Опыт применения пунктов коммерческого учета электроэнергии на воздушных линиях 110 кВ на базе аппарата i-TOR

Опыт применения пунктов коммерческого учета электроэнергии на воздушных линиях 110 кВ на базе аппарата i-TOR

Валерий КОНОНОВ, заместитель начальника управления организации и развития систем учета электроэнергии филиала ПАО «МОЭСК» — «Энергоучет»

Николай ЕГОРОВ, начальник Восточного управления энергоучета филиала ПАО «МОЭСК» — «Энергоучет»

В ПАО «Московская объединенная электросетевая компания» отмечается значительное превышение фактических потерь электроэнергии над техническими по воздушным линиям 110 кВ, от которых подключены подстанции (ПС), находящиеся на балансе потребителей. Приборы учета на таких ПС расположены не на границе балансовой принадлежности по высокой стороне, а на стороне СН II, а их владельцы регулярно не допускают персонал ПАО «МОЭСК» для проверки показаний. Это наводит на мысль о большой вероятности несанкционированного вмешательства в схему измерительного комплекса с целью занижения объемов потребленной электрической энергии.

До недавнего времени в сетях 110 кВ установка узлов учета (счетчиков и измерительных трансформаторов) была возможна только на подстанциях, в то время как реальные границы балансовой принадлежности могут проходить в других местах (например, по отпаечным опорам). Это может существенно исказить реальную картину расхода электроэнергии и привести к дополнительным затратам электросетевой организации, которые также зависят и от коммерческой составляющей (несанкционированное вмешательство в работу расчетных приборов учета со стороны потребителя, неисправность расчетных приборов учета, некорректная передача коммерческой информации и т.п.). Чтобы видеть реальный расход электроэнергии на неконтролируемом участке сетей, необходимо вносить расчетные корректировки потерь электроэнергии. Для решения указанной проблемы было принято решение установить у одного из потребителей узлы учета электроэнергии максимально приближенно к границе балансовой принадлежности на стороне 110 кВ. Граница балансовой принадлежности между филиалом ПАО «МОЭСК» — «Восточные электрические сети» и потребителем проходит по опорам линии электропередачи 110 кВ, а расчетный учет выполнен на ПС № 626 110/10 кВ (рисунок 1). При этом филиал ПАО «МОЭСК» — «Энергоучет» фиксирует с 2010-го года существенный небаланс по данному абоненту, приводящий к заметным затратам. В целях повышения достоверности коммерческого учета и снижения коммерческих потерь был разработан проект, предполагающий организацию узлов коммерческого учета непосредственно на границах балансовой принадлежности сетей ПАО «МОЭСК » и потребителя.

Подстанция № 626 присоединена по четырем линиям 110 кВ, которые находятся на обслуживании ПАО «МОЭСК».

Граница балансовой принадлежности между ПАО «МОЭСК» и потребителем проходит по опорам линии электропередачи № 278(80) и 7 соответственно, как показано на однолинейной схеме на рисунке 1.

Несмотря на то, что пункт коммерческого учета электроэнергии организован на всех подстанциях класса 110 кВ данной схемы, наблюдается существенный небаланс в измерениях электроэнергии, который растет с течением времени.

Данная ситуация может объясняться искажениями в измерении электроэнергии на вводах ПС № 626, но не может быть доказана расчетными методами. В результате ПАО «МОЭСК» несет регулярные дополнительные издержки, связанные с необходимостью покупки потерь и компенсации небалансов. В то же время денежные средства за фактически переданную и потребленную электроэнергию не поступают. В таблице 1 для справки приведена информация о коммерческих потерях на ПС № 626 за предыдущие 6 лет.

Данные за 2011–2016 годы позволяют построить диаграмму коммерческих потерь (рисунок 2), по которой виден их постоянный рост. Эту тенденцию можно с высокой долей вероятности экстраполировать на 2017 год и утверж дать, что рост затрат на приобретение потерь и рост недополученной прибыли за передачу электроэнергии и дальше будут сохраняться.

За 2016 год издержки ПАО «МОЭСК» на покупку коммерческих потерь по воздушным линиям 110 кВ, питающих ПС № 626, составили 15,35 млн рублей.

Для решения выявленной проблемы в короткие сроки был организован пункт коммерческого учета ПКУ непосредственно на границе балансовой принадлежности, то есть вблизи опор № 7, 80 и 278 или непосредственно на них.

Специалисты МОЭСК рассмотрели целый ряд решений, реализация которых требовала существенных капитальных затрат на возведение в районе линии электропередачи 110 кВ инженерных сооружений, металлоконструкций для монтажа измерительных трансформаторов тока и напряжения, защитных и коммутационных аппаратов и организацию охраны от несанкционированного проникновения. Кроме того, необходимо было решить вопрос землеотвода, что в совокупности делало проект экономически малоэффективным.

