50
СЕТИ
РОССИИ
А
С
К
У
Э
АСКУЭ
В
данной
статье
рассмо
-
трены
результаты
работы
по
внедрению
системы
учёта
электроэнергии
на
основе
технологии
PLC (Power Line
Communication)
в
распредели
-
тельных
сетях
0,4
кВ
филиала
ОАО
«
Сетевая
компания
» (
Республика
Татарстан
)
Бугульминские
электри
-
ческие
сети
.
Сегодня
в
электросетевых
ком
-
паниях
России
в
вопросах
,
касаю
-
щихся
учёта
электроэнергии
и
соз
-
дания
различных
систем
АСКУЭ
,
основное
внимание
уделяется
Опыт внедрения
системы учёта
электроэнергии
на основе
технологии PLC
Юрий ЖЕРНАКОВ,
заместитель начальника Бугульминского городского
района электрических сетей по УиПЭ
Алексей ЧАСОВСКИЙ, заместитель директора
Бугульминских электрических сетей по УиПЭ
Рис
. 1.
Потери
электроэнергии
в
сетях
с
различными
уровнями
напряжения
18%
ВН
500
кВ
6%,
ВН
220
кВ
21%
ВН
110
кВ
8%
ВН
1/35
кВ
21%
СН
2/6/10
кВ
26%
НН
0,4
кВ
межсистемным
электрическим
се
-
тям
напряжением
110—750
кВ
.
Это
связано
с
большими
перетоками
электроэнергии
и
,
как
следствие
,
с
немалыми
её
потерями
.
Большие
потери
наблюдаются
и
в
сети
напряжением
0,4
кВ
,
по
которой
обычно
поступает
электроэнергия
к
конечному
потребителю
.
Соотно
-
шение
потерь
по
уровням
напряже
-
ния
в
филиале
ОАО
«
Сетевая
компа
-
ния
»
Бугульминские
электрические
сети
приведено
на
рис
. 1 (
в
сети
0,4
кВ
их
доля
составляет
26%).
Для
контрольного
съёма
по
-
казаний
счётчиков
,
да
и
просто
для
проведения
анализа
баланса
электрической
сети
0,4
кВ
сетевая
организация
вынуждена
не
реже
одного
раза
в
полгода
произвести
обход
всех
потребителей
,
причём
для
анализа
баланса
на
энергообъ
-
екте
(
трансформаторная
подстан
-
ция
с
отходящими
линиями
0,4
кВ
)
должны
быть
сняты
показания
еди
-
номоментно
,
т
.
е
.
в
течение
несколь
-
ких
часов
.
Эта
рутинная
процедура
занимает
много
времени
и
средств
.
При
этом
часто
случаются
ошибки
,
т
.
е
.
вмешивается
так
называемый
«
человеческий
фактор
».
Это
приво
-
дит
к
перерасчётам
электроэнергии
у
потребителей
и
некорректному
анализу
баланса
электрической
сети
0,4
кВ
.
51
№ 3 (12), май-июнь, 2012
Для
решения
данной
проблемы
были
разработаны
и
созданы
различные
автоматизированные
системы
коммерческого
и
технического
учёта
электроэнергии
,
в
последние
годы
стала
развиваться
телекоммуника
-
ционная
технология
PLC,
базирующаяся
на
использо
-
вании
силовых
электросетей
для
высокоскоростного
информационного
обмена
.
Основное
преимущество
PLC-
технологии
—
возможность
использовать
уже
суще
-
ствующие
электрические
сети
для
передачи
данных
.
Эффективное
применение
всех
преимуществ
совре
-
менных
многофункциональных
систем
учёта
электро
-
энергии
(
контроль
качества
сети
,
ведение
тарификации
по
зонам
суток
,
возможность
дистанционного
отключе
-
ния
/
включения
нагрузки
потребителя
и
т
.
д
.)
становится
слишком
затруднительным
и
затратным
без
использо
-
вания
технологии
PLC.
Есть
у
этой
технологии
и
свои
недостатки
,
не
позво
-
ляющие
ей
быть
совершенной
.
Сложность
заключается
в
том
,
что
на
скорость
и
дальность
передачи
оказывают
влияние
состояние
электропроводки
(
плохие
контакты
,
множественные
скрутки
)
и
материалы
,
из
которых
из
-
готовлены
провода
.
