Способ отпуска и учета электрической энергии в распределительных сетях 0,4 кв с защитой от хищений

Способ отпуска и учета электрической энергии в распределительных сетях 0,4 кв с защитой от хищений

Реферат

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а также к средствам распределения, контроля, учета расхода электроэнергии, дистанционной индикации режимов работы сети и управления средствами коммутации питающих сетей. Изобретение может быть использовано для создания систем электроснабжения бытового и мелкомоторного сектора в цепях переменного тока с целью снижения коммерческих потерь.

Предлагаемый способ может быть использован для организации системы электроснабжения в составе АСКУЭ (автоматизированной системы коммерческого учета электроэнергии) бытовых и мелкомоторных потребителей, защищенной от основных видов хищений электроэнергии.

Коммерческие потери электроэнергии, возникающие при электроснабжении бытовых и мелкомоторных потребителей, могут достигать до 40% от полного отпуска электроэнергии по некоторым энергосбытовым предприятиям, и в большей части обусловлены различного рода хищениями. Основными видами коммерческих потерь электроэнергии в бытовом и мелкомоторном секторе являются:

1) непосредственные или косвенные воздействия на электросчетчики с целью искажения правильности процесса измерения или результатов учета;

2) организация дополнительного неучтенного ввода электроэнергии;

3) умышленное занижение показаний электросчетчиков;

4) неполная или несвоевременная оплата потребленной электроэнергии.

Известен способ измерения электрической энергии в двухпроводных сетях с защитой от хищений (патент RU 2212673, МПК-7 G01R 11/24, от 26.10.2001), заключающийся в формировании сигналов мгновенной мощности токов фазного и нулевого проводов, математической обработке этих сигналов и сравнении результатов обработки, по которым судят о факте хищения и о количестве потребленной энергии, отличающийся тем, что формируют сигнал мгновенной мощности тока фазного провода, измеренного до ввода в строение, сравнивают величины полученных сигналов, выбирают наибольшую из них и используют для вычисления потребленной электроэнергии, а по соотношению величин всех полученных значений мгновенных мощностей судят о виде хищения.

Существенным признаком, совпадающим с заявляемым изобретением, является то, что формируют сигнал мгновенной мощности тока фазного провода, измеренного до ввода в строение, в точке подключения к распределительной сети электроснабжения.

Одним из недостатков этой системы является то, что учет электроэнергии фактически дублируется (датчик мгновенной мощности, расположенный в точке подключения к распределительной сети электроснабжения и электросчетчик, расположенный внутри строения), а для учета выбирается максимальное из этих двух показаний. Это приводит к усложнению устройства для измерения электрической энергии, увеличению его стоимости, кроме того, каждый из двух датчиков требует отдельной поверки и сертификации. Кроме того, расхождение показаний датчиков может быть обусловлено не только причинами хищения электроэнергии (например, погрешностью измерений, температурными погрешностями и т.д.)

Известно устройство для измерения электрической энергии с защитой от хищений (патент RU 2234707, МПК-7 G01R 21/06, от 26.06.2003), содержащее датчики тока фазного провода, включенные до и после ввода в строение питающей линии, датчик напряжения нагрузки, перемножитель сигналов датчиков тока фазного провода и датчика напряжения нагрузки, основной блок математической обработки сигналов, блок индикации результата измерений, блок дистанционной передачи данных, отличающееся тем, что устройство конструктивно выполнено в виде отдельных, соединенных каналом связи базового блока и внешнего датчика мощности, причем базовый блок содержит датчик тока фазного провода и датчик напряжения нагрузки, выходами соединенные с входом перемножителя, соединенного с основным блоком математической обработки сигналов перемножителей, блок индикации результата измерений, блок, а внешний датчик мощности содержит датчик тока фазного провода и дополнительный датчик напряжения нагрузки, выходами соединенные с входом дополнительного перемножителя, связанного с дополнительным блоком математической обработки сигналов, выход которого подключен к высокочастотному передатчику, причем базовый блок, кроме перечисленного, содержит приемник, связанный выходом с основным блоком математической обработки сигналов перемножителей.

