Рішення проблем комерційних втрат електроенергії

Електроенергія в РФ не має значення товару, а відноситься до одного з видів поставляються енергосистемами послуг і тому розкрадання електроенергії не вважається крадіжкою власності, а викрадач електроенергії при виявленні факту розкрадання може понести лише адміністративне покарання, а сам факт такого розкрадання досить складно доказує.

Такий стан справ за довгий час дозволило відпрацювати механізми розкрадання електроенергії в дуже великих кількостях. Так за оцінкою енергозбутових організацій в приватному секторі розкрадання електроенергії в середньому по Росії становить до 60%, а в комунальному секторі до 25% від всієї споживаної побутовими споживачами електроенергії. Тому без нових технічних засобів обліку споживання електроенергії одними організаційними заходами з цією проблемою не впоратися.

Якщо для великих і середніх підприємств за останній час відпрацьовані відносно надійні системи технічного та комерційного обліку електроенергії, істотно знижують можливість її розкрадання, то для побутових і дрібномоторному споживачів, особливо в приватному секторі необхідних приладів обліку електроенергії, що забезпечують захист від розкрадань електроенергії, зниження експлуатаційних витрат , надійних в експлуатації і максимально придатних для інтегрування в автоматизовані системи комерційного обліку електроенергії побутових споживачів (АСКОЕ БП) до недавнього часу не було.

Так рекомендований для зниження комерційних втрат в приватному секторі спосіб виносу електролічильників на фасади приватних будинків або на опори електромереж має ряд недоліків:

• винос вимагає установки електролічильників в надійно захищаються ящики, з надійним заземленням і пристроями швидкого відключення при потраплянні людини під напругу, вимагає застосування СІП і т.п .;
• не вирішують питання розрахунку балансу отриманої та спожитої електроенергії;
• хто не наважується питання автоматизації збору інформації

АСКОЕ БП для комунального житла, наприклад, відомі системи «Континіум» вирішує проблему АСКОЕ БП для комунального житла, але так як дані від лічильника до концентратора йдуть не в цифровому вигляді, і у вигляді імпульсів телеметрії пропорційних споживаної потужності, то втрата зв'язку між лічильником і концентратором веде до втрати показань електроенергії з лічильника пропорційно часу втрати зв'язку.

Фахівцями ЗАТ «РиМ» спільно з Новосибірським Енергосбитомі Фондом енергозбереження по Новосибірській області була розроблена концепція з обліку електроенергії яка лягла в основу розроблених нижче систем.

Основна спрямованість даних систем - це:

• зменшення комерційних і технічних втрат електроенергії;
• зменшення експлуатаційних витрат;
• розрахунок балансу отриманої та спожитої електроенергії.

При цьому побутовий сектор споживання електроенергії можна розділити на два підсектори, це:

• Приватний (одноквартирні будинки, котеджі);
• Комунальний (багатоквартирні будинки).

Виходячи з цього розробка приладів обліку електроенергії велася враховуючи специфіку споживання електроенергії в цих підсекторах.

Для приватного сектора житла характерні наступні основні особливості:

• Великий рівень комерційних втрат електроенергії, до 60%;
• Великі складності доступу до лічильника для звірки показань або для перевірки його технічного стану.

Для комунального сектора житла характерні такі особливості:

• Заниження показань лічильників при оплаті за електроенергію споживачами, комерційні втрати можуть доходити до 20%;
• Енергозбутових організації не мають можливості оперативного контролю спожитої і оплаченої електроенергії;
• Складнощі доступу до лічильника для звірки показань або для перевірки його технічного стану.

Для вирішення цих проблем були розроблені системи АСКОЕ побутового сектора, які найбільш повно враховували особливості кожного підсектори-приватного і комунального, це РМС -2050 і РМС-2060б.