Также
сильное
влияние
оказывают
импульсные
помехи
от
различных
бытовых
электропри
-
боров
.
Но
,
несмотря
на
это
,
современные
методы
шиф
-
рования
и
кодирования
данных
позволяют
обеспечить
высокий
уровень
достоверности
и
защиты
передавае
-
мой
информации
.
В
настоящее
время
автоматизация
учёта
электро
-
энергии
у
бытовых
и
мелкомоторных
потребителей
—
не
роскошь
,
а
экономически
оправданная
необходи
-
мость
.
Важность
её
широкого
распространения
не
вы
-
зывает
никаких
сомнений
,
особенно
после
принятия
Федерального
закона
№
261-
ФЗ
«
Об
энергосбереже
-
нии
и
о
повышении
энергетической
эффективности
»
от
23.11.2009
г
.
ОРГАНИЗАЦИЯ
СИСТЕМЫ
Бугульминские
электрические
сети
стали
одним
из
двух
филиалов
ОАО
«
Сетевая
компания
»,
где
в
2009
г
.
было
решено
провести
опробование
системы
дистан
-
ционного
сбора
данных
по
электрическим
сетям
0,4
кВ
на
основе
технологии
PLC.
Для
опробования
было
вы
-
брано
оборудование
производства
ООО
«
Инкотекс
-
СК
».
Данное
оборудование
имеет
ряд
отличительных
особен
-
ностей
в
сравнении
с
аналогичными
системами
других
производителей
:
•
модем
встроен
непосредственно
в
корпус
счётчика
,
что
упрощает
монтаж
точки
учёта
и
обеспечивает
передачу
данных
исключительно
в
цифровом
виде
;
•
все
счётчики
сети
равнозначны
и
выход
из
строя
любого
из
них
не
оказывает
влияния
на
получение
данных
от
других
;
•
параллельная
и
непрерывная
передача
данных
каждого
электросчётчика
сети
без
запроса
от
УСПД
обеспечивает
возможность
получения
текущих
значений
учтённой
электроэнергии
с
минимальным
интервалом
4—15
минут
.
Основными
целями
и
задачами
опробования
систе
-
мы
стали
:
•
проведение
тестирования
работоспособности
тех
-
нологии
PLC-II
в
реальных
условиях
распределитель
-
ных
сетей
0,4
кВ
;
•
оценка
надёжности
оборудования
системы
;
•
оценка
программного
обеспечения
«
Астра
-
Электро
-
учёт
» (
в
т
.
ч
.
возможность
точного
баланса
сети
0,4
кВ
);
•
оценка
экономической
эффективности
использова
-
ния
данной
системы
.
Тестирование
системы
было
решено
произвести
в
бы
-
товом
секторе
г
.
Бугульмы
с
перспективной
малоэтажной
коттеджной
застройкой
,
обслуживаемом
Бугульминским
городским
РЭС
.
Основным
критерием
выбора
районов
для
монтажа
оборудования
было
наличие
в
них
большой
величины
небаланса
электроэнергии
и
затруднённого
доступа
к
узлам
учёта
потребителей
.
Опробование
было
начато
в
сентябре
2009
г
.
с
установки
оборудования
на
КТП
№
101 (
поопорная
схема
КТП
представлена
на
рис
. 2),
в
последующем
оборудование
было
установлено
ещё
на
трёх
КТП
—
№
349, 142
и
296.
При
тестировании
было
использовано
следующее
оборудование
:
Рис
. 2.
Поопорная
схема
ВЛ
-0,4
кВ
от
КТП
№
101
52
СЕТИ РОССИИ
•
исключением
из
схемы
«
счётчик
-
концентратор
»
потребительских
электросетей
(
от
ВЛ
до
вводных
устройств
),
неудовлетворительное
состояние
кото
-
рых
отрицательно
влияет
на
качество
передачи
данных
;
•
доступность
учёта
для
проверки
эксплуатирующей
организации
в
любое
время
суток
;
•
исключение
вмешательства
в
схему
узла
учёта
;
•
возможность
установки
в
выносной
щит
учёта
ком
-
мутационных
и
др
.