Существенным признаком, совпадающим с заявляемым изобретением, является то, что устройство, измеряет количество потребленной электроэнергии до ввода в строение, имеет блок дистанционной передачи данных, базовый блок имеет в своем составе приемник сигналов и блок индикации результата измерений.

Недостатки данного изобретения те же, что и предыдущего - дублированный учет, требующий отдельной поверки каждого из измерительных датчиков.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, - исключить или существенно затруднить возможность применения основных, перечисленных выше, видов хищений.

Техническим результатом применения данного изобретения является существенное сокращение доли коммерческих потерь электроэнергии в процессе электроснабжения.

В предлагаемом способе поставленную задачу решают следующим образом. Потребление электроэнергии подключают к подводящей электросети через контрольно-измерительные устройства, расположенные в точках непосредственного присоединения к распределительной сети 0.4 кВ.

Каждое контрольно-измерительное устройство состоит из счетчика электроэнергии, блока управления, разделительного высокочастотного фильтра, первого электросетевого модема, подключенного непосредственно к распределительной сети 0.4 кВ, второго электросетевого модема, подключенного к линии электроснабжения потребителя.

Информацию о потреблении электроэнергии передают от счетчика через второй электросетевой модем по подводящим проводам линии электроснабжения потребителя, которую принимают через третий электросетевой модем, подключенный к электрической сети на стороне потребителя и затем выводят ее на экран блока индикации.

Информацию о потреблении электроэнергии, кроме того, дистанционно собирают через первый электросетевой модем для ее дальнейшей обработки и учета в энергоснабжающей организации.

На чертеже приведен структурный фрагмент схемы системы электроснабжения, где цифрами обозначены:

1 - счетчик электроэнергии;

2 - разделительный высокочастотный фильтр;

3 - электросетевой модем (первый);

4 - блок управления;

5 - электросетевой модем (второй);

6 - управляемый выключатель;

7 - электросетевой модем (третий) блока индикации;

8 - нагрузка (потребители электроэнергии);

9 - блок индикации;

10 - электросетевой модем концентратора;

11 - концентратор;

12 - распределительная сеть 0.4 кВ;

13 - подводящая линия электроснабжения.

Контрольно-измерительное устройство состоит:

- из счетчика электроэнергии 1, вход которого подключен непосредственно к распределительной сети 12, а выход подключен к входу разделительного высокочастотного фильтра 2, выход которого подключен через управляемый выключатель 6 к началу линии электроснабжения потребителя 13;

- первого электросетевого модема 3, подключенного непосредственно к распределительной сети 12;

- второго электросетевого модема 5, подключенного к началу линии электроснабжения потребителей 13;

- устройства управления 4, управляющего работой электросетевых модемов 3, 5, управляемого выключателя 6 и получающего информацию о расходе электроэнергии от счетчика 1.

К окончанию линии электроснабжения потребителей 13 подключен третий электросетевой модем 7, к которому подключен блок индикации 9, на который поступает информация от контрольно-измерительного устройства, в т.ч. о расходе электроэнергии, действующих тарифах, напряжении и другая информация об электроснабжении.

Для сбора информации в центр и для управления группой контрольно-измерительных устройств к началу линии распределительной сети 12 подключен концентратор 11 через электросетевой модем 10. Концентраторы размещают в помещениях трансформаторных подстанций или щитовых помещениях многоквартирных домов.

Для реализации способа используются следующие промышленные или заказные изделия.

В качестве счетчика электроэнергии можно использовать любой электронный или электромеханический счетчик с импульсным или цифровым выходом, в том числе многотарифный.

Разделительный высокочастотный фильтр служит для изолирования взаимных влияний электросетевых модемов, установленных на внутренних подводящих линиях электроснабжения соседних абонентов. В качестве фильтра можно использовать дроссель или выпускаемые промышленностью фильтры электромагнитных помех для сети электроснабжения.

В качестве электросетевых модемов можно использовать любые модемы, выпускаемые промышленностью, для передачи информации по электрической сети переменного тока напряжением 220 В.

