Погрешности измерений электроэнергии

Погрешность измерений электроэнергии в общем случае может быть разбита на более чем 30 составляющих. Ниже приведены наиболее значимые составляющие погрешностей измерительных комплексов (ИК), в которые могут входить: трансформатор тока (ТТ), трансформатор напряжения (ТН), счетчик электроэнергии (СЭ), линия присоединения СЭ к ТН.

К основным составляющим погрешностей измерений электроэнергии относятся:

1) погрешности измерений электроэнергии в нормальных условиях работы ИК, определяемые классами точности ТТ, ТН и СЭ;

2) дополнительные погрешности измерений электроэнергии в реальных условиях эксплуатации ИК, обусловленные:

- заниженным против нормативного коэффициентом мощности нагрузки (дополнительной угловой погрешностью);

- влиянием на СЭ магнитных и электромагнитных полей различной частоты;

- недогрузкой и перегрузкой ТТ, ТН и СЭ;

- несимметрией и уровнем подведенного к ИК напряжения;

- работой СЭ в неотапливаемых помещениях с недопустимо низкой температурой и т.п.;

- недостаточной чувствительностью СЭ при их малых нагрузках, особенно в ночные часы;

3) систематические погрешности, обусловленные сверхнормативными сроками службы ИК. В частности, из результатов проверки Мособлэнергонадзором состояния приборов учета электроэнергии у бытовых потребителей электроэнергии в городах Московской области установлено, что 81 % электросчетчиков от общего количества проверенных требуют замены и не соответствуют ГОСТу 6570-75 по погрешностям измерений, 51 % электросчетчиков имеют отрицательную погрешность минус 13 %. В Клинских электрических сетях в начале 90-х годов в соответствии с планом были проверены около 300 однофазных счетчиков электроэнергии. Погрешность и порог чувствительности всех счетчиков оказались в норме. После восьми лет эксплуатации та же партия 300 счетчиков вновь была подвергнута поверке. При этом погрешность 32 счетчиков при их 100 % нагрузке составила минус 4,3 %, а порог их чувствительности увеличился с 11 Вт до 20 Вт;

4) погрешности, связанные с неправильными схемами подключения электросчетчиков, ТТ и ТН, в частности, нарушениями фазировки подключения счетчиков;

5) погрешности, обусловленные неисправными приборами учета электроэнергии;

6) погрешности снятия показаний электросчетчиков из-за:

- ошибок или умышленных искажений записей показаний;

- неодновременности или невыполнения установленных сроков снятия показаний счетчиков, нарушения графиков обхода счетчиков;

- ошибок в определении коэффициентов пересчета показаний счетчиков в электроэнергию.

Особенности учёта электрической энергии.На предприятиях имеется расчетный (или коммерческий) учет расхода электроэнергии, по которому предприятие рассчитывается с энергоснабжающей организацией по тарифам, утверждаемым региональной энергетической комиссией. Кроме того, на предприятиях чаще всего имеются приборы учета для контроля расхода электроэнергии внутри предприятии. Эти приборы используются для технического (контрольного) учета расхода электроэнергии. С помощью технического учета на предприятии можно проводить анализ расхода электроэнергии внутри предприятия, рассчитывать удельные расходы электроэнергии, составлять балансы электропотребления и др.

Для учета расхода электроэнергии чаще всего используются счетчики активной и реактивной электроэнергии. Практика показывает, что если вместо индукционного старого счетчика поставить более точный электронный, то последний хоть и дорог, но, как правило, быстро себя окупает. Ведь известно, что регулировку коммерческих счетчиков осуществляют энергоснабжающие организации, и осуществляют они эту регулировку, как правило, хотя и в пределах точности счетчика, но всегда в свою пользу.

Приведем пример экономии финансовых средств при такой замене. Например, поставив вместо индукционного счетчика класса 1.0 электронный счетчик СЭТА-1/1 класса 0.5 стоимостью 2200 руб. предприятие может сэкономить на разнице показаний счетчиков до 0,5 %. Много ли это?

Давайте сделаем простой расчет. Если средняя нагрузка, проходящая через счетчик, равна примерно 500 кВт, и за год счетчик насчитал расход электроэнергии в 4 млн кВт ∙ ч, то 0,5 % от этого расхода составят 20 000 кВт ∙ ч. Это сегодня около 20 000 руб. экономии за год. Счетчик, с учетом расходов на монтаж, окупится менее чем за два месяца.

Число расчетных счетчиков на предприятии должно быть минимальным и обоснованным принятой схе­мой электроснабжения. Если на предприятии имеются субабоненты, то у каждого из них должен быть свои расчетный счетчик. Как правило, счетчики должны устанавливаться на границе балансовой ответственности между потребителем и энергоснабжающей организацией. Граница раздела чаще всего проходит по стороне ВН силовых понижающих трансформаторов. Расчетные счетчики, учитывающие расход электроэнергии по стороне ВН, подключаются через измерительные трансформаторы напряжения (ТН) и трансформаторы тока (ТТ). Класс точности измерительных трансформаторов должен соответствовать классу точности расчетных счетчиков, а для расчетных счетчиков он должен быть не хуже 0,5. Измерительные прибор подключаются через ТТ с классом точности 1, релейные токовые защиты - через ТТ с классом точности 3.

При проведении энергоаудита следует обращав внимание на соответствие коэффициентов трансформации ТТ присоединенной нагрузке с учетом работы в аварийных режимах (например, когда нагрузка, питающаяся от одного трансформатора, после срабатывания АВР начинает питаться от другого трансформатора). В связи с сокращением объема производства и отключения отдельных электроприемников на многих предприятиях коэффициенты трансформации ТТ стали завышенными. Трансформатор тока с завышенным коэффициентом трансформации считается такой, у которого при 25 % присоединенной нагрузке ток во вторичной цепи ТТ составляет менее 10 % от номинального (т. е. менее 0,5 А, так как номинальный ток счетчика равен 5 А). При завышенных коэффициентах трансформации и работе с малыми нагрузками, погрешность измерения расхода электроэнергии увеличивается, что вызывает дополнительные финансовые затраты.

На рис. 3.4.3.1 показаны различные схемы под­ключения счетчиков активной энергии. Трансформа­торы напряжения обычно измеряют напряжения всех трех фазах. Но иногда применяются и схемы с подсоединением ТН к двум фазам. Сечение жил проводов или кабелей от трансформаторов тока до счетчиков должно быть не менее 2,5 мм² для медных и 4 мм² - для алюминиевых.

Рис. 3.4.3.1. Схемы подключения счетчиков активной мощности

При расчетах расхода электроэнергии необходимо учитывать коэффициенты трансформации ТТ и ТН. Показания счетчиков должны умножаться на поправочный коэффициент К_ПОПР = К_ТТ К_ТН.

Для присоединения счетчиков в сетях напряжением 0,4 кВ используются ТТ, свыше 1000 В– ТТ и ТН.

Два раза в год, в июне и декабре, в «режимные дни» каждое предприятие в течение суток (через каждые полчаса или час) записывает показания всех расчетных счетчиков активной (а если имеются, то и реактивной) энергии. Эти данные позволяют получить картину суточных загрузок предприятия, которую можно использовать при анализе выбора типа тарифов, по которым предприятие расплачивается за электроэнергию.