НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ КОММЕРЧЕСКОГО УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В РЫНОЧНЫХ УСЛОВИЯХ И ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЕГО ТОЧНОСТИ
Согласно постановлению Кабинета Министров от 05.06.09 №150 «О дополнительных мерах по совершенствованию системы учета и контроля потребления электрической энергии» ставится задача внедрить в республике Автоматизированную систему учета и контроля потребления электрической энергии на предприятиях ГАК "Узбекэнерго" (АСКУЭ) и в ее рамках установить современные электронные приборы учета у хозяйствующих субъектов, бытовых потребителей и предприятий ГАК «Узбекэнерго» (12794 точки учета ГАК «Узбекэнерго», 93726 приборов учета на трансформаторных пунктах предприятий электрических сетей, 308919 приборов у хозяйствующих субъектов, 3983170 - у бытовых потребителей) [1]. Ориентировочная стоимость проекта: стоимость реализации мероприятий по установке электронных счетчиков - 159,6 млн.долл.США, окупаемость - 5 лет; затраты на создание АСКУЭ- 41,8 млн.долл.США, окупаемость - 3 года.
Для успешного выполнения правительственного задания следует обратить внимание на следующие технические детали, которые целесообразно учесть при реализации проекта.
В измерительные комплексы средств учета электроэнергии входят трансформаторы тока и напряжения, счетчики электрической энергии и цепи связи между ними. Поэтому точность коммерческого учета электроэнергии определяется не только классом точности счетчика. Среднеквадратичная погрешность измерительных комплексов средств учета электроэнергии определяется суммой среднеквадратичных погрешностей составляющих комплекса: трансформаторов тока и напряжения, счетчиков электрической энергии. Следует отметить, что в «Программе дальнейшего развития и модернизации электроэнергетики на 2009 -2015 гг.» ГАК «Узбекэнерго» не рассматривает вопросы модернизации или замены трансформаторов тока и напряжения (по-видимому, в силу экономии финансовых средств), которые, как уже отмечалось выше, являются элементами измерительных комплексов средств коммерческого учета электроэнергии (планируется только повсеместная установка электронных счетчиков). С другой стороны, в «Концепции создания системы коммерческого учета электроэнергии в ГАК «Узбекэнерго» отмечается «низкий класс точности измерительных трансформаторов тока и напряжения в высоковольтной сети и невозможность их поверки и определения их метрологических характеристик в условиях эксплуатации». Здесь также необходимо отметить, что согласно данным технического аудита, недавно проведенного в системе ГАК «Узбекэнерго», основная часть трансформаторов тока и напряжения эксплуатируется с момента их установки в узлах учета более 40 лет без метрологической поверки.
При эксплуатации измерительных трансформаторов в течение нескольких десятков лет их метрологические характеристики значительно изменяются из-за старения магнитных материалов сердечников, что приводит к недоучету, который согласно данным [2] составляет около 7-10% от общего отпуска электроэнергии.
Ситуацию усугубляет тот факт, что установка на конкретном узле учета даже только что произведенного измерительного трансформатора не гарантирует соответствие погрешности измерений заявленному заводом - изготовителем классу точности в реальных условиях эксплуатации, поскольку класс точности измерительного трансформатора зависит от нагрузки, которая может меняться в широких пределах.
Немецкие специалисты подсчитали, что убытки от погрешности одного нового, но неправильно используемого измерительного трансформатора могут достигать 1000 долл США в год, поэтому западные измерительные трансформаторы производятся под конкретные условия эксплуатации заказчика [3].
В нашем случае убытки могут быть гораздо выше и потери, связанные с погрешностью измерительных трансформаторов, согласно предварительным оценкам, могут составить более 10% от отпуска электроэнергии в силу следующих причин.
