ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ АСКУЭ РОЗНИЧНОГО РЫНКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ОАО «РЖД»

АННОТАЦИЯ

Бесконтрольный расход любого вида энергии, в условиях бережливого производства, просто недопустим. Точность, одновременность, надежность, вот три кита которые необходимы для правильного учета любого вида энергии. Для учета электрической энергии была разработана Автоматизированная Система Коммерческого Учета Электроэнергии (АСКУЭ).

Ключевые слова: интеллектуальные приборы учета, трансформаторная подстанция.

Разработка датчиков импульса и электронных приборов учета предшествовала появлению первого поколения АСКУЭ. Первые АСКУЭ назывались ИИСЭ (Информационно-Измерительные Системы учета и контроля Электроэнергии) и разработаны они были в 1974 г. в Белоруссии.

На данный момент в ОАО РЖД функционируют три вида АСКУЭ:

1. АСКУЭ оптового рынка.

2. АСКУЭ железнодорожных узлов.

3. АСКУЭ розничного рынка.

Данные три вида АСКУЭ различаются применяемым видом оборудования.

Автоматизированная система коммерческого учёта электрической энергии представляет из себя трехуровневую систему:

Первый уровень включает в себя интеллектуальные приборы учета, которые непрерывно измеряют параметры сети, хранят данные, посредством интерфейсных линий передают данные на следующий уровень. Данные передаются по радиосвязи либо посредством PLC связи.

Второй уровень включает в себя устройства сбора и передачи данных (УПД). УПД опрашивает приборы учета согласно графика опроса и передает данные на следующий уровень. Данные передаются по GSM связи.

Третий уровень включает в себя главное устройство сбора данных. С рабочего места оборудованным ПК с программным обеспечением можно опросить любой прибор учета, узнать текущие показания, уровень напряжения сети, токовые нагрузки, часы максимума и т.д.

Очевидно, что АСКУЭ имеет ряд преимуществ по сравнению с системой учета не оборудованной интеллектуальной системой:

1. Точность снятия показаний электрической энергии.

2. Одновременность снятия показаний.

3. Возможность хранения данных.

4. Более точный анализ при составлении баланса.

5. Снижение трудозатрат.

Недостатки АСКУЭ:

1. Дороговизна оборудования.

2. Расходы на обеспечение GSM связи.

3. Расходы на квалифицированное обслуживание.

Эффективность внедрения АСКУЭ в ОАО РЖД на примере трансформаторной подстанции ТП-1 ст. Филимоново принадлежащей Иланской дистанции электроснабжения ЭЧ-5

Характеристика трансформаторной подстанции:

ТП-1 400 кВА 10/0,4 кВ, подключена от ЗРУ-10 кВ ТПС-14 «Филимоново».

Характеристика потребителей, подключенных от трансформаторной подстанции:

- физические лица, частный сектор (92 абонента)

- индивидуальные предприниматели (2 абонента)

- бюджетные организации (1 абонент)

- собственное потребление ОАО РЖД (6 точек учета)

На вводах 0,4 кВ трансформаторной подстанции производится учет электрической энергии и сравнивается с расходом электрической энергии по вышеперечисленным абонентам, составляется баланс. Для примера возьмем баланс приема и отпуска электрической энергии за месяц.

До внедрения АСКУЭ:

Расчетные приборы учета были установлены в жилых домах и в магазинах. При таких условиях существует два недостатка:

1. У абонента есть возможность влиять на показания индивидуального прибора учета, путем воздействия магнита на счетный механизм, подключения электрической нагрузки до счетчика.

2. Для снятия показаний с прибора учета, контролеру энергонадзора необходимо физически приблизиться к счетчику, что не всегда осуществимо.

Данные баланса возьмем по зимнему месяцу с низкими температурами окружающей среды. Данные сведем в таблицу.

Таблица 1.

Баланс электрической энергии за январь 2021 г.

Как видно из таблицы 1, потери составили 30,45% при нормированных потерях 15%. Очевидно, что в зимний период население использует отопительные приборы. В летний период потери значительно меньше.

После внедрения АСКУЭ

АСКУЭ на трансформаторной подстанции было смонтировано в октябре 2019 года.

Характеристика оборудования АСКУЭ:

- приборы учета split (расщепленные) 1фазные СЕ 208, 3фазные СЕ 308. Конструктивно счетчик разделен на две составляющие: измерительный блок и индикаторное устройство СЕ 901 RUP-02.

- концентратор приема и передачи данных.

Рисунок 1. Прибор учета СЕ 208 с индикаторным устройством

Приборы учета смонтированы на опорах ВЛ-0,4 кВ в рассечку силовых проводов, питающих частный сектор, индикаторные устройства переданы абонентам, для возможности видеть показания. Индикаторное устройство связано с измерительным блоком посредством радиосвязи и PLC-интерфейсом. Приборы учета связаны с концентратором данных, установленным в трансформаторной подстанции, посредством радиосвязи.

Рисунок 2. Пример монтажа счетчика СЕ 208

Проанализируем баланс электрической энергии после внедрения АСКУЭ за аналогичный период, январь 2022 года, данные сведем в таблицу 2.

Таблица 2.

Баланс электрической энергии за январь 2022 г.

Как видно из таблицы 2, потери составили 4,8 % при нормативных 15 %.

Для наглядности, данные из таблицы 1 и 2, сведем в общую таблицу.

Таблица 3.

Сводные данные баланса до и после внедрения АСКУЭ

Проанализируем данные из таблицы 3:

1. Реализация по точкам учета практически не изменилась.

2. Отпуск по вводам подстанции после внедрения АСКУЭ уменьшился на 24720 кВт ч, то есть объем покупки электрической энергии для ОАО РЖД снизился на этот объем.

3. Потери электрической энергии снизились на 22230 кВт ч, что говорит о том, что хищение энергоресурсов полностью прекратилось.

По данным из таблицы 3, построим график:

Рисунок 3. Сравнительный график приема, отпуска и потерь электроэнергии

Положительной стороной внедрения АСКУЭ, помимо снижения потерь электрической энергии, стало снижение трудозатрат. Для снятия показаний по ст. Филимоново, контролер затрачивал два дня рабочего времени, теперь это можно сделать за пять минут сидя в офисе.

В условиях экономической эффективности, первостепенным вопросом является снижение потерь электроэнергии обусловленных хищением. Хищение электроэнергии вызывает повышение технических потерь, в связи с перегрузкой линий электропередач, является причиной коротких замыканий и как следствие возгораний. Единственно правильным решением является внедрение АСКУЭ на тех подстанциях, которые питают частный сектор. На примере трансформаторной подстанции ТП-1, видно, что экономический эффект составляет более 20 тыс. кВт ч в месяц, что за год превратиться в круглую сумму. Только одна подстанция снизит покупку электроэнергии для ОАО РЖД за год более чем на 200 тыс. кВт ч.

Список литературы:

1. Колмаков, В.О. Качество электроэнергии в системах светодиодного освещения. Колмаков В.О., Пантелеев В.И. В сборнике: Электроэнергия: от получения и распределения до эффективного использования. Национальный исследовательский Томский политехнический университет; Редакторы: Кудрин Б.И., Лукутин Б.В., Сайгаш А.С., 2012. С. 87-90.
2. Схемотехническое обеспечение качества электрической энергии в сетях с нелинейными электроприемниками массового применения. Колмаков В.О. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Сибирский федеральный университет. Красноярск, 2014.
3. Мониторинг состояния тяговых трансформаторов на основе тензорного анализа. Петров М.Н., Колмаков О.В., Колмаков В.О., Орленко А.И. В сборнике: Эксплуатация и обслуживание электронного и микропроцессорного оборудования тягового подвижного состава. Труды Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Под редакцией И.К. Лакина. 2020. С. 263-269.
4. Analysis of dynamic characteristics of frequency-dependent links. Kolmakov V.O., Kolmakov O.V., Iljin E.S., Ratushnyak V.S. В сборнике: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. С. 012026.
5. Снижение пожароопасности тепловозов с гибридной системой привода. Колмаков О.В., Довженко Н.Н., Минкин А.Н., Бражников А.В., Колмаков В.О., Колмакова А.И., Шилова В.А. Безопасность регионов - основа устойчивого развития. 2014. Т. 1-2. С. 140-144.