В поле зрения специалистов МОЭСК попало оригинальное решение как раз для таких случаев — автономный цифровой измеритель тока и напряжения класса 110 кВ с коммерческим классом точности измерения. Такой измеритель можно установить непосредственно на опоре ЛЭП, то есть на границе балансовой принадлежности.

Компания-разработчик сделала технико-экономическое обоснование проекта, на основании которого было принято решение организовать автономный пункт коммерческого учета электроэнергии на базе электронных комбинированных аппаратов серии i-TOR-110 кВ.

В данном варианте пункт коммерческого учета состоит из следующих компонентов:

• комбинированный измеритель тока и напряжения i-TOR-110 кВ;
• шкаф учета со счетчиком и аппаратурой передачи данных в АИСКУЭ;
• устройство автономного питания e-TOR-110/0,22 кВ мощностью 300 Вт.

Схема расположения элементов пункта коммерческого учета электроэнергии на существующей опоре ЛЭП ВЛ 110 кВ приведена на рисунке 3.

В основу конструкции комбинированного измерителя тока и напряжения i-TOR-110 кВ положены хорошо изученные принципы масштабного преобразования тока и напряжения.

В измерительном компоненте, в корпусе, находящемся на высоком потенциале, установлены электронные датчики тока и напряжения, преобразующие реальные значения тока и напряжения высоковольтной линии в цифровой сигнал. Цифровой сигнал передается по оптоволоконному каналу в блок обработки информации, который преобразует цифровые сигналы обратно в аналоговые сигналы тока и напряжения, пропорциональные первичным значениям.

Полученные сигналы тока и напряжения могут передаваться в любой серийно выпускающийся счетчик, допущенный к работе в системах коммерческого учета электроэнергии. При организации измерений обеспечивается полная гальваническая развязка между высоковольтной сетью и измерительными приборами при существенном сокращении затрат на высоковольтную изоляцию. Принцип работы электроэнергии ПКУ на базе устройства i-TOR-110 приведен на рисунке 4.

Система «измерительный компонент — соединительное устройство (оптический кабель) — блок обработки информации» внесена в реестр средств измерения как единое устройство, отвечающее требованиям коммерческого учета.

К существенным преимуществам данного варианта организации коммерческого учета относится полное отсутствие выделяемых земельных участков под возведение капитальных объектов, и существенное сокращение количества элементов узла учета. Кроме того, внедрение интеллектуальных систем учета электрической энергии мощности позволяет снизить затраты на обслуживание и сократить коммерческие потери.

Проект был запущен в реализацию. В соответствии с регламентами на конкурсной основе был выбран подрядчик, который выполнил предпроектное обследование потенциальных мест установки, разработал и согласовал в ПАО «МОЭСК» проектные решения, осуществил закупку оборудования, монтажные и пусконаладочные работы с последующей сдачей смонтированного оборудования в эксплуатацию.

Следует отметить, что реализация данного проекта имела следующие трудности:

• невозможность одновременного отключения всех воздушных линий;
• необходимость максимально сократить сроки отключения.

Решения этих задач удалось добиться благодаря простоте монтажа, малой массе и габаритам устанавливаемого оборудования. Монтаж осуществлялся с отключением каждой линии не более чем на одну рабочую смену.

Монтаж включал в себя:

• подвешивание комбинированных цифровых измерителей тока и напряжения i-TOR-110 и малогабаритного устройства отбора мощности e-TOR-110 на траверсах опоры при помощи стандартной линейной арматуры;
• прокладку оптических кабелей связи в защитных металлорукавах по телу опоры при помощи стандартных креплений;
• установку шкафов учета.

Из спецтехники для монтажа было достаточно только автовышки (рисунки 5 и 6). Работы, связанные с проверкой и наладкой шкафов учета, проводились после подачи напряжения на линию.

В результате в течение одной рабочей смены монтировался один узел учета. Весь комплекс работ по монтажу четырех узлов коммерческого учета был проведен в течение трех недель, согласно графику отключения линий (рисунок 7).

Уже первый месяц эксплуатации подтвердил работоспособность оборудования, достоверность измеряемых и передаваемых данных. Подтвердились и значения небалансов, которые совпали с расчетными, что дает уверенность в экономической целесообразности окупаемости проекта.

Оригинал статьи: Опыт применения пунктов коммерческого учета электроэнергии на воздушных линиях 110 кВ на базе аппарата i-TOR