагрузок энергосистемы.

Как видно из графиков, внедрение энергосберегающих технологий, переход на расчет по тарифам и снижение заявленной мощности позволит значительно уменьшить расходы на электроэнергию, сохранив тот же уровень потребления.

Управление нагрузкой

Установка современных счетчиков позволит избежать штрафов за превышение заявленной мощности. Например, счетчик может сигнализировать о превышении заданного порогового значения мощности. Этот сигнал может использоваться как предупредительный, или для отключения нагрузки. Оперативный контроль за режимом энергопотребления позволит вовремя обнаружить и не допустить превышения заявленной мощности и избежать штрафов.

Контроль качества электроэнергии

Проблемы качества электроэнергии выходят на первый план. К примеру, все новые счетчики серии имеют возможность измерять и контролировать ряд параметров электроэнергии, такие как: текущие значения фазных токов, напряжений, частоту сети и коэффициент мощности, фиксировать в памяти и сигнализировать о выходе параметров за допустимые пределы.

Экономия на обслуживании и эксплуатации

Отсутствие подвижных деталей, современная элементная база обеспечивают надежную и не требующую ремонта работу микропроцессорных счетчиков. Это подтверждается длительной эксплуатацией таких приборов. Например, счетчики «Альфа» имеют максимальный среди других производителей температурный диапазон работы: от -40^ОС до +60^ОС.

Сколько стоят современные микропроцессорные счетчики электроэнергии?

Современный счетчик следовало бы называть не счетчиком, а инструментом, позволяющим организовать рациональное использование имеющейся электроэнергии.

Опыт эксплуатации показывает, что затраты на приобретение современных микропроцессорных счетчиков и установки АСКУЭ окупаются в ближайшие месяцы или даже недели, за счет проведения лишь части мероприятий, изложенных выше. В конечном счете, внедрение энергосберегающих технологий благоприятно сказывается на финансовых результатах не только одного конкретного предприятия. Это приводит к положительному эффекту и в общенациональном смысле. Рационально используются энергоресурсы всей страны.

6.2. Автоматизация системы учета

Установка современных счетчиков электроэнергии – это первый этап по построению автоматизированной системы учета энергоресурсов (АСКУЭ) всего предприятия. Для работы в АСКУЭ счетчики имеют как цифровые, так и импульсные интерфейсы связи.

Система АСКУЭ позволяет, не выходя из кабинета, при помощи компьютера собрать все данные со счетчиков, провести анализ потребления, сделать прогноз и подготовить отчеты, необходимые для осуществления платежей. Автоматизация сбора данных со счетчиков и взаимных расчетов энергоснабжающими организациями позволяет повысить эффективность этих работ при меньших временных, денежных и людских затратах.

Современные технологии учета электроэнергии проверены и признаны во многих странах. Полученный опыт показал правильность применяемых инженерных решений и широкие возможности систем АСКУЭ, выполненных на принципах цифровой передачи данных со счетчиков.

Система АСКУЭ реализует следующие функции:

1. Ведение учета потребления электроэнергии и мощности (активной и реактивной по каждой точке учета подстанции).

2. Обеспечение руководящего и оперативно-технического персонала энергоснабжающей организации, ЭС и предприятия объективной информацией потребления электрической энергии и мощности.

3. Составление балансов электроэнергии и мощности.

4. Построение почасовых графиков нагрузки.

5. Одновременность снятия показаний по всем точкам учета на любой момент времени.

Целью разработки автоматизированной системы контроля и учета является:

- обеспечение ведения расчетного (коммерческого) учета электрической энергии и мощности в соответствии с требованиями Энергорынка и действующими тарифными соглашениями на границе балансовой принадлежности;

- повышение точности, достоверности и оперативности получения учетных данных о распределении потребления электрической энергии и мощности;

- повышение точности и достоверности учета электрической энергии путем замены существующих счетчиков на счетчики более высокого класса точности.

Система АСКУЭ решает следующие функциональные задачи:

- сбор информации о параметрах мощности и электрической энергии, режимах энергопотребления с объектов, которые подлежат контролю;

- расчет, анализ и оценка баланса мощности и электрической энергии;

- коммерческий учет потребления электрической энергии, в т.ч. и в денежном выражении (используя почасовое потребление электроэнергии по часовым тарифам Энергорынка);

- значительно сокращаются транспортные расходы, связанные со снятием показаний и проверкой схем учета;

- возможен быстрый анализ работы сетей и сокращение ТРЭ путем перераспределения нагрузки с более загруженных линий на менее загруженные;

- оперативное выявление аварийных ситуаций в точках учета и быстрое их устранение;

- из-за высокой точности счетчиков и одновременности снятия показаний получение точных данных о поступлении электроэнергии на любой момент времени;

- благодаря ежечасовому снятию показаний возможно производить расчеты с Энергорынком по ежечасовым тарифам.

Система АСКУЭ является распределенной с использованием поузлового учета и контроля электропотребления с обработкой и сохранением данных непосредственно в узле измерения.

Обработанная информация длительное время хранится в памяти счетчика и в обработанном виде по линиям связи передается в базу данных сервера; из сервера информация передается на автоматизированные рабочие места. При выходе из строя линии связи, АРМ или сервера вся информация сохраняется в памяти счетчика и после ремонта может быть восстановлена.

Для удешевления системы учета на подстанциях, имеющих несколько точек учета, можно использовать специфические возможности многофункционального счетчика (например, счетчика «Облик»). Установка счетчика предусматривается на основных фидерах подстанции, а на остальных фидерах можно устанавливать дешевые однотарифные электронные счетчики с импульсными выходами или импульсные преобразователи на существующих счетчиках индукционного типа.

Данные учета электроэнергии с разбивкой по учетным зонам и графики нагрузки для всех фидеров хранятся в памяти счетчика «Облик».