АСКУЭ и балансовые группы: преимущества автоматизированного учета потребления электроэнергии на промышленном предприятии

Еще сравнительно недавно, а кое где и сейчас, потребленная электроэнергия измеряется индукционными средствами учёта, причём активная и реактивная составляющие рассчитываются отдельными приборами (электронный прибор нужен один). Основные параметры сети рассчитываются вручную. Целый отдел главного энергетика на крупном предприятии в конце отчётного периода может быть занят сведением балансов, которые нужны для проверки достоверности показаний. И если балансы не сводятся, то начинается эпопея по поиску причин: то ли посчитали неверно, данные списали неправильно, а может приборы неисправны. А ещё ведь нужно контролировать много параметров сети, которые опять же приходится рассчитывать вручную. Все эти процессы очень трудоемки и требуют предельного внимания.

Возможности АСКУЭ

Современные приборы упростили работу энергетикам. Они дают возможность даже простому жильцу квартиры просматривать активную, реактивную, полную мощность, нагрузку, напряжение, частоту сети. На предприятиях, где внедрено АСКУЭ (автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии), мониторинг нужных параметров выглядит просто и наглядно:

Учёт электроэнергии с помощью электронных счетчиков, объединённых в АСКУЭ, не только дает возможность оперативного контроля потребления энергии, но и позволяет косвенно следить за работоспособностью измерительных трансформаторов, правильностью включения их обмоток. На больших предприятиях, где присутствует не только коммерческий, но и технический контроль, создавая балансовые группы из счётчиков по величине небаланса можно быстро найти причину небаланса.

Рис. 1. Структурная схема АСКУЭ

Создавать такие группы просто, нужно только знать схему электроснабжения. Из электротехники мы знаем, что сумма токов в любом узле электрической цепи равна нулю. Сколько энергии на вводе мы потребляем, столько ее и расходуем.

Если коммерческий учёт ведётся по стороне 110 кВ на главных понизительных подстанциях (ГПП), а по напряжению 10 кВ, 6 кВ установлены аппараты для технического учета, то при идеальном состоянии электрических аппаратов, вторичных схем балансы стремятся к нулю, как и токи в узле электрической цепи.

Рис. 2. Пример схемы электроснабжения предприятия

Любое отклонение балансовых показателей от нуля дает основание для беспокойства. Понятно, что если небаланс появился после какой-нибудь плановой ревизии электрооборудования, то причина может быть в его некачественном выполнении (неправильное подключение трансформаторов тока или напряжения, плохой контакт и прочее). Достаточно просто войти в систему и проверить показания до ремонта и после.

Рис. 3. Пример балансового отчета по объекту

На рисунке 3 показан пример страницы отчета по балансу ГПП. В данном случае опрос счётчиков система ведёт каждые полчаса. Здесь видно, что с показаниями всё в порядке. Значение максимального небаланса составляет 0.17%. Всё в пределах допустимых погрешностей приборов учёта.

Пример учета электроэнергии по величине напряжения

То же самое можно делать, если учёт электроэнергии налажен только по одной величине напряжения. Допустим, мы имеем схему, когда коммерческий учёт ведётся по вводам 10 кВ, а технический - далее по отходящим сетям.

Рис. 4. Учёт электроэнергии по величине напряжения

В этой схеме устанавливаем счетчик на вводе (выключатель №8), а также на всех отходящих линиях, в том числе на трансформаторе собственных нужд (ТСН-1 100КВА). Очевидно, что если через выключатель №8 в определенный момент времени проходит 1000 Ампер, то и по отходящим сетям эта нагрузка распределится так, чтобы в сумме получились те же 1000 Ампер. Основываясь на таком же принципе, выделяем балансовые группы, которые при суммировании должны приводить к к нулевому балансу. Если отличие от нуля высоко, значит неправильно заданы коэффициенты трансформации в программе по какому-то присоединению или неисправен измерительный трансформатор (или неправильно подключен: перепутаны начало и конец обмоток трансформаторов тока).

Построение балансовых групп напоминает принцип построения дифференциальных защит, когда сравниваются токи на входе и на выходе с точностью, определяемой потерями в трансформаторах тока и во вторичных сетях. В нашем примере (рис. 2), когда коммерческий учёт электроэнергии ведется на стороне ввода силовых трансформаторов 110 кВ, а технический - по 10 (6) кВ, небаланс будет определяться потерями в трансформаторах 110/10(6) кВ. Зная паспортные данные силовых трансформаторов, можно судить и о качестве их изготовления и об их текущем состоянии. Увеличение потерь, измеренное при помощи АСКУЭ, говорит о старении железа или изоляции. А ещё даёт повод проверить все ли потребители учитываются счетчиком, потому что есть еще собственные нужды, которые, порой из экономии, не включают в систему учёта, например, оборудование для обдува, обогрева вторичных цепей и т.п.

АСКУЭ серьезно упрощает работу энергетикам на промышленном предприятии

Если АСКУЭ внедрена и эксплуатируется правильно, если персонал хорошо знает все возможности программного обеспечения, то система дает массу возможностей не только по контролю за электропотреблением предприятия, но и по оценке качества работы приборов учёта, силового оборудования и его ремонтов.

Нет необходимости находиться возле исследуемого оборудования, достаточно иметь доступ к системе, чтобы удалённо всё отслеживать. Если при контроле было выявлено отклонение в ежедневных показаниях, значит произошло событие, требующее вмешательства и устранения причин.

Нулевые балансы – отличный показатель работы АСКУЭ. Электронный счетчик при правильной настройке в системе и слаженной работе оборудования в сети не может дать неправильные показания. Он может не опрашиваться системой, что легко проверить. На рис. 5 выделена позиция 14 секции 1. Здесь с начала суток нулевые показания опроса, в то время, как данные по остальным фидерам получены в полном объеме. Такое положение дел приведёт к небалансу. Причиной может быть некорректная работа сетевого оборудования, а также неисправность со стороны потребителей на этом фидере. Круг поиска причин значительно сужен. Не нужно подвергать проверке все счётчики. Если бы этот счётчик не был включен в балансовую группу, прошло бы гораздо больше времени, прежде чем персонал обнаружил, что показания прибора не меняются.

Рис. 5. Пример ошибки в опросе счетчика

Выводы

Имея хорошо отлаженную систему автоматизированного учета электроэнергии любые параметры сети можно контролировать в режиме реального времени и автоматически получать отчеты для коммерческого учета потребления электроэнергии. Всё доступно и понятно. Мониторинг потребления по балансовым группам позволяет обнаружить любой сбой в работе системы или оборудования и вовремя внести необходимые корректировки.