УДК 658.26:621.31.017
Гвоздь А.А., Серезентинов Г.В. доц., к.т.н.
СИСТЕМА УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ УДАЛЕННЫХ ВВОДОВ ПРЕДПРИЯТИЯ
Многие предприятия сталкиваются с проблемой отсутствия оперативного энергоучета. Это связано с тем, что ввода электроэнергии хоть и имеют счетчики учета, но они рассредоточены и удалены на значительные расстояния от центра учета энергопотребления. Это приводит к несвоевременному, несфазированному во времени рутинному процессу чтения информации по учету электроэнергии, при этом снижается точность в оценке потребления электроэнергии, что обусловлено визуальным съемом показаний с приборов, их ручной обработкой. Такой энергоучет с автономными электросчетчиками не может сегодня удовлетворить требования промышленных предприятий.
Современная цивилизованная реализация электроэнергии основана на использовании автоматизированного приборного энергоучета, сводящего к минимуму участие человека в процессе сбора, обработки и передачи информации о потреблении последней. Исходя из опыта РАО ''ЕЭС России'', необходимо учитывать, что современная автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) должна иметь два выхода для передачи данных на две независимые системы энергоучета - поставщика и потребителя.
Все крупные промышленные предприятия применяют коммерческий учет не только для учета потребленной электроэнергии, но и для учета заявленной потребленной мощности. Возникает необходимость в переходе на расчеты по дифференцированным тарифам, что возможно только при использовании сертифицированной АСКУЭ. Последнее подразумевает, что все средства сбора и передачи информации должны быть зарегистрированы в Государственном реестре средств измерений.
Все ныне существующие АСКУЭ построены по принципу совершенно неинтеллектуальный счетчик и полностью интеллектуальный концентратор, осуществляющий связь со счетчиками, обработку собранной информации и передачу ее на персональный компьютер по существующим каналам связи.
Однако такая классическая структура имеет ряд недостатков: при обрыве линии связи между концентратором и счетчиком учет электроэнергии в концентраторе по этому каналу не происходит, что приводит к искажению достоверности информации; при исчезновении питания концентратора учет электроэнергии не происходит по всем каналам, что еще более усугубляет проблемы учета и др.
Другие АСКУЭ имеют следующую структуру - интеллектуальный счетчик и неинтеллектуальный концентратор. Такие системы позволяют длительно хранить накопленные данные в этом счетчике, достоверно принимать/передавать информацию в силу использования цифровых интерфейсов связи. Однако вместе с тем система не позволяет оперативно обновлять информацию со счетчиков в виду последовательности их опроса и относительно медленной скорости считывания информации с каждого из них.
Предлагаемая система состоит из счетчиков с импульсными выходами и интеллектуального концентратора (контроллера). Такая АСКУЭ позволяет осуществлять оперативный контроль за расходом электроэнергии в виду использования частотно-импульсных каналов для связи счетчика и контроллера. Передачу информации между контроллером и ПК диспетчера производится по цифровому интерфейсу связи DH485, обеспечивающему высокую достоверность передачи данных. Применение интеллектуального счетчика позволяет просматривать информацию о потребленной электроэнергии, а также информации о ее качестве непосредственно в точке учета.
Данная АСКУЭ проектируется для условий шахты ''Красноармейская - Западная''. Специфика шахты такова, что ввода электроэнергии расположены на значительном расстоянии от диспетчерской. Так четыре ввода удалены на 400м, а еще два - на 4км. Исходя, из условий данного предприятия предлагается следующая система АСКУЭ, приведенная на рисунке.
В качестве первичных измерительных преобразователей предлагается использование счетчиков типа АЛЬФА модификации А1R-ОО-ОО-Т (АВВ), имеющихся на данном предприятии. Однако для включения их в проектируемую АСКУЭ, необходимо их модернизировать путем установки платы С22 с двумя гальваническими развязанными группами реле (активная и реактивная энергия). В качестве интеллектуальных концентраторов предлагается использовать контроллеры типа Micrologix 1000 (Allen Brаdley) u SLC 5/03 (Allen Bradley).
Один контроллер (Micrologix 1000) будет собирать информацию со счетчиков установленных на вводах удаленных от диспетчерской на 4км, а второй (SLC 5/03) из счетчиков удаленных на 400м, а также принимать информацию с первого контроллера. Связь между последними будет обеспечиваться посредством модемов, а обобщенная информация со счетчиков будет передаваться по цифровому интерфейсу DН485 на ПК диспетчера, предварительно преобразованная в сигнал цифрового интерфейса RS232.
Система состоит из трех уровней: нижний - первичные преобразователи (счетчики) с телеметрическими выходами; средний контроллеры со встроенным программным обеспечением энергоучета, осуществляющие непрерывный сбор измеренных данных со счетчиков накопление, обработку и передачу их на верхний уровень; верхний -персональный компьютер со специализированным программным обеспечением АСКУЭ, осуществляющий сбор информации с контролеров, итоговую обработку как по точкам (вводам), так и по их группам, отображение и документирование данных учета в виде удобном для анализа и принятия решений по управлением энергоснабжением.
Функции проектируемой АСКУЭ:
- сбор в автоматическом режиме данных энергопотребления по каждой точке учета;
- накопление данных энергоучета в базе данных АСКУЭ на ПК по каждой точке учета с заданной временной дискретностью;
- обработка накопленных значений энергоучета в соответствии с действующими тарифами по зональному принципу;
- отображение измерительной и расчетной информации энергоучета в виде комплекса графиков, таблиц и ведомостей;
- сигнализация о нештатных ситуациях;
- прогнозирование нагрузки и др.
Эффект от внедрения АСКУЭ достигает в среднем 15-30% от годового потребления электроэнергии, а окупаемость затрат на создание АСКУЭ происходит за 2-3 квартала. Все это достигается за счет более точного учета, поскольку счетчики имеют класс точности 0.2, совместно с которыми рекомендуется использовать измерительные трансформаторы с соответствующим классом точности, а также рациональным режимом эксплуатации электрооборудования, то есть его работу в часы с низкими тарифами (полупик, ночь).
Однако возможности системы не ограничиваются лишь учетом электроэнергии, система также позволяет в дальнейшем перейти к комплексному учету всех энергоресурсов по предприятию используя уже имеющиеся аппаратную часть.