ЗМІСТ

Передмова 5

1. Особливості обліку електроенергії та вимірювання параметрів електричних кіл

   1. Розрахунок втрат електроенергії в лініях за даними лектроспоживання 7

      1. Розрахунок втрат електроенергії в лініях за спрощеною методикою 8

      2. Аналіз втрат електроенергії в лініях при зміні навантаження 8

   2. Розрахунок втрат електроенергії в трансформаторах 11

   3. Розподіл втрат електроенергії між основним споживачем і його субспоживачами

в загальних елементах живильних мереж 14

4. Особливості вимірювання струмів і напруг в електричних колах 16

   1. Розширення границь вимірювання приладів 17

   2. Вимірювання струмів і напруг у трифазних колах змінного струму 20

5. Технічні характеристики та вибір вимірювальних трансформаторів струму 21

   1. Вибір коефіцієнтів трансформації трансформаторів струму 21

   2. Визначення навантаження трансформаторів струму 22

   3. Перевірка трансформаторів струму на електродинамічну стійкість 23

6. Технічні характеристики та визначення навантаження вимірювальних

трансформаторів напруги 23

2. Вимірювання потужності в колах змінного струму 25

   1. Характеристика потужності кола змінного струму 25

   2. Вимірювання потужності в однофазних колах 27

   3. Вимірювання потужності в трифазних колах 27

3. Вимірювання електроенергії в колах змінного струму 32

   1. Конструкція та принцип дії індукційних лічильників 32

   2. Технічні характеристики індукційних лічильників 33

   3. Загальна характеристика електронних лічильників 36

   4. Структурна схема електронного лічильника з частотним виходом і

електромеханічним індикатором 36

5. Електронний лічильник з цифровим виходом та індикатором на рідких

кристалах 37

6. Технічні характеристики однофазного електронного лічильника активної

енергії" Меридіан СОЗ-1.02/2" 38

7. Однофазний тарифний лічильник СОТ-01 38

8. Електронні лічильники електричної енергії виробництва ДНВО "Комунар" 39

9. Електронний лічильник електричної енергії на базі мікропроцесора

фірми "Simens" 40

1. Багатофункціональний електронний лічильник електричної енергії "Енергія-9"..41

2. Схеми вимірювання електричної енергії 42

1. Характеристика систем автоматичного контролю електроспоживання 48

   1. Автоматизована система обліку споживання електроенергії "SMART" 48

   2. Автоматизована система контролю й обліку електроенергії АСКОЕ 51

   3. Комп'ютерна система комерційного обліку електричної енергії на базі

мікропроцесорного лічильника "Альфа" 52

1. Технічна характеристика мікропроцесорного лічильника "Альфа" 52

2. Функціональні можливості комп'ютерної системи комерційного обліку

електроенергії 54

1. Автоматизовані системи обліку електроенергії "Альтаїр" та "Омега" 55

1. Вдосконалення систем обліку електроенергії 57

   1. Напрями підвищення ефективності систем обліку 57

   2. Побудова системи інтелектуального контролю за витратою електроенергії 58

   3. Шляхи підвищення точності систем обліку та контролю споживання

електроенергії 60

1. Похибки та класи точності вимірювальних приладів 60

2. Шляхи поліпшення метрологічних характеристик вимірювальних комплексів,

що містять ТС та ТН 61

1. Аналіз похибок індукційних лічильників 62

2. Аналіз і оцінка похибок комплексів автоматизованого обліку електроенергії....63

1. Підвищення точності та надійності вимірювання електроенергії шляхом

застосування нерезонуючих трансформаторів напруги 65

5. Практичні способи перевірки правильності роботи лічильників 69

6. Багатотарифний облік електроенергії 74

7. Вимірювання показників якості електроенергії 83

   1. Якість електричної енергії та її вплив на роботу електроприймачів 83

   2. Нормування показників якості електричної енергії 84

   3. Засоби вимірювання показників якості електроенергії 87

      1. Вимоги до засобів вимірювання показників якості 87

      2. Характеристика сучасних засобів вимірювання показників якості 87

   4. Засоби та способи керування якістю електроенергїї 89

Перелік використаної літератури 93

ПЕРЕДМОВА

Невід’ємною складовою енергоощадної політики в нашій країни є організація об’єктивного обліку спожитої електроенергії.

Для визначення загальної кількості спожитої промисловими об’єктами електроенергії виникає необхідність врахування втрат електроенергії в лініях живлення і трансформаторах, які знаходяться на балансі споживачів, а розрахунковий облік здійснюється на шинах нижчої напруги.

Під час розрахунку втрат часто використовують спрощені методи. Так, наприклад, втрати електроенергії в абонентських лініях визначають через відносне розрахункове значення втрат, обчислене при економічному навантаженні. При малих навантаженнях, що має місце практично на багатьох об’єктах, цей спрощений метод дає завищені результати порівняно з фактичними втратами електроенергії в лініях. Похибки розрахунку втрат спрощеним методом, як буде показано нижче, можуть досягати 100% і більше, залежно від величини навантаження. Тому, з метою об’єктивної оцінки втрат їх слід визначити з врахуванням еквівалентних опорів ліній і фактичного навантаження за розрахунковий період згідно з чинною методикою.

З метою спрощення розрахунків втрати електроенергії в силових трансформаторах визначають за табличними даними цієї методики. Аналіз показує, що табличні значення навантажувальних втрат в обмотках трансформаторів розраховані для заданих діапазонів активних навантажень з врахуванням реактивної складової навантаження, значення якої перевищує нормоване значення реактивного навантаження, що призводить до перевитрат коштів при оплаті вартості електроенергії. Слід також звернути увагу на те, що втрати неробочого ходу трансформаторів до 1970 року випуску удвічі більші, ніж для трансформаторів пізніших випусків. Тому табличні значення втрат у таких трансформаторів можуть суттєво відрізнятися від фактичних втрат. Таким чином, втрати в трансформаторах рекомендується розраховувати з врахуванням їх фактичного завантаження та паспортних даних трансформаторів.

При переході від середніх до середньоквадратичних навантажень потрібно враховувати коефіцієнти форми графіків електричних навантажень, так як фактичні втрати при змінному навантаженні на (10-20)% більші порівняно з втратами, розрахованими за середнім навантаженням. Цього не враховує чинна методика, яка потребує подальших уточнень.

Необхідно також внести зміни до нормативних документів в частині розподілу втрат між основними споживачами та субспоживачами, який здійснюють пропорційно кількості спожитої ними електроенергії, що можна вважати вірним тільки для складової втрат неробочого ходу трансформаторів. Щодо навантажувальних втрат в лініях і трансформаторах, то вони залежать квадратично від кількості спожитої електроенергії. Якщо, наприклад, за рахунок субспоживачів споживання електроенергії збільшиться удвічі, то навантажувальні втрати електроенергії в мережі зростуть у чотири рази, а субспоживач при цьому відшкодовує тільки 50% втрат. Тому розподіл втрат електроенергії в загальних мережах живлення потрібно визначати шляхом розрахунку з врахуванням квадратичної залежності втрат від фактичного навантаження. За наявності декількох субспоживачів складові втрат активної й реактивної електроенергії, які повинні відшкодовувати субспоживачі, можна розподілити пропорційно частці спожитої ними електроенергії.

Особливої уваги заслуговує питання багатотарифного обліку електроенергії, диференційованого за зонами часу. Для неперервного режиму роботи підприємств багатотарифний облік електроенергії може виявитись економічно вигідним. Доцільність його впровадження слід визначити у кожному окремому випадку на підставі детального аналізу графіків електричних навантажень та відповідних техніко-економічних розрахунків. Потрібно також розглянути можливість переведення частини енергоємних приймачів електроенергії підприємств зі змінним режимом роботи в нічну зміну з метою вирівнювання графіків електричних навантажень і зниження втрат електроенергії в розподільних мережах. Розрахунки показують, що при існуючій системі оплати електроенергії та рівномірних графіках електричних навантажень багатотарифний облік електроенергії може бути економічно вигідним, тим більше, що застосування багатотарифних електронних лічильників дасть змогу значно підвищити точність вимірювання електроенергії.

Аналіз електроспоживання промислових та інших об’єктів показав, що значна частина розрахункових приладів систем обліку працює при навантаженнях менших (5 +10)%, в той час як метрологічні служби здійснюють перевірку електролічильників при навантаженнях від 5% і вище. У режимі малих навантажень додатні похибки вимірювальних приладів можуть у декілька разів перевищувати їх допустимі значення. Підвищити точність системи обліку електроенергії в даному випадку можна шляхом широкого впровадження більш точних електронних лічильників, що дозволить одержати прямий економічний ефект при оплаті електроенергії.

У випадку, коли середнє завантаження трансформаторів струму в системах розрахункового обліку не перевищує 5% номінального, електроспоживач повинен розрахуватись за обсяги електричної енергії, які розраховують, виходячи з навантаження на рівні 5% завантаження трансформаторів струму. Така система оплати потребує уточнення, так як поріг чутливості електричних лічильників, особливо електронних, є значно нижчим порівняно з 5% завантаженням трансформаторів струму (ТС), а похибки систем обліку в цьому діапазоні не нормують. Крім того, номінальні струми первинних обмоток ТС розраховують з врахуванням їх динамічної стійкості, що в окремих випадках призводить до завищення номінальних значень струмів цих обмоток.

З метою збільшення середнього завантаження ТС потрібно розглянути можливість їх заміни, чи переведення живлення споживачів двотранформаторних підстанцій на один трансформатор, перенесення комерційного обліку на головні вводи підстанцій, перерозподілу навантажень між підстанціями та проведення інших заходів.

Для забезпечення необхідної точності вимірювань номінальні струми обмоток ТС повинні мінімально перевищувати робочі струми навантаження. Проведений аналіз показує, що має місце необгрунтоване завищення коефіцієнтів трансформації ТС на етапі проектування електропостачальних систем, що негативно впливає на об’єктивність обліку електроенергії. При цьому не приділяється належна увага метрологічній експертизі проектів.

На багатьох об’єктах практично відсутній контроль за якістю електроенергії, яка суттєво впливає на об’єктивність обліку, ефективність роботи електроприймачів і експлуатаційний ресурс електрообладнання. Якість електроенергії на переважній більшості підприємств не аналізується, відсутні прилади контролю якості.

Розрахунки за спожиту електроенергію на промислових об’єктах виконують на підставі даних про витрати електроенергії з врахуванням втрат у мережах живлення. При цьому доводиться виконувати значний обсяг робіт. Розрахунки можна автоматизувати, використавши спеціалізовані комп’ютерні програми.

З метою оперативного контролю параметрів режиму і керування режимами електроспоживання потрібно впроваджувати сучасні багатофункціональні комплекси з застосуванням електронних вимірювальних приладів, що дасть змогу забезпечити ефективне використання електроенергії на промислових об’єктах.

У конспекті лекцій розглядаються питання вимірювання параметрів електричних кіл, схеми обліку електричної енергії й технічні характеристики приладів обліку, системи автоматичного контролю електроспоживання, а також засоби та способи регулювання якості електроенергії.