CC BY
100
УДК 621. 316 Х45
РАСЧЕТ ДОПУСТИМЫХ ЗНАЧЕНИЙ КОММЕРЧЕСКИХ ПОТЕРЬ
Ш.Р. ХАСАНОВ, И.А. ХАТАНОВА Казанский государственный энергетический университет
Имеющиеся статистические данные свидетельствуют о практически повсеместном росте потерь электроэнергии. Основная причина роста потерь -увеличение коммерческой составляющей. Коммерческие потери - самая сложная и трудно устранимая часть потерь, не имеющая самостоятельного математического описания. В настоящей работе рассматривается проблема достоверности учета, небаланса и коммерческих потерь электроэнергии. Представлена программа расчета допустимого небаланса энергии для подстанции.
Ключевые слова: электроэнергия, потери, коммерческие потери электроэнергии, измерительный комплекс, небаланс.
Как показывает отечественный и зарубежный опыт [5], кризисные явления в стране в целом и в энергетике в частности отрицательным образом влияют на такой важный показатель энергетической эффективности передачи и распределения электроэнергии, как ее потери в электрических сетях.
Рост потерь электроэнергии в сетях - это объективный процесс для стран с кризисной экономикой и реформируемой энергетикой, признак имеющихся разрывов между платежеспособностью потребителей и тарифами на электроэнергию, показатель недостаточности инвестиций в сетевую инфраструктуру и систему учета электроэнергии, отсутствия полномасштабных автоматизированных информационных систем по сбору и передаче данных о полезном отпуске электроэнергии, структуре потоков электроэнергии по ступеням напряжения, балансам электроэнергии в электрических сетях.
Как известно [3], отчетные или общие потери электроэнергии в сетях ДЖ состоят из суммы технических ДЖТ и нетехнических, как их называют за рубежом, или, как их называют у нас, коммерческих потерь Д ЖК.
Имеющиеся статистические данные свидетельствуют о практически повсеместном росте потерь электроэнергии [5].
Анализ динамики и структуры абсолютных и относительных потерь электроэнергии в электрических сетях России показывает, что практически отсутствуют весомые причины роста технических потерь.
Основная же причина роста потерь - увеличение коммерческой составляющей.
Коммерческие потери - самая сложная и трудно устранимая часть потерь. Они обусловлены хищениями электроэнергии, несоответствием показаний счетчиков оплате за электроэнергию бытовыми потребителями и другими причинами в сфере организации контроля за потреблением энергии.
Коммерческие потери не имеют самостоятельного математического описания и не подчиняются законам физики и математики. На них оказывает влияние социальный фактор. Поэтому данные потери не могут быть рассчитаны автономно.
В общем случае составляющие коммерческих потерь электроэнергии можно объединить в три группы:
1. Потери, обусловленные погрешностями измерений электроэнергии, отпущенной в сеть и полезно отпущенной потребителям.
2. Потери, обусловленные занижением полезного отпуска из-за недостатков энергосбытовой деятельности и хищений электроэнергии.
© Ш.Р. Хасанов, И.А. Хатанова
Проблемы энергетики, 2010, № 9-10
3. Потери, обусловленные задолженностью по оплате за электроэнергию.
Основу типовой системы учета электроэнергии (ЭЭ) составляют измерительные комплексы (каналы) (ИК) или измерительные тракты [2]. В общем случае в ИК входят следующие элементы:
• измерительные трансформаторы тока (ТТ);
• измерительные трансформаторы напряжения (ТН);
• счетчики ЭЭ;
• линии присоединения счетчиков к ТН.
Отклонение характеристик вышеуказанных элементов ИК от нормативных (паспортных) приводит к проблеме достоверности учета, небалансам и коммерческим потерям.
Свойство баланса - это физическое свойство любых процессов в природе. Количество электроэнергии, поступившей на объект, всегда равно сумме электроэнергии, ушедшей с объекта и израсходованной внутри него. Небалансы же являются следствием неточной фиксации приборами составляющих баланса, а также наличием расхода, который вообще не фиксируется приборами: технических потерь на объекте, значение которых определяют расчетным путем, и коммерческих потерь, которые объясняются не характеристиками объекта, а воздействием внешних сил.
