Технические средства учета и контроля расхода электроэнергии

К техническим средствам учета электроэнергии относятся различ­ные типы индукционных и электронных счетчиков электроэнергии, информационно-измерительные системы и комплексы. Применяются преобразователи мощности и энергии, датчики — формирователи им­пульсов, сумматоры, микропроцессорные контроллеры и микроЭВМ.

Значительную часть приборов учета на предприятиях составляют обычные индукционные счетчики. Выпускаются счетчики электро­энергии следующих типов:

СО — активной энергии однофазный непосредственного включения или трансформаторный;

СОУ - активной энергии однофазный трансформаторный универ­сальный;

САЗ — активной энергии трехфазный непосредственного включения или трансформаторный трехпроводный;

СА4 — активной энергии трехфазный непосредственного включения или трансформаторный четырехпроводный;

СА4У — активной энергии трехфазный трансформаторный универ­сальный четырехпроводный;

СРЗУ — реактивной энергии трехфазный трансформаторный универ­сальный трехпроводный;

СР4У — реактивной энергии трехфазный трансформаторный универ­сальный четырехпроводный.

Применяемые двух- и многоставочные тарифы при расчетах за отпу­щенную электроэнергию (расчетный учет) требуют использования спе­циальных счетчиков и устройств. К ним относятся счетчики с указани­ем и фиксацией максимальных нагрузок, двух- и тоехтарифные счет­чики и устройства, управляющие ими. Счетчик с указателем и фикса­цией максимальных нагрузок представляет собой обычный счетчик ки­ловатт-часов индукционный, дополненный устройством для фиксации максимума. Двухтарифные счетчики имеют два счетных механизма, сочленяемых поочередно с диском счетчика при помощи встроенного в счетчик переключающего реле. Один счетный механизм учитывает электроэнергию в зоне времени суток по действующему тарифу, вто­рой при помощи внешних контактных часов включается вместо перво­го в зоне времени льготного тарифа (например, в ночные часы). Вы­пускаются двух- и трехтарифные счетчики с двух- и трехбарабанны-ми счетными механизмами и счетчики с телеметрическим выходом (с датчиками импульсов).

Для организации централизованного учета и контроля расхода электроэнергии разработаны специальные устройства и информацион­но-измерительные системы. В частности, освоены разными изготовите­лями дистанционные электронные счетные и суммирующие устрой­ства. Они предназначены для предприятий, питающихся по несколь­ким вводам, и позволяют суммировать показания всех счетчиков на вводах для определения суммарного, совмещенного во времени мак­симума нагрузки предприятия в часы максимума энергосистемы.

Импульсные датчики электросчетчиков соединены с приемным устройством с помощью двухпроводных линий связи. В приемном устройстве воспроизводятся показания счетчика каждого ввода. Про­исходит суммирование показаний счетчиков вводов. Для этого им­пульсы, пропорциональные суммарному потреблению электроэнергии, воздействуют на отдельное счетное устройство, находящееся в сум­маторе. При помощи внешних контактных часов осуществляется включение и отключение сумматора за получасовые интервалы в часы прохождения максимума нагрузки энергосистемы. На шкале стрелоч­ного указателя максимума сохраняется максимальное из полученных значений средней получасовой мощности предприятия, что позволяет

проверить соответствие фактического максимума нагрузки предприя­тия заявленному.

Выпускается упрошенный вариант устройства, которое имеет только сумматор (без счетных механизмов по каждому каналу). Для контроля выполнения требований по потреблению реактивной мощности Q в ча­сы прохождения максимума нагрузки энергосистемы применяется вто­рой комплект, оснащенный счетчиками реактивной энергии.

Информационно-измерительная система, выпускаемая для крупных предприятий, используется для 16, 48 или другого количества питаю­щих вводов. Система производит учет потребленной активной и реактивной энергии на каждом вводе. Суммирование активной и ре­активной потребленной энергии может производиться по трем устанав­ливаемым зонам времени с нарастающим итогом. Осуществляется автоматический и визуальный контроль за прохождением совмещенно­го 15-минутного максимума нагрузки, и имеется предупредительная сигнализация при тенденции к превышению заявленного значения. При превышении нагрузки может использоваться канал автоматиче­ского многоступенчатого отключения нагрузки. Информация реги­стрируется с помощью цифропечатающего устройства с указанием зон регистрации.

Первой из отечественных массовых систем следует считать инфор­мационно-измерительную систему учета и контроля электроэнергии типа ИИСЭ1-48, предназначенную для крупных промышленных пред­приятий. Основное назначение системы — расчеты промышленных пред­приятий с энергоснабжающими организациями. Эта и подобные ей си­стемы обеспечивают следующие функции:

сбор, обработку и накопление нарастающим итогом информации о получаемой, потребляемой или отдаваемой электроэнергии (актив­ной или реактивной) в течение расчетного периода, в часы максиму­ма энергосистемы и в часы ночного провала нагрузки;

вычисление значения совмещенной мощности (активной и реактив­ной) за предыдущие полчаса в часы максимума нагрузки энергоси­стемы;

вычисление и хранение в течение расчетного периода времени мак­симального значения совмещенной получасовой (активной и реактив­ной) мощности в часы максимума нагрузки энергосистемы;

запись текущей совмещенной мощности предприятия (активной или реактивной) с отстройкой от пусковых токов и выбором желае­мого времени усреднения (1,2,3,5 или 10 мин);

сигнализацию превышения заданной мощности предприятия;

учет расхода электроэнергии (активной и реактивной) отдельно по каждой линии приема или отдачи электроэнергии;

выработку значения текущего времени с погрешностью не более 15 с/сут;

задание начала утреннего и вечернего максимумов нагрузки энер­госистемы с дискретностью 30 мин;

вызов значения любого вычисляемого параметра и текущего вре­мени;

печать цифропечатающим устройством текущего времени и всех расчетных параметров по вызову, а также автоматически в часы мак­симума нагрузки энергосистемы и в конце суток.

Дальнейшие разработки системы типа ИИСЭ привели к созданию комплексов технических средств для информационно-измерительных систем учета и контроля энергии, например КТС ИИСЭ-3. Комплекс предназначен для построения локальных и многоуровневых информа­ционно-измерительных систем ИИС, позволяющих автоматизировать коммерческий и технический учет электроэнергии на предприятиях промышленности, транспорта, сельского хозяйства и в энергоси­стемах. ИИСЭ-3 позволяет вести коммерческий расчет для предприя­тий с любой схемой электроснабжения по действующим тарифам, орга­низовать контроль за потребляемой подразделениями предприятия электроэнергией при ограничении на электропотребление.

На предприятии и в его подразделениях устанавливаются комплек­ты ИИСЭ-3 нижнего уровня, охватывающие датчиками энергии необхо­димое число точек. Создается локальная ИИС для целей технического учета и регулирования электропотребления (рис. 13.1). Измеренные параметры электропотребления передаются цеховыми комплектами в комплект ИИС-3, находящийся на уровне предприятия, и использу­ются для решения задач учета и управления электропотреблением.

Связь ИИС предприятий с комплектами ИИСЭ-3, находящимися на уровне производственного объединения и энергосистемы, позволяет создать иерархическую многоуровневую систему. Каждое ВУ системы обеспечивает алгебраическое сложение информации, полученной от различных датчиков, каналов, и образует группы, соответствующие определенным потребителям электроэнергии. Перечень каналов, входящих в состав каждой группы, устанавливается потребителем и записывается в массив переменных констант.

Вычислительное устройство обеспечивает решение задач учета и контроля расхода электроэнергии. Например, в ноль часов автоматиче­ски выдается суточная ведомость следующего состава: дата, время, по группам — максимальная мощность в часы прохождения максиму­ма, энергия за сутки, энергия по тарифным зонам суток, средняя мощность в ночные часы за расчетный период, расход электроэнергии за смену в течение суток. Вычислительное устройство обеспечивает также выдачу значений мощности, усредненной за 3 мин или за время, прошгдшее с начала получасового интервала в часы пик.

Комплекс автоматически передает с ВУ системы низшего уровня на ВУ системы высшего уровня 3-минутные приращения энергии по изме­ряемым группам и значения любого параметра по вызову (при исполь­зовании некоммутируемых линий связи). При применении же комму­тируемых линий связи обеспечивается передача на ВУ системы высшего уровня значения любого параметра по вызову (вызов может осуще­ствляться либо автоматически по программе, либо с пульта оператора ВУ высшего уровня). Привязка комплекса к конкретной схеме электро­снабжения осуществляется программным способом. Для этого комплекс снабжается программными средствами, позволяющими производить подготовку данных пользователя (массива переменных констант).

Кроме рассмотренных средств учета и контроля расхода электро­энергии промышленностью выпускается система САУКЭ, применяемая на предприятиях черной металлургии, и ряд других.