Система РМС -2050 призначена для приватного сектора і вирішення наступних завдань:

• прилади обліку повинні забезпечити облік електроенергії як при санкціонованому, так і при несанкціонованому підключенні абонента і зробити безглуздими будь-які несанкціоновані підключення;
• організувати дистанційний збір і подальшу централізовану обробку облікової інформації про індивідуальний споживанні електроенергії кожним споживачем;
• знаходження приладу обліку має бути на приватній території, тобто відповідальність за збереження та справність приладу несе абонент (споживач електроенергії);
• забезпечити розрахунок балансу електроенергії на встановлений розрахунковий день і годину.

Для практичної реалізації зазначених рішень було розроблено комплекс апаратних і програмних засобів, які входять до складу системи РМС-2050М:

• Однофазний багатотарифний лічильник - СОЕБ-2П ДР з передачею даних по радіоканалу і захистом від розкрадань;
• Трифазний багатотарифний лічильник - СТЕБ-04 / 2-80-ДР з передачею даних по радіоканалу і захистом від розкрадань;
• Трифазний багатотарифний лічильник - СТЕБ-04 / 1-7,5-Р з передачею даних по радіоканалу для установки в ТП з метою отримання даних для розрахунку балансу спожитої електроенергії;
• Переносний рідер контролера - РМРМ-2055РК. Прийом даних по радіоканалу, з подальшою перекачуванням їх у комп'ютер по інтерфейсу RS-232;
• Програмне забезпечення з драйверами передачі даних в існуючу базу даних Енергозбуту для подальшої обробки.

Лічильники з захистом від розкрадань (однофазний і трифазний) розроблені з зовнішнім виносним (і) датчиком (і) потужності (ДДМ), що дозволило взяти під контроль всю лінію підведення до абонента починаючи від опори ПЛ 0,4 кВ. Структурна схема однофазного лічильника СОЕБ-2П ДР спрощена і розширена представлені на рис.1 і рис.2 відповідно, а зовнішній вигляд на фото1.

Мал. 1

Мал. 2

Фото 1.

Принцип роботи лічильника заснований на тому, що процесор базового блоку (ББ) аналізує дані з виходу 2-х вимірників, один який знаходиться в ДДМ, другий в базовому блоці і підсумовує дані тільки від того вимірювача, у якого в даний момент на виході максимальна вимірювана потужність. Дані від ДДМ в базовий блок передаються в цифровому вигляді по силової мережі, для цього в ДДМ знаходиться передавач. Принцип передачі - частотна маніпуляція (FSK). Передача ведеться на 4-х частотах в діапазоні 50 - 93 кГц. Упевнена дальність передачі по силовому каналу не менше 60 метрів. Дані з лічильника по радіоканалу передаються на пульт перенесення даних (рідер) РМРМ-2055РК. Несуча частота 433,92 МГц, частотна маніпуляція (FSK), потужність передавача не більше 10 МВт. Це забезпечує дальність впевненого прийому на автомобільну антену до 100 метрів.

Виходячи з принципу роботи лічильника розглянемо основні увазі розкрадання електроенергії:

• - Будь-який вплив окремо на ДДМ або ББ викличе розбаланс даних від ДДМ і ББ і на суматор дані будуть надходити від того вимірювача, у кого на виході максимальна потужність. Наприклад, зашунтірованний ББ або зробили «накинув» на підводять дроти, тоді струм проходить через ДДМ буде більше ніж через ББ (Iддм> IББ) дані в суматор братимуться від ДДМ і навпаки при шунтуванні ДДМ Iддм <IББ, дані в суматор братимуться від ББ.
• - Лічильник відключений, зроблено тимчасове підключення в обхід лічильника, дивитися рис.3

рис.3

Так як ДДМ в такій схемі проводить облік спожитої електроенергії, то при відновленні схеми споживання дані від ДДМ надійдуть в базовий блок і додадуться до суммирующему лічильнику. Таким чином, дані про споживання не втратяться, а будуть враховані в повному обсязі. Крім того, в оперативному журналі лічильника буде відображена інформація про:

• Часу включення / вимикання лічильника;
• Кількості спожитих кВт / год за тарифами до і після включення;
• Статусної інформації до і після включення.