Характеристики измерительных трансформаторов очень сильно зависят от параметров нагрузки (класс точности прибора зависит от условий эксплуатации). При резком уменьшении или увеличении объема производства, а следовательно, и объема потребления электроэнергии, как это часто происходит в современных условиях рынка, характеристики измерительного трансформатора попадают в нелинейную область и погрешность учета резко возрастает.
С другой стороны, замена индукционных счетчиков на электронные с более высоким классом точности без коррекции метрологических характеристик измерительных трансформаторов может приводить, как это ни удивительно, к существенному ухудшению точности коммерческого учета электроэнергии. Разъясним данное утверждение. Мощность вторичной нагрузки измерительных трансформаторов состоит из мощности электрического счетчика и мощности измерительных проводов. Так как энергопотребление электронного счетчика значительно меньше энергопотребления индукционных счетчиков, мощность вторичной нагрузки резко снижается меньше допустимого значения, что приводит к значительному искажению показаний электронного счетчика. Существуют два способа решения этой задачи: замена трансформаторов на трансформаторы с меньшим значением номинальной вторичной нагрузки или подключение в цепь дополнительной нагрузки. В европейских странах производители выпускают различные виды дополнительных нагрузок, которые не увеличивают угловые потери.
Отсюда видно, что повышение точности коммерческого учета электрической энергии требует необходимости рассмотрения конкретных особенностей эксплуатации точек коммерческого учета. В противном случае будет наблюдаться не только значительное снижение точности коммерческого учета электрической энергии, но и возникновение существенных небалансов поступления и отпуска электроэнергии на границах раздела учета электроэнергии (электрические станции - магистральные электрические сети- предприятия электрических сетей - потребители электрической энергии), что, в первую очередь, будет выявлено Автоматизированной системой учета и контроля потребления электрической энергии. Однако в условиях трудности достижения допустимого небаланса поступления и отпуска электроэнергии на границах раздела учета электроэнергии Автоматизированная система учета и контроля потребления электрической энергии не сможет выполнять своих функций высокотехнологического способа решения задач коммерческого учета электроэнергии. Поэтому возникает необходимость решения данной проблемы до полномасштабного внедрения АСКУЭ.
Исходя из вышеизложенного предлагается следующее решение задачи с минимальными экономическими затратами.
1.Полное обновление парка измерительных трансформаторов на всех узлах коммерческого учета электроэнергии - задача дорогостоящая и маловероятно, что она будет решена в ближайшее время.
2.Поскольку измерительные трансформаторы имеют большие габариты и массу, а также класс их точности зависит от реальной нагрузки, целесообразно создать передвижную лабораторию для метрологической поверки измерительных трансформаторов на местах их эксплуатации.
3.Так как погрешность измерительных трансформаторов, связанная с вышеуказанными причинами, имеет в основном систематические составляющие, целесообразно разрешить перемаркировку действительного коэффициента трансформации измерительных трансформаторов, полученного по результатам их метрологической поверки на местах эксплуатации с реальной нагрузкой.
4.Организовать отечественное производство трансформаторов тока классов точности 0,5S и 0,2S с магнитопроводами из нанокристаллических сплавов, погрешность которых уменьшается в несколько раз и не зависит от влияния первичного тока и токов короткого замыкания в первичной цепи.
5.Организовать отечественное производство различных видов дополнительных нагрузок в измерительной цепи для получения номинальной вторичной нагрузки и заявленной точности электронного счетчика, а также производство на основе современных технологий низковольтных измерительных трансформаторов любой нагрузки в зависимости от требований клиента.
Полагаем, что решение перечисленных задач позволит, как уже отмечалось, не только повысить точность коммерческого учета электроэнергии и обеспечить достижение допустимого небаланса поступления электроэнергии в узлах коммерческого учета и, таким образом, добиться значительного увеличения поступления финансовых средств за потребленную электроэнергию, но создать благоприятные технологические условия для успешного внедрения Автоматизированной системы учета и контроля потребления электрической энергии на предприятиях ГАК "Узбекэнерго".