13.2. 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;

310

САЗ - активной энергии трехфазный непосредственного включения или трансформаторный трехпроводный;

СА4 - активной энергии трехфазный непосредственного включения или трансформаторньш 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 трехтарифные 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 трехбарабанными 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

311

проверить соответствие фактического максимума нагрузки предприятия заявленному.

Выпускается упрощенный 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;

312

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, прошедшее 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.