защитных
аппаратов
(ASP,
УЗО
,
ОПН
и
т
.
д
.)
для
повышения
надёжности
электроснаб
-
жения
и
защиты
как
электросетей
потребителя
,
так
и
электросетей
ОАО
«
Сетевая
компания
»
от
коротких
замыканий
,
грозовых
и
коммутационных
перена
-
пряжений
и
обрывов
нулевых
проводов
.
При
монтаже
использовались
пылевлагозащищён
-
ные
,
вандалозащищённые
щиты
учёта
наружной
уста
-
новки
с
металлическим
корпусом
.
В
случае
если
у
по
-
требителя
уже
был
установлен
ВЩУ
,
производилась
только
замена
в
нём
прибора
учёта
.
Различные
вари
-
анты
монтажа
выносных
щитов
учёта
электроэнергии
представлены
на
рис
. 4.
Удалённый
доступ
к
концентраторам
организован
с
АРМ
инженера
группы
учёта
Бугульминского
городского
РЭС
через
GSM-
модем
«Siemens MC35».
Опрос
концен
-
траторов
производится
с
помощью
программного
обе
-
спечения
«
Астра
-
Электроучёт
».
ЭКСПЛУАТАЦИЯ
СИСТЕМЫ
В
процессе
опробования
системы
мы
столкнулись
со
следующими
проблемами
:
•
наличие
незначительного
количества
счётчиков
,
связь
с
которыми
до
сих
пор
не
установлена
,
а
так
-
же
периодическое
пропадание
связи
с
отдельными
электросчётчиками
по
неустановленным
причинам
;
•
большая
продолжительность
времени
поиска
кон
-
центратором
вновь
подключаемых
приборов
учёта
и
записи
их
параметров
.
После
обновления
версии
прошивки
на
всех
кон
-
центраторах
связь
с
приборами
учёта
стала
более
ста
-
бильной
и
значительно
упростилась
процедура
записи
в
концентраторы
параметров
новых
счётчиков
,
т
.
е
.
дан
-
ные
проблемы
были
решены
программным
путём
без
замены
первичного
оборудования
.
Рис
. 3.
Установка
концентраторов
и
GSM-
шлюза
1 —
счётчики
электроэнергии
со
встроенными
моде
-
мами
передачи
данных
по
силовой
сети
0,4
кВ
(PLC-
модемами
);
•
однофазные
«
Меркурий
203.2
Т
LBO»;
•
трёхфазные
«
Меркурий
233 ART-01 ORL»;
2 —
концентраторы
«
Меркурий
225.2»,
являющиеся
основным
узлом
системы
и
осуществляющие
при
-
ём
,
обработку
и
хранение
информационных
пакетов
с
данными
от
счётчиков
электроэнергии
по
одной
фазе
сети
0,4
кВ
;
3 — GSM-
шлюзы
«
Меркурий
228»,
используемые
для
передачи
данных
от
концентраторов
до
рабочего
места
пользователя
;
4 — GSM
модем
«Siemens MC35»,
подключаемый
к
ПЭВМ
пользователя
для
обеспечения
двухсторонней
связи
по
каналу
GSM
с
шлюзом
.
Монтаж
концентраторов
и
шлюзов
был
произведён
в
РУ
-0,4
кВ
КТП
(
рис
. 3).
Установка
электросчётчиков
производилась
в
щитах
учёта
наружной
установки
,
в
основном
монтируемых
на
опорах
ВЛ
-0,4
кВ
.
Выбор
такого
варианта
монтажа
при
-
боров
учёта
был
обусловлен
следующим
:
•
исключением
воздействия
на
электросчётчики
помех
от
бытовых
электроприборов
,
расположен
-
ных
в
жилых
домах
;
а
)
на
опоре
б
)
на
фасаде
здания
в
)
на
границе
земельного
участка
Рис
. 4.
Варианты
монтажа
выносных
щитов
учёта
электроэнергии
53
№ 3 (12), май-июнь, 2012
В
процессе
эксплуатации
системы
была
успешно
опробована
функция
дистанционного
отключения
/
включения
потребителя
(
управления
нагрузкой
)
с
помо
-
щью
ПО
«
Астра
-
Электроучёт
».
При
этом
для
включения
нагрузки
необходимо
,
кроме
отправки
соответствую
-
щей
команды
концентратору
,
нажатие
кнопки
непо
-
средственно
на
включаемом
электросчётчике
.
Данное
условие
важно
для
защиты
абонента
от
поражения
электрическим
током
.
ДОСТОИНСТВА
PLC
Несомненными
преимуществами
тестируемой
си
-
стемы
являются
:
•
возможность
дистанционного
съёма
параметров
электросчётчиков
;
•
одновременность
снятия
показаний
электросчёт
-
чиков
,
позволяющая
повысить
точность
расчёта
балансов
отпущенной
и
потреблённой
электро
-
энергии
;
•
ведение
контроля
потребляемой
электроприёмни
-
ками
потребителей
мощности
и
напряжения
сети
на
границах
балансовой
и
эксплуатационной
ответ
-
ственности
сторон
;
•
экономия
трудозатрат
по
производству
обхо
-
дов
потребителей
контролёрами
и
отключению
потребителей
-
неплательщиков
персоналом
опера
-
тивно
-
выездных
бригад
.
Нами
был
проведён
анализ
состояния
и
динамики
потерь
электроэнергии
в
распределительной
сети
от
КТП
№
101
за
период
с
2009
по
2011
г
.
По
мере
уве
-
личения
охваченных
системой
точек
учёта
(
см
.
табл
.)
наблюдается
резкое
снижение
величины
потерь
электроэнергии
(
рис
. 5).
Наряду
со
снижением
по
-
терь
прослеживается
динамика
уменьшения
объёма
электроэнергии
,
поступающего
в
распределитель
-
ную
сеть
данной
КТП
(
за
2
года
уменьшение
соста
-
вило
почти
11%)
с
одновременным
увеличением
реализации
.
Это
стало
следствием
формирования
у
потребителей
более
рационального
и
экономичного
подхода
к
использованию
электрической
энергии
—
применение
различных
электро
-
и
теплосберегаю
-
щих
технологий
.
РАСЧЁТ
ЭКОНОМИЧЕСКОГО
ЭФФЕКТА
Для
расчёта
экономического
эффекта
определяем
затраты
до
и
после
внедрения
системы
на
примере
КТП
№
101
г
.
Бугульма
.
Табл
.
Изменение
количества
установленных
выносных
узлов
учёта
в
распределительной
сети
0,4
кВ
КТП
№
101
и
подключения
их
к
системе
дистанционного
сбора
данных
на
основе
технологии
PLC
с
2009
по
2011
г
.
2009
г
.
2010
г
.
2011
г
.
Количество
установ
-
ленных
счётчиков
с
PLC-
модемами
,
шт
.
10
55
128
То
же
,
в
%
от
общего
количества
точек
учёта
в
распредсети
0,4
кВ
КТП
№
101
6
36
83
I.
Затраты
до
внедрения
(
определяем
за
12
мес
. 2009
года
)
1.
Коммерческие
потери
(
Р
1
к
)
по
итогам
12
мес
. 2009
г
.
составили
407
тыс
.
кВт
·
ч
(61%).
При
пересчёте
в
тыс
.
руб
. (
Р
1
к
) = 407
Т
,
где
Т
—
средний
тариф
на
оплату
по
-
терь
,
который
составляет
Т
= 1,210
тыс
.
руб
./
тыс
.
кВт
,
следовательно
, (
Р
1
к
) = 407
х
1,21 = 492,47
тыс
.
руб
.
2.
Затраты
труда
(
З
1
)
на
съём
показаний
по
КТП
№
101
составили
за
12
месяцев
:
•
затраты
труда
электромонтёра
ОВБ
5
раз
в
месяц
составят
182,83
чел
./
час
.
Время
проведения
работ
составляет
0,5
час
,
тогда
182,83
х
0,5 = 91,42
руб
.,
с
учётом
страховых
выплат
(30,4%)
получаем
за
месяц
91,42 + 27,8 = 119,22
руб
.
За
год
затраты
на
прове
-
дение
съёма
показаний
с
КТП
электромонтёром
—
119,22
х
12 = 1430,64
руб
.;
•
затраты
по
транспорту
при
перевозке
электромон
-
тёра
составляют
при
использовании
а
/
машины
марки
УАЗ
3909,
маш
/
час
которой
364,87
руб
.,
тогда
время
перевозки
с
учётом
времени
ожида
-
ния
составляет
0,5
час
.
Следовательно
,
затраты
в
месяц
— 364,87
х
0,5 = 182,44
руб
.,
за
год
получаем
182,44
х
12 = 2189,28
руб
.;
•
затраты
на
проведение
контрольного
съёма
пока
-
заний
потребителей
,
питающихся
от
данного
КТП
,
составили
151,31
чел
./
час
,
время
проведения
съёма
показаний
у
одного
потребителя
по
норма
-
тиву
— 0,25
час
.
Тогда
затраты
с
учётом
страховых
выплат
на
осуществление
одного
съёма
показаний
составят
: 151,31
х
0,25 + 11,5 = 49,33
руб
.,
т
.
к
.
количество
потребителей
—
примерно
154.
Необ
-
ходимо
учесть
,
что
согласно
ППРФ
530
необходимо
проводить
контрольный
съём
показаний
1
раз
в
6
месяцев
у
потребителей
,
тогда
получаем
затраты
за
год
— 154
х
2
х
49,33 = 15193,64
руб
.
Для
получения
итоговых
данных
по
пункту
:
(
З
1
) = (1430,64+2189,28 +
+ 15193,64)/1000= 18,814
тыс
.
руб
.
II.
ЗАТРАТЫ
НА
ВНЕДРЕНИЕ
СИСТЕМЫ
PLC-II
Затраты
на
монтаж
оборудования
(
З
2
)
и
,
разумеется
,
само
оборудование
за
период
2010—2011
гг
.
состави
-
ли
(
З
2
) =724,855
тыс
.
руб
.
Рис
. 5.
Динамика
изменения
поступления
и
потерь
элек
-
троэнергии
в
распредсети
КТП
№
101
за
2009—2011
гг
.
поступление
эл
.
энергии
в
распредсеть
за
год
,
тыс
.
кВт
•
ч
полезный
отпуск
эл
.
энергии
за
год
,
тыс
.
кВт
•
ч
потери
эл
.
энергии
за
год
,
тыс
.
кВт
•
ч
2009
год
2010
год
2011
год
663
256
407
602
349
253
592
473
119
54
СЕТИ РОССИИ
Рис
. 6.
Иерархическая
интегрированная
автоматизированная
система
III.
Затраты
после
внедрения
системы
1.
Коммерческие
поте
-
ри
(
Р
2
к
)
по
итогам
12
месяцев
2011
г
.
составили
119
тыс
.
кВт
·
ч
(20%).
Тогда
,
с
учётом
Т
(
тыс
.
руб
./
тыс
.
кВт
),
получаем
(
Р
2
к
) = 119
х
1,21=143,99
тыс
.
руб
.
2.
Затраты
на
GSM-
связь
(
З
3
)
для
опроса
и
сбора
данных
с
оборудования
,
установленного
на
КТП
№
101,
составило
по
ито
-
В
настоящее
время
монтаж
концентраторов
и
шлюзов
произведён
в
РУ
-0,4
кВ
КТП
№
101,
349, 142
и
296.
Отходя
-
щие
ВЛ
0,4
кВ
от
этих
КТП
имеют
различную
марку
,
сечение
,
протяжённость
и
техническое
состояние
проводов
,
что
позволило
сравнить
работу
системы
гам
2011
г
. 4,176
тыс
.
руб
.
Определяем
экономическую
эффективность
от
вне
-
дрения
автоматизированной
системы
с
дистанцион
-
ным
съёмом
показаний
по
КТП
№
101
г
.
Бугульмы
.
В
связи
с
тем
,
что
при
внедрении
данной
системы
необходимость
в
проведении
ежемесячного
съёма
по
-
казаний
практически
отпадает
,
можно
просчитать
эко
-
номический
эффект
по
выражению
Э
.
Ф
.= (
З
1
) – (
З
3
) =
18,814 — 4,176 = 14,64
тыс
.
руб
.
Ежегодно
при
эксплуа
-
тации
системы
PLC-II
по
КТП
№
101
получаем
эконо
-
мию
на
съёме
показаний
на
14,64
тыс
.
руб
./