Таким чином можна провести повний аналіз режимів споживання і роботи лічильника.

Особливості даного типу лічильника:

• Два каналу вимірювання;
• самодіагностика;
• ЖК індикатор з діапазоном температур до -36 ° С;
• Технологічний запас по класу точності;
• Стійкість до кліматичних, механічними та електромагнітних впливів;
• Дистанційна цифрова передача даних по радіоканалу на відстань до 100 метрів;
• Робота при напрузі мережі 160 - 380 В.

Основні характеристики лічильника:

• 1. Клас точності по ГОСТ 30207-94 2,0;
• 2. Номінальна напруга, В 220 ± 20%;
• 3. Діапазон робочих струмів, А 5 - 50;
• 4. Потужність виявлення НВВ, кВА, не менше 0,1;
• 5. Час виявлення, не більше, хв 5;
• 6. Потужність передавача (433,92 МГц), мВт 10;
• 7. Потужність споживання, ВА не більше 10;
• 8. Додаткові канали зв'язку-радіоканал; RS-232.

Функціональні можливості лічильника:

• Облік і індикація кількості спожитої електроенергії наростаючим підсумком, роздільно за трьома тарифами;
• Облік і індикація кількості спожитої електроенергії на перше число поточного місяця, окремо за трьома тарифами;
• Автоматичне перемикання тарифів;
• Індикація діючого тарифу;
• Автоматичний перехід на «зимовий» і «літній» час;
• Фіксація коригувань тарифного розкладу та поточного часу;
• Фіксація контрольної суми тарифного розкладу;
• Облік загального часу роботи лічильника;
• Накопичення даних по кількості спожитої електроенергії, окремо за трьома тарифами за останні 12 місяців у внутрішньому журналі лічильника;
• Накопичення оперативних даних по режимах роботи лічильника. Ємність лічильника 79 записів.
• Автоматична добова корекція ходу годинника (± 30 с / добу);
• Передача даних по радіоканалу на мобільний пульт перенесення даних РМРМ-2055 РК.

Передається наступну інформацію:

• Власну адресу;
• Спожита електроенергії по 3 тарифами наростаючим підсумком;
• Спожита електроенергії по 3 тарифами на 1-е число поточного місяця;
• Сумарний час роботи лічильника;
• Поточну дату і час;
• Службову інформацію;
• Контрольну суму.

МОБІЛЬНИЙ Рідер КОНТРОЛЕРА.

Мобільний рідер РМРМ-2055 РК (дивитися фото 2) призначений для зчитування даних з лічильників електроенергії по радіоканалу, і передачі їх в ПК. Додатково в лічильнику рідером проводиться програмування тарифного розкладу, занесення № ДДМ, корекція часу і читання журналу лічильників через канал RS-232.

Фото.2

Для спрощення роботи контролера з рідером в ньому передбачено три основні режими:

• 1. Прийом дані лише від конкретного номера лічильника;
• 2. Прийом даних від усіх лічильників що знаходяться в зоні прийому (загальний прийом);
• 3. Прийом дані лише від заданих номерів лічильників (селективний прийом).

В останньому випадку процедура виглядає наступним чином. З енергозбутової бази даних через програму зв'язку з рідером в рідер заносяться інформація, з яких абонентів необхідно прийняти дані. При цьому по кожному абоненту заносяться наступні дані: - особовий рахунок, № лічильника, найменування вулиці та №дома. І так по кожному маршруту. Маршрутів може бути кілька і в кожному маршруті описані які лічильники необхідно прийняти. Якщо з якоїсь причини на маршруті не буде прийнята дані від яких то лічильників, то контролер на дисплеї рідера буде бачити які номери не прийняті, а так само адреси не прийнятих лічильників, щоб вже конкретно розібратися в чому справа. Після отримання даних від усіх запланованих лічильників дані через програму зв'язку з рідером завантажуються в базу енергозбутової організації для подальшої обробки.