Когда говорят о допустимых небалансах, имеют в виду возможные погрешности измерительных комплексов и оценивают, насколько фактический небаланс можно объяснить этими причинами. При этом возникает вопрос о критерии допустимости. Известно, что в настоящее время приборы учета работают в ненормативных условиях, что приводит к увеличенным погрешностям, причем, как правило, возникает систематическая погрешность в сторону недоучета электроэнергии. Небаланс в пределах этих погрешностей допустим в том смысле, что он может быть объяснен характеристиками приборов и нет оснований говорить о наличии коммерческих потерь.
По существу, коммерческие потери представляют собой не что иное, как фактический небаланс электроэнергии в электрической сети [3], который в абсолютных единицах вычисляется по формуле
Шк = Ж0с - ^по - А , (1)
где ^0с - отпуск электроэнергии в сеть, определяемый по разности показаний счетчиков, учитывающих электроэнергию, поступившую в электрическую сеть от смежных энергосистем, и счетчиков, учитывающих электроэнергию, переданную в электрические сети смежных энергосистем; ^до - полезный отпуск электроэнергии потребителям, определяемый для промышленных, строительных и приравненных к ним потребителей, бюджетных и других организаций также по показаниям электросчетчиков. Для бытовых потребителей полезный отпуск определяется по платежам Пб через сберкассы и средневзвешенному расчетному тарифу Тб на электроэнергию:
^ПО = ^п / ТБ ;
А^о - технические потери электроэнергии, рассчитываемые в соответствии с нормативными документами.
В идеальном случае небаланс электроэнергии в электрической сети (коммерческие потери), определяемый по формуле (1), должен быть равен нулю. Очевидно, однако, что в реальных условиях отпуск в сеть, полезный отпуск и
технические потери определяются с погрешностями. Разности этих погрешностей фактически и являются структурными составляющими коммерческих потерь. Они должны быть по возможности сведены к минимуму за счет выполнения соответствующих мероприятий.
Если такая возможность отсутствует, необходимо внести поправки к показаниям электросчетчиков, компенсирующие систематические погрешности измерений электроэнергии.
В данной статье рассмотрен расчет допустимых значений коммерческих потерь. Представлена программа расчета допустимого небаланса энергии для подстанции.
Методика исследования
Допустимые коммерческие потери определяются нормированными классами точности приборов учета электроэнергии бу , измерительных трансформаторов тока
(ТТ) бтт и напряжения (ТН) бтн и допустимым падением напряжения во вторичной цепи трансформаторов напряжения Аи тн , которое в соответствии с ПУЭ не должно превышать половины класса точности ТН.
Допустимые погрешности ТН совпадают с их классами точности, а ТТ и счетчиков зависят от токовой нагрузки. В соответствии с требованиями ПУЭ класс точности ТН и ТТ, предназначенных для расчетного учета, не должен быть ниже 0,5, счетчиков, включаемых через измерительные трансформаторы, - не ниже 2, а включаемых без измерительных трансформаторов - не ниже 2,5.
Допустимые погрешности ТТ в диапазоне нагрузки 20 - 120% номинальной в среднем составляют: для класса точности 0,2 бтт = ±0,3%; для класса точности 0,5 5тт =±0,7%. Допустимые погрешности счетчиков при токе более 20% номинального не превышают классов точности.
Для технического учета могут использоваться приборы более низких классов точности.
Допустимую погрешность измерительного тракта в сторону завышения показаний б + определяют по таблице в зависимости от сочетания классов точности ТТ, ТН и электросчетчика (ЭС), а в сторону завышения - по формуле [2]
б-=-(б+ + 0,5бтн ).
Таблица
Допустимые погрешности измерительных трактов
Классы точности б+, %
ТТ ТН ЭС
0,2 0,5 0,5 0,51
0,5 0,5 0,5 0,67
0,5 0,5 1,0 0,88
0,5 0,5 2,0 1,46
0,5 1,0 1,0 1,06
0,5 1,0 2,0 1,57
0,5 2,0 2,0 1,95
1,0 1,0 1,0 1,38
1,0 1,0 2,0 1,6
1,0 2,0 2,0 2,15
2,0 2,0 2,0 2,76
1,0 - 2,0 1,68
2,0 - 2,0 2,4
- - 3,0 2
Допустимые значения погрешностей учета электроэнергии по объекту (подстанции, РЭС, ПЭС, энергосистеме) определяют по формулам [2]:
А^К = -А^К + 0,5^X2^15ТН/^г - 5ТН^) ,
где - доля электроэнергии по отношению к суммарному поступлению на объект, зафиксированная г-м счетчиком; п - общее число счетчиков; пп и п° -число счетчиков, фиксирующих поступление и отпуск электроэнергии, подключенных через ТН.
Для определения допустимого небаланса рассмотрена однолинейная схема электроснабжения подстанции [2], показанная на рис. 1.
Определим допустимый небаланс энергии для подстанции, поступление энергии на шины которой фиксируется двумя счетчиками (№»1 и 2), а отпуск -четырьмя (№3 - 6) (рис. 1.).
ВЛ
Рис. 1. Однолинейная схема электроснабжения подстанции: ВЛ - воздушная линия; Т - силовой понизительный трансформатор; Q - выключатель; 1,2,3,4,5,6 - номер измерительного комплекса (ТТ, ТН, ЭС); 1 и 2 - измерительные комплексы для учета поступления электропотребления на шины подстанции; 3, 4, 5 и 6 - измерительные комплексы
для учета отпуска электроэнергии
Для расчета допустимого небаланса была разработана программа «№Ьа1апз» на языке программирования рВазк. На рис. 2 показана блок-схема данной программы.
Рис. 2. Блок - схема программы «№Ъа1ам» : 1^и5 - фактический небаланс © Проблемы энергетики, 2010, № 9-10
С помощью программы «Nebalans» произведен расчет допустимого небаланса подстанции (рис. 1) с использованием всех трактов измерительных приборов. В конце по полученным данным построены графики (рис. 3).
Рис. 3. Графики зависимостей
По полученным расчетным зависимостям можно сделать следующие выводы:
1. При увеличении допустимой погрешности 5+ измерительных трактов происходит увеличение допустимых значений погрешностей учета электроэнергии по объекту AW+. Это ведет к повышению допустимого небаланса. Соответственно снижается значение превышения фактического небаланса над допустимым.
2. C точки зрения снижения коммерческих потерь электроэнергии необходимо проводить согласованную техническую политику повышения точности измерений отпуска в сеть и полезного отпуска. Точность учета отпущенной в сеть и потребляемой энергии характеризует небаланс электроэнергии в сетях.
Summary
The available statistical data testify to practically universal growth of losses of the electric power. The basic reason of growth of losses - increase of a commercial component. Commercial losses - the most difficult and difficultly eliminated part of the losses, not having the
independent mathematical description. In the present work the problem of reliability of the account, nebalans and commercial losses of the electric power is considered. The program of calculation allowable nebalans is submitted to energy for substation.
Key words: electric power, losses, commercial losses of electric power, measuring complexes, nebalans.
Литература
1. Железко Ю.С., Артемьев А.В., Савченко О.В. Расчет, анализ и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях: Руководство для практических расчетов. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2005. 280 с.
2. Железко Ю.С. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях: Руководство для практических расчетов. М.: Энергоатомиздат, 1989. 176 с.: ил. - (Экономия топлива и электроэнергии).
3. Воротницкий В.Э., Апряткин В.Н. Коммерческие потери электроэнергии в электрических сетях. Структура и мероприятия по снижению // Новости электротехники. Информационно-справочное издание. № 4 (16). 2002.
4. Воротницкий В.Э., Калинкина М.А., Апряткин В.Н. Мероприятия по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях энергоснабжающих организаций // Энергосбережение. № 3. 2000.
5. Воротницкий В.Э., Калинкина М.А., Комкова Е.В., Пятигор В.И. Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях. Динамика, структура, методы анализа и мероприятия // Энергосбережение. № 2, № 3. 2005.
6. Воротницкий В.Э. Норматив потерь электроэнергии в электрических сетях. Как его определить и выполнить?// Новости электротехники. Информационно-справочное издание. № 6 (24). 2003.
7. Быля Т.Н., Быля О.И. Изучаем информатику, программируя на Бэйсике. 2-изд., испр. М.: Рольф, 1997. 160 с.
Поступила в редакцию 11 февраля 2010 г.
Хасанов Шамиль Рашидович - магистрант кафедры «Энергоснабжение промышленных предприятий» (ЭПП) Казанского государственного энергетического университета (КГЭУ). Тел.: Тел.: 8 (843) 519-42-73.
Хатанова Ирина Александровна - канд. техн. наук, доцент кафедры «Энергоснабжение промышленных предприятий» (ЭПП) Казанского государственного энергетического университета (КГэУ). Тел.: 8 (843) 519-42-73.