Блок управления контрольно-измерительного устройства выполняется на основе микроконтроллера, запрограммированного соответствующим образом.

В качестве управляемого выключателя можно использовать силовые реле с подходящими параметрами по допустимому напряжению и току.

Блок индикации может быть переносным, иметь экран, например, жидкокристаллический для вывода информации и включаться в розетку электрической сети, расположенную внутри здания. Возможно также подключение к персональному компьютеру или телевизионному приемнику через специальные устройства сопряжения.

Концентратор служит для сбора и хранения информации с контрольно-измерительных устройств с целью ее дальнейшей передачи в энергоснабжающую организацию. В качестве концентратора можно использовать выпускаемые промышленностью концентраторы для АСКУЭ. Связь из центра управления АСКУЭ с концентратором может осуществляться по любым доступным каналам связи, используемым в АСКУЭ.

Каждое контрольно-измерительное устройство опрашивается концентратором по линии распределительной электрической сети 0.4 кВ и передает в концентратор информацию о потреблении электроэнергии. Это позволяет контролировать правильность и своевременность платежей, а также при наличии управляемых выключателей в составе контрольно-измерительных устройств дистанционно отключать должников и неплательщиков.

Абонент не имеет физического доступа непосредственно к контрольно-измерительному устройству и соответственно не может на него повлиять с целью искажения учета потребленной электроэнергии или несанкционированно подключиться в обход контрольно-измерительного устройства для безучетного энергопотребления. В то же время он получает полную информацию о количестве потребленной электроэнергии, а также другую информацию, необходимую для учета электроэнергии и произведения оплаты.

Таким образом, достигнут технический результат, на который направлено данное изобретение, что в итоге позволяет существенно сократить коммерческие потери электроэнергии, возникающие при электроснабжении бытовых и мелкомоторных абонентов.

1. Способ отпуска и учета электроэнергии в распределительных сетях 0,4 кВ с защитой от хищений, заключающийся в том, что потребителей электроэнергии подключают к подводящей электросети через контрольно-измерительные устройства, расположенные в точках непосредственного присоединения к распределительной сети 0,4 кВ, состоящие из счетчика электроэнергии, блока управления, разделительного высокочастотного фильтра, первого электросетевого модема, подключенного непосредственно к распределительной сети 0,4 кВ, второго электросетевого модема, подключенного к линии электроснабжения потребителя, отличающийся тем, что информацию о потреблении электроэнергии передают от счетчика через второй электросетевой модем по подводящим проводам линии электроснабжения потребителя, которую принимают через третий электросетевой модем, подключенный к электрической сети на стороне потребителя, и затем выводят ее на экран блока индикации, кроме того, дистанционно собирают информацию о потреблении электроэнергии через первый электросетевой модем, для ее дальнейшей обработки и учета в энергоснабжающей организации.

2. Способ учета электроэнергии в распределительных сетях 0,4 кВ с защитой от хищений по п.1, отличающийся тем, что контрольно-измерительные устройства имеют в своем составе управляемый выключатель подводящей линии электроснабжения, с помощью которого при необходимости дистанционно отключают потребителей от сети электроснабжения 0,4 кВ.

3. Способ учета электроэнергии в распределительных сетях 0,4 кВ с защитой от хищений по п.1, отличающийся тем, что в качестве блока индикации используется переносное устройство с жидкокристаллическим экраном, получающее информацию о потреблении электроэнергии через встроенный электросетевой модем, подключенный к розетке внутриквартирной электрической сети.

4. Способ учета электроэнергии в распределительных сетях 0,4 кВ с защитой от хищений по п.1, отличающийся тем, что в качестве блока индикации используется бытовой телевизионный приемник, получающий информацию о потреблении электроэнергии через электросетевой модем, подключенный к розетке внутриквартирной электрической сети.

5. Способ учета электроэнергии в распределительных сетях 0,4 кВ с защитой от хищений по п.1, отличающийся тем, что в качестве блока индикации используется персональный компьютер, получающий информацию о потреблении электроэнергии через электросетевой модем, подключенный к розетке внутриквартирной электрической сети.