Рідер являє собою мікропроцесорний блок, що забезпечує керування всіма вузлами пристрою, ведення календаря, зберігання, перегляду і пошуку облікової інформації в базі даних рідера, а також управління радіоприймачем. Всі режими задаються за допомогою клавіатури і відображаються на РК-дисплеї.

Основні характеристики рідера:

• 1. Ємність пам'яті на 7000 абонентів;
• 2. Відображення на РКІ всіх видів споживання електроенергії;
• 3. Час зв'язку по радіоканалу не більше 30 сек;
• 4. Діяльність радиоприема не менше 50 м, на автомобільну антену не менше 100 м;
• 5. Швидкість обміну по RS-232 не менше 9600 бод;
• 6. Потужність споживання не більше 1Вт;
• 7. Харчування автономне або від зовнішнього джерела.

Функціональні можливості:

• Селективний прийом інформації від лічильників по радіоканалу;
• Загальний прийом інформації по радіоканалу;
• Радіопоіска за номером лічильника;
• Перегляд на дисплеї інформації баз даних;
• Видача інформації за запитом від зовнішнього пристрою через інтерфейс RS-232;
• Зберігання прийнятої інформації при вимкненому живленні (з вбудованими елементами живлення пульта);
• Виконання технологічних функцій (програмування в лічильниках нового тарифного розкладу, корекція часу, занесення № ДДМ);
• Індикація стану елементів живлення;
• Зарядка акумуляторів встановлених замість елементів АА 1,5 В;
• Додатково рідер можна живити від 12В бортової мережі автомобіля або через зовнішній блок живлення від мережі 220В.

Трифазний лічильник СТЕБ-04 / 2-80-ДР побудований аналогічно однофаз СОЕБ-2П ДР і має точно такі ж функції, призначений для установки у споживачів мають трифазний введення.

Трифазний лічильник СТЕБ-04 / 1-7,5-Р для установки на трансформаторних підстанціях з метою забезпечення розрахунку балансу спожитої електроенергії. Зовнішній вигляд лічильника представлений на фото 3.

Фото.3

особливості:

Функціональні можливості:

• За фазний і загальний облік енергії - поточний і на перше число місяця;
• За фазное і загальне вимір середньої потужності за період 5 ... 30 хв;
• Тарифікація споживання за трьома тарифів і шести тарифних зонах;
• Автоматичне перемикання тарифів;
• Індикація поточного тарифу;
• Автоматичний перехід на літній або зимовий час;
• Облік загального часу роботи лічильника;
• Автоматична добова коригування ходу годинника;
• Ведення журналів обліку енергії за фазний і загальний по місяцях протягом року;
• Ведення журналів обліку енергії за фазний і загальний по добі протягом місяця;
• Передаються такі даних по радіоканалу:
  • Кількості спожитої електроенергії за трьома тарифами -Поточні і на перше число місяця;
  • Сумарний час роботи лічильника;
  • Поточні дата і час;
  • Номер лічильника;
  • Службова інформація;

Технічні характеристики:

• Номінальна напруга - В 3'220
• Діапазон фазних напруг - У 150 ... 400
• Номінальний струм - A 5
• Максимальний струм - A 50 (7,5)
• Номінальна частота - Гц 50
• Клас точності - 1,0
• Дальність радіозв'язку - м 50

Програмне забезпечення поставляється штатно:

• Програми конфігурації та введення лічильників типу СОЕБ, СТЕБ в експлуатацію;
• Програма обслуговування мобільного рідера контролера.

Система РМС-2060б призначена для комунального сектора і вирішення наступних завдань:

• (а) організувати дистанційний збір і подальшу централізовану обробку облікової інформації про індивідуальний споживанні електроенергії кожним споживачем;
• (Б) Місцезнаходження приладу обліку має бути на приватній території, наприклад, в квартирі або на закритій частині сходової площадки, тобто відповідальність за збереження та справність приладу несе абонент (споживач електроенергії);
• (В) Система не повинна вимагати прокладки додаткових ліній зв'язку (або вимагати мінімальної кількості таких ліній);
• (Г) Система повинна враховувати загальнобудинкові і поквартирне споживання з можливістю виявлення несанкціонованих підключень;
• (Д) Забезпечити розрахунок балансу електроенергії на встановлений розрахунковий день і годину.

При цьому завдання повинна вирішуватися таким чином, щоб звичайний лінійний персонал міг виконати монтаж системи як звичайну заміну лічильників.

Для практичної реалізації зазначених рішень розроблено комплекс апаратних і програмних засобів, що входять до складу нижнього рівня системи:

• Електронний однофазний тарифний лічильник електроенергії СОЕБ-2ПК -01 з дистанційною передачею показань з силових проводів;
• Електронний однофазний багатотарифний лічильник електроенергії СОЕБ-2ПК з дистанційною передачею показань з силових проводів;
• Електронний трифазний багатотарифний лічильник електроенергії СТЕБ 04-7,5-1К з дистанційним передаванням показань по інтерфейсу RS485 і можливістю пофазного обліку спожитої електроенергії;
• Пристрій збору та передачі даних РМ-ПЗПД 2064М, що має в своєму складі:
  
  • приймач даних по силовій мережі і по інтерфейсу RS485;
  • стільниковий GSM / GPRS модем;
• Пристрій збору та передачі даних РМ-ПЗПД 2064, що відрізняється від РМ-УСПД 2064М відсутністю GSM / GPRS модему;
• Програмне забезпечення включає в себе:
  • Програми конфігурації та введення лічильників типу СОЕБ, СТЕБ в експлуатацію;
  • Програму верхнього рівня призначену для конфігурації системи, збору і попередньої обробки інформації.

Структурна схема системи в розрахунку на один багатоквартирний будинок представлена на рис.4

Мал. 4

Система представлена ​​на рис.4 має в своєму складі мінімальну кількість складових елементів, тобто безпосередньо сам електролічильник з вбудованим передавачем по силової мережі та УСПД (пристрій збору і передачі даних). Дані з УСПД допомогою вбудованого GSM-модему передаються відразу на зв'язковий комп'ютер енергозбуту дивитися рис.5.

Мал. 5

Таким чином змонтувати систему на будинку може звичайний лінійний електротехнічний персонал який обслуговує лічильники. Після установки лічильників і передачі даних про відповідність № лічильника № квартири зі зв'язного комп'ютера проводиться активація системи, тобто в УСПД повідомляється ці дані і система готова до функціонування. Дані з УСПД передаються в зв'язковою комп'ютер на вимогу останнього.

Електролічильник СОЕБ-2ПК

Прилади обліку СОЕБ-2ПК встановлюються замість існуючих індукційних лічильників і призначені для комерційного обліку споживання електроенергії до трьох тарифів і передачі даних про спожиту абонентом електроенергії з силових проводів на УСПД.

Основні характеристики лічильника.

• Номінальна напруга, В 220 ± 20%;
• Номінальний струм, А 5;
• Максимальний струм, А 60;
• Клас точності 1 або 2;
• Потужність споживання, ВА 10.
• Діапазон робочих температур, ° C -25 ... + 50.
• Лічильник може бути запрограмований для обліку електроенергії по одному, двом або трьом тарифам, відповідно до встановлених тарифних розкладом, що складається з 6-и тарифних зон.
• Лічильник по силової мережі передає наступні дані:
  
  • Власний заводський номер;
  • Дату і час передачі по внутрішнім годинником реального часу;
  • Кількість електроенергії наростаючим підсумком;
  • Кількість спожитої енергії на 1 число поточного місяця по кожному з трьох тарифів;
  • Службову інформацію.
• Дальність передачі по силовий мережі до 200м в межах однієї фази одного приєднання. Принцип передачі даних по силовій мережі - частотна маніпуляція (FSK). Для збільшення завадостійкості передача ведеться на 4-х частотах в діапазоні 50 - 93 кГц

Пристрій збору та передачі даних РМ-ПЗПД 2064М.

Пристрій збору та передачі даних РМ-ПЗПД 2063 призначене для прийому даних по силовій мережі від лічильників типу СОЕБ-2ПК, прийому та управління даними по інтерфейсу RS485, а також для обміну інформацією по стільниковому зв'язку з центральним сервером Енергозбуту. УСПД встановлюється в електрощитовій будинку і підключається до трифазної мережі. Трифазні лічильники, що враховують загальне споживання і споживання МОП, ліфтів, субабонентів і т.д., підключаються до УСПД через інтерфейс RS485. Харчування інтерфейсу RS485 здійснюється від УСПД.

Основні характеристики УСПД:

• Максимальна кількість абонентів, що обслуговуються 256
• Максимальна дальність прийому по силової мережі 300м
• Максимальна кількість фаз, з яких збирається інформація, 3
• Максимальна кількість пристроїв, що підключаються до інтерфейсу RS485, 32

Лічильник СТЕБ-04-7,5-1К

Прилади обліку СТЕБ-04-7,5-1К встановлюються замість існуючих трифазних лічильників і призначені для комерційного обліку споживання електроенергії за трьома тарифами і передачі даних про спожиту абонентом електроенергії по інтерфейсу RS485 на УСПД РМ-УСПД 2064М. Лічильник непрямого включення і використовується спільно з трансформаторами струму, вибір яких залежить від потужності споживання електроенергії в конкретному приєднання. Лічильники використовуються для обліку загальної електроенергії, а також для обліку споживання місць загального користування, ліфтів, систем димоотсоса і т.п.

Основні характеристики лічильника:

• Номінальна напруга, В 220/380 ± 20%;
• Номінальний струм, А 5;
• Максимальний струм, А 7,5;
• Клас точності 1;
• Потужність споживання, ВА 10.
• Діапазон робочих температур, ° C -25 ... + 50.
• Лічильник може бути запрограмований для обліку електроенергії по одному, двом або трьом тарифам, мінливих відповідно до встановлених тарифних розкладом, що складається з 6 тарифних зон.
• Лічильник передає по інтерфейсу RS485 широкий набір даних, серед яких споживання за трьома тарифами поточне і на 1 число поточного місяця окремо по кожній фазі і сумарне, профіль потужності навантаження і т.п.

ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

Програмне забезпечення, що постачається в складі системи, призначене для роботи в середовищі "WINDOWS-2000 / XP / 2003" і забезпечує збір даних від абонентських лічильників в СУБД MS SQL Server. Програмне забезпечення дозволяє організувати збір даних про спожиту електроенергію, як в масштабах будинку, так і в масштабах міста. Збір даних можливий за наступними каналами зв'язку: RS-485, GSM (передача даних) і GPRS. Обробка зібраних даних, баланс споживання. Аналіз зібраних даних. Висновок результату в табличному і графічному вигляді. Можливість експорту в таблиці Excel. Доступ до бази даних по ЛВС з розмежуванням повноважень.

Найбільш широке поширення набула система РМС -2050, тому що вона застосовується в приватному секторі, де найбільш великі комерційні втрати. Система експлуатується і випробувана як пілотний проект в 19 містах Росії і в багатьох регіонах показала економічний ефект від впровадження, при цьому не тільки різко зменшується небаланс електроенергії, але і знижується навантаження на трансформаторні підстанції. Як показує досвід застосування системи платоспроможність населення (рівень збирання грошей) залишається на колишньому рівні, а небаланс по електроенергії доходить до рівня технічних втрат.