УЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Расчетные параметры средств учета электроэнергии

Учет электрической энергии является неотъемлемой составляющей процесса ее производства, передачи, распределения и потребления, особенно на последней стадии этого процесса — стадии продажи-покупки. Основной целью учета электроэнергии является получение достоверной информации о количестве произведенной, отпущенной и потребленной электроэнергии и мощности для решения следующих технико-экономических задач:

финансовых расчетов за электроэнергию и мощность между субъектами рынка (энергоснабжающими организациями, потребителями электроэнергии) с учетом ее качества;

определения и прогнозирования технико-экономических показателей производства, передачи и распределения электроэнергии в энергетических системах;

определения и прогнозирования технико-экономических показателей потребления электроэнергии на предприятиях промышленности, транспорта, сельского хозяйства, коммунально-бытовым сектором и др.;

обеспечения энергосбережения и управления электропотреблением.

В соответствии с Типовой инструкцией по учету электроэнергии при ее производстве, передаче и распределении на подстанции АО-энерго расчетные счетчики должны устанавливаться для учета электроэнергии, поступившей на ее шины из сетей РАО «ЕЭС России», от других АО-энерго, а также для учета электроэнергии, отпущенной в сети других собственников, и для учета расхода электроэнергии на хозяйственные нужды подстанции.

Вопросам повышения точности учета электроэнергии в условиях рыночных взаимоотношений уделяется повышенное внимание, так как от достоверности и точности информации о количестве выработанной, отпущенной потребителям и потребленной ими электроэнергии зависит решение многих задач, связанных с энергосбережением, снижением оплаты потребляемой электроэнергии, достоверностью определения ее потерь, выбором рациональных режимов работы электроустановок и т. д.

Несовершенство приборов учета электроэнергии, неудовлетворительное техническое состояние измерительных ТТ и ТН, некачественное исполнение схем первичной и вторичной коммутации средств учета, как уже отмечалось, создают условия для хищения электроэнергии. С этой точки зрения важным показателем качества работы приборов учета является минимизация погрешности измерительных комплексов (выбор типа приборов учета и их классов точности, способа и места прокладки соединительных проводов и кабелей и т. д.).

С точки зрения снижения коммерческих потерь электроэнергии большое значение приобретает целенаправленная массовая замена индукционных однофазных счетчиков класса точности 2,5 на счетчики класса точности 2,0. В информационном письме Госэнергонадзора «Об ограничении срока эксплуатации однофазных счетчиков электрической энергии класса 2,5» от 18.10.2000 г. № 32-05-11/21 сказано, что Научно-технической комиссией Госстандарта России принято решение ограничить срок эксплуатации однофазных счетчиков электрической энергии класса 2,5 первым межповерочным интервалом, запретив с 01.10.2000 г. проводить их поверку после ремонта как несоответствующих современному уровню.

Счетчики активной энергии должны изготавливаться следующих классов точности (т. е. с наибольшей относительной погрешностью в процентах):

индукционные счетчики активной энергии — классов точности 0,5; 1,0; 2,0 и 2,5;

статические счетчики ватт-часов (электронные) — классов точности 1; 2; 0,28 и 0,58.

Класс точности счетчиков реактивной энергии может быть на одну ступень ниже класса точности соответствующих счетчиков активной энергии.

В соответствии с требованиями ПУЭ классы точности коммерческих счетчиков активной электроэнергии для различных объектов должны быть не ниже указанных в табл. 2.

Таблица 2

Классы точности коммерческих счетчиков активной электроэнергии

Объект учета электроэнергии

Класс точности счетчиков, не ниже

Генераторы мощностью 50 МВт и более

0,2

Линии электропередачи напряжением 220 кВ и выше

0,2

Трансформаторы мощностью 63 МВ А и более

0,2 (0,5)

Генераторы мощностью 12-50 МВт

0,5

Линии электропередачи напряжением 35-150 кВ

0,55 (0,58)

Линии электропередачи и вводы напряжением 6—10 кВ с присоединенной мощностью 5 МВт и выше

0,5(0,58)

Прочие объекты учета

1 (2)

Классы точности измерительных ТТ и ТН для присоединения коммерческих счетчиков класса точности 0,2 принимаются, как правило, не ниже 0,2 (0,28), для счетчиков класса 0,5 и 1 — не ниже 0,5 (0,58) и для класса точности 2 — не ниже 1. В соответствии с требованиями ПУЭ подключение токовых обмоток коммерческих счетчиков к вторичным обмоткам ТТ производится, как правило, отдельно от цепей защиты и электроизмерительных приборов. Использование промежуточных ТТ для включения коммерческих счетчиков не допускается.

В соответствии с Типовой инструкцией по учету электроэнергии при ее производстве, передаче и распределении относительная погрешность измерительных комплексов должна определяться на стадии проектирования, хотя на этой стадии трудно предусмотреть влияние различных факторов на погрешность измерительного комплекса.

Предел допустимого значения относительной погрешности 8 измерительного комплекса определяется по формуле

где 8Г 80 — пределы допустимых значений относительной погрешности соответственно ТТ (ГОСТ 7746—89) и ТН (ГОСТ 1983-89), %;

  • 8 — предел допустимых ПУЭ потерь напряжения в линиях присоединения счетчиков к ТН, %;
  • 8ос — предел допустимой основной погрешности индукционного (ГОСТ 6570—75) или электронного (ГОСТ 26035—83) счетчиков, %;
  • 8е — предел допустимого значения составляющей суммарной погрешности измерения электроэнергии, вызванной угловыми погрешностями ТТ и ТН, %;
  • 8 — предел допустимой дополнительной погрешности счетчика от/'-го влияющего фактора, %;

J — число влияющих факторов.

Если первые пять слагаемых погрешностей в формуле (3) — 8,,8и, 8Л, 8ос, 8в — достаточно подробно описаны в технической литературе и законы их изменения известны, то выявление двух последних факторов (8д^ и У) в процессе эксплуатации средств учета (измерительного комплекса) представляет определенные трудности.

Так, проведенные на объектах ОАО «Мордовэнерго» исследования показали, что нормы погрешности измерений электроэнергии в рабочих условиях применения измерительных комплексов не выполняются, в частности, вследствие чрезвычайно низкой загрузки измерительных ТТ и, соответственно, низких значений соБф, и высоких коэффициентов трансформации ТН. Все это вызывает значительные погрешности приборов учета.

Погрешности ТТ в силу магнитных свойств стали зависят от тока нагрузки: с уменьшением нагрузки погрешность увеличивается. Так, если первичный ток составляет 5 % от номинального тока нагрузки, то относительная погрешность ТТ может увеличиться в три раза по сравнению с классом точности ТТ.

Погрешности ТН зависят в основном от перегрузки вторичных цепей ТН, колебаний напряжения в первичной цепи и несимметричности нагрузок по линейным напряжениям ТН.

На работу диска индукционного счетчика влияют два момента: компенсационный и тормозной. Поэтому при нагрузке менее 30 % снижение напряжения приводит к отрицательной погрешности из-за ослабления компенсационного момента (ослабляется действие компенсатора трения). При нагрузках более 30 % снижение напряжения вызывает уже положительную погрешность из-за уменьшения тормозного момента.

В результате, если компенсационный момент превышает момент трения, то диск счетчика ускоряет свое вращение, и наоборот.

Кроме того, к увеличению отрицательной погрешности счетчика приводит повышение падения напряжения в проводах, соединяющих ТН с клеммами счетчика. Следовательно, чем длиннее эти провода или чем меньше их сечение, тем медленнее вращается диск счетчика.

Для повышения достоверности измерения количества электроэнергии за счет введения поправок в результат измерения, компенсирующих систематические погрешности на этапе обработки результатов измерений, в ряде АО-энерго разработаны методики выполнения измерений количества электрической энергии на энергообъектах. Разработка таких методик осуществлялась совместно с ОАО «ВНИИЭ».

Внедрение методик выполнения измерений позволяет повысить достоверность учета отпущенной электроэнергии, снизить отчетные потери в энергосистеме, а также снизить технические потери электроэнергии за счет стимулирования потребителя по установке компенсирующих устройств (повышения со5ф).

В табл. 3 приведены пределы допускаемой систематической составляющей относительной погрешности индукционных счетчиков активной энергии (ГОСТ 6570—75).

Пределы допускаемой систематической составляющей относительной погрешности счетчиков активной энергии

Таблица 3

Значение тока

Коэффициент

мощности

СОБф

Пределы, %, нс более, для счетчиков классов точности

0,5

1,0

2,0

2,5

5 % номинального

1,0

± го

± 1,5

±2,5

-

От 10 до 20 % номинального

1,0

±3,5

От 10 % номинального до максимального значения включительно

1,0

±0,5

±1,0

±2,0

От 20 % номинального до максимального значения включительно

1,0

±2,5

10 % номинального

0,5 инд.

± 1,3

± 1,5

±2,5

-

10 % номинального

0,5 емк.

± 1,3

± 1,5

-

-

От 20 % номинального до максимального значения включительно

0,5 инд.

±0,8

± 1,0

±2,0

±4,0

Значение тока

Коэффициент

мощности

СОБф

Пределы, %, не более, для счетчиков классов точности

0,5

1,0

2,0

2,5

От 20 % номинального до максимального значения включительно

0,8 емк.

±0,8

± 1,0

От 20 % до 100 % номинального (по требованию потребителя)

0,25 инд. 0,5 инд.

±2,5

±1,5

±3,5

±2,5

-

-

В табл. 4 приведены пределы погрешности для однофазных и многофазных электронных счетчиков с симметричными нагрузками для классов точности 0,25 и 0,55 (ГОСТ 30206—94), а в табл. 5 — для классов точности 1 и 2 (ГОСТ 30207-94).

Таблица 4

Пределы погрешности для электронных однофазных и многофазных счетчиков с симметричной нагрузкой классов точности 0,28 и 0,58

Значение тока

Коэффициент

МОЩНОСТИ СОБф

Пределы погрешности, %, для счетчиков кл. точности

0,2Б

0,5Б

  • 0,01/
  • 7 НОМ 7 ном

1

±0,4

±1,0

0,05/

’ ном тах

1

±0,2

±0,5

  • 0,02/
  • 7 ном 7 ном

0,5 (при индуктивной нагрузке)

±0,5

±1,0

0,8 (при емкостной нагрузке)

Значение тока

Коэффициент

МОЩНОСТИ С05ф

Пределы погрешности, %,для счетчиков кл. точности

0,28

0,58

о.1/„омП1ах

0,5 (при индуктивной нагрузке)

±0,3

±0,6

0,8 (при емкостной нагрузке)

По особому требо- ванию потребителя^/

7 ном тах

0,25 (при индуктивной нагрузке)

±0,5

±1,0

0,5 (при емкостной нагрузке)

Таблица 5

Пределы погрешности для электронных однофазных и многофазных счетчиков с симметричной нагрузкой классов точности 1 и 2

Значение тока

Коэффициент

МОЩНОСТИ С05ф

Пределы погрешности, %, для счетчиков кл. точности

1

2

  • 0,05/
  • 7 НОМ

1

± 1,5

±2,5

От 0,1/ до/

7 ном тах

включительно

1

± 1,0

±2,0

  • 0,1/
  • 7 ном

0,5 (при индуктивной нагрузке)

± 1,5

±2,5

0,8 (при емкостной нагрузке)

± 1,5

-

Значение тока

Коэффициент

МОЩНОСТИ СОБф

Пределы погрешности, %, для счетчиков кл. точности

1

2

От 0,2/ до /

7 ном тах

включительно

0,5 (при индуктивной нагрузке)

±1,0

±2,0

0,8 (при емкостной нагрузке)

±1,0

-

По особому требованию потребите- ля: от 0,2/ до/ включительно

0,25 (при индуктивной нагрузке)

±3,5

-

0,8 (при емкостной нагрузке)

±2,5

-

Счетчики имеют определенный срок службы и относятся к ремонтируемым, не восстанавливаемым на объекте изделиям. В табл. 6 приведена средняя наработка индукционных счетчиков до отказа Гр (ГОСТ 6570—75).

Средняя наработка до отказа индукционных счетчиков активной энергии

Таблица 6

Тип и класс точности счетчиков

Т

Установлено с:

Трехфазные счетчики класса точности 0,5

25 000

01.01.1988

Трехфазные счетчики классов точности 1,0 и 2,0

33 000

01.01.1990

Однофазные счетчики класса точности 2,5

37 500

01.01.1990

Однофазные счетчики класса точности 2,0

50 000

01.01.1990

Средний срок службы до первого капитального ремонта Г (должен быть не менее значений, приведенных в табл. 7.

Таблица 7

Средний срок службы индукционных счетчиков активной энергии

Тип и класс счетчиков

Т ,лет

сд’

Установлено с:

Однофазные счетчики класса точности 0,2

30

-

Однофазные счетчики класса точности 2,5

25

01.01.1989

Трехфазные счетчики классов точности 1,0 и 1,5

22

01.01.1988

Трехфазные счетчики классов точности 2,0 и 3,0

27

01.01.1988

Трехфазные счетчики класса точности 0,5

22

01.01.1988

Кроме того, как было показано выше, дополнительные погрешности в средства учета вносят измерительные ТТ и ТН, особенно при пониженных нагрузках.

Несмотря на принимаемые меры по недопущению несанкционированного доступа в схему и приборы учета электроэнергии, на практике имеют место разнообразные способы искажения достоверной информации о количестве потребляемой электроэнергии, главным образом за счет ее хищения. Этому способствует неудовлетворительное техническое состояние средств учета электроэнергии, не отвечающее современным требованиям к точности и достоверности измерений.

В связи с этим понятие «хищение электроэнергии» стало ассоциироваться с понятием ее учета; эти понятия стали неотделимы друг от друга (даже при отсутствии приборов учета), что подтверждается получившими уже широкое распространение определениями:

потребление электроэнергии (самовольное подключение) помимо приборов учета;

хищение электроэнергии при наличии приборов ее учета;

хищение электроэнергии за счет несовершенства конструкции счетчиков и т. п.

Средства учета электрической энергии не ограничиваются только счетчиками активной и реактивной энергии, а представляют собой сложную совокупность устройств, соединенных между собой по установленной схеме и обеспечивающих измерение и учет электрической энергии, включая:

измерительные ТТ и ТН;

счетчики электрической энергии;

телеметрические датчики;

информационно-измерительные системы и их линии связи.

Практически каждое из перечисленных устройств представляет собой объект для возможного осуществления хищения электроэнергии.

Система учета электроэнергии представляет собой совокупность измерительных комплексов, установленных на энергообъекте.

Измерительным комплексом средств учета электроэнергии называется совокупность соединенных между собой по установленной схеме устройств одного присоединения, предназначенная для измерения и учета электроэнергии (ТТ, ТН, счетчики электрической энергии, датчики импульсов, сумматоры и их линии связи).

Самым массовым видом электроизмерительных приборов являются счетчики активной и реактивной энергии.

Счетчик ватт-часов (счетчик активной энергии) представляет собой прибор, предназначенный для измерения активной энергии путем интегрирования активной мощности в зависимости от времени.

Счетчик вар-часов (счетчик реактивной энергии) представляет собой интегрирующий прибор, который измеряет реактивную энергию в вар-часах или кратных им единицах.

Различают счетчики непосредственного включения в сеть и счетчики, предназначенные для подключения к измерительным ТТ и ТН.

Кроме того, имеется ряд счетчиков, включаемых через измерительные ТТ и ТН, которые заранее отградуированы для работы через эти трансформаторы. Такие счетчики называются трансформаторными, и на их табличке имеется надпись с указанием расчетных коэффициентов ТТ и ТН, для которых они отградуированы. У трансформаторных счетчиков вместо номинальных тока и напряжения указываются номинальные коэффициенты измерительных трансформаторов, для работы с которыми предназначен счетчик.

Например, если на табличке счетчика указано 310 000/100 В, 3 200/5 А, это значит, что он предназначен для включения в трехфазную сеть с измерительными ТН 10 000/100 В и ТТ 200/5 А.

Если счетчики не отградуированы для работы с измерительными ТТ и ТН, то они включаются в сеть с любыми измерительными трансформаторами. Такие электросчетчики называются трансформаторными универсальными счетчиками.

В качестве расчетных приборов учета активной энергии используются однофазные и (или) трехфазные счетчики двух типов: индукционные и статические счетчики ватт- часов (электронные).

Индукционным называется счетчик, в котором магнитное поле неподвижных токопроводящих катушек влияет на подвижный элемент из проводящего материала. Подвижный элемент представляет собой диск, по которому протекают токи, индуцированные магнитным полем катушек.

В трехпроводных сетях с изолированной нейтралью трансформатора применяются трехпроводные двухэлементные счетчики типов САЗ (непосредственного включения или трансформаторные трехпроводные) и САЗУ (трансформаторные универсальные трехпроводные).

В четырехпроводных сетях с глухозаземленной нейтралью трансформатора применяются четырехпроводные трехэлементные счетчики типов СА4 (непосредственного включения или трансформаторные четырехпроводные) и СА4У (трансформаторные универсальные четырехпроводные).

В последние годы наблюдается тенденция перехода с индукционных счетчиков на статические счетчики ватт-часов (электронные).

Электронным называется счетчик, в котором переменный ток и напряжение воздействуют на твердотельные (электронные) элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии. То есть измерения активной энергии такими счетчиками основаны на преобразовании аналоговых входных сигналов тока и напряжения в счетный импульс.

Измерительный элемент электронного счетчика служит для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии.

Счетный механизм представляет собой электромеханическое или электронное устройство, содержащее как запоминающее устройство, так и дисплей.

Одним из основных достоинств электронных счетчиков является возможность учета электроэнергии по дифференцированным тарифам (одно-, двух- и более тарифный), которая обеспечивается с помощью внешнего устройства переключения тарифов.

Многотарифный счетчик представляет собой счетчик электрической энергии, снабженный набором счетных механизмов, каждый из которых работает в установленные интервалы времени, соответствующие различным тарифам.

В настоящее время подавляющее число установленных расчетных счетчиков активной и реактивной энергии — индукционные. Манипулируя расчетными параметрами таких счетчиков, схемами их подключения к сетям и различными способами подсчета потребляемой электроэнергии, можно похищать электроэнергию в различных (и даже регулируемых) объемах. В связи с этим представляется необходимым рассмотреть такие параметры более подробно.

В соответствии с ГОСТ 6570—75 индукционные счетчики должны давать показания расхода энергии в киловатт-часах (киловар-часах) непосредственно или при умножении показания счетного механизма на 10", где п — целое число.

Счетчики электрической энергии характеризуются тремя основными расчетными параметрами: постоянной счетчика С, коэффициентом счетчика К и передаточным числом счетчика А.

Постоянной счетчика С называется количество единиц электроэнергии (число ватт-секунд, ватт-часов или киловатт- часов), приходящихся на один оборот диска прибора. Постоянной статического (электронного) счетчика называется значение, выражающее соотношение между энергией, учитываемой счетчиком, и числом импульсов на испытательном стенде. Постоянная электронного счетчика выражается либо в импульсах на киловатт-час (имп/кВт ч), либо в ватт-часах на импульс (Вт-ч/имп).

Коэффициентом счетчика К называется число, на которое нужно умножить показания счетчика для получения фактического расхода электроэнергии (кВт ч).

Передаточным числом счетчика А называется число оборотов диска, соответствующее 1 кВт ч. Передаточное число, как правило, указывается на табличке счетчика, например: 1 кВт ч = 1500 оборотов диска.

Постоянная С индукционного счетчика и его передаточное число Л взаимосвязаны:

В зависимости от конструкции счетчика значение коэффициента К счетчика может быть следующим:

Обозначение счетчика

К

Обозначение счетчика

К

1 гВтч

0,1

1 кВтч-10

10

1 гВт-ч-10

1

1 кВтч-100

100

1 кВтч

1

1 кВтч-1000

1000

Подсчет электроэнергии

можно осуществлять

следу-

ющими способами.

1. Трансформаторные счетчики включены в сеть через измерительные ТТ и ТН с коэффициентами, соответствующими градуировке приборов учета. В этом случае на счетчике указывается непосредственный расход активной и реактивной электроэнергии и общий расчетный коэффициент К будет равен единице (А" =1).

2. Трансформаторные счетчики включены в сеть через измерительные ТТ и ТН, коэффициенты которых не соответствуют коэффициентам градуировки приборов учета. В этом случае общий расчетный коэффициент:

Пример 1. Электроснабжение предприятия осуществляется через силовой трансформатор напряжением 6 кВ. На стороне высшего напряжения трансформатора установлены ТТ 300/5 А и ТН 10 000/100 В. Ввиду отсутствия счетчика с градуировкой на имеющиеся измерительные ТТ и ТН установлен счетчик, на табличке которого указано 3-6000 В/100; 3100 А/5. Определить общий расчетный коэффициент К для подсчета фактического расхода электроэнергии на предприятии.

Решение. В соответствии с формулой (5) величина общего расчетного коэффициента равна

3. Электросчетчики включены через измерительные ТТ и ТН с любыми коэффициентами трансформации (трансформаторные универсальные счетчики). В этом случае общий расчетный коэффициент равен произведению коэффициентов трансформации ТТ и ТН

Например, если трансформаторный универсальный счет- чиктипа САЗУ-И680 включен черезТТ 600/5иТН 10000/100, то величина расчетного коэффициента

В соответствии с требованиями ПТЭЭП установку и замену измерительных ТТ и ТН, к вторичным цепям которых подключены расчетные счетчики, выполняет только персонал эксплуатирующего их потребителя с разрешения энергоснабжающей организации.

Замену и поверку расчетных счетчиков осуществляет собственник приборов учета по согласованию с энергоснабжающей организацией. При этом время безучетного потребления электроэнергии и средняя потребляемая мощность должны фиксироваться в двустороннем акте.

Потребители электрической энергии обязаны устанавливать приборы учета в соответствии с техническими условиями энергоснабжающих организаций. Например, в прил. 3 приведены технические условия ОАО «Мосэнергосбыт» на организацию расчетного учета электропотребления с применением приборов учета непосредственного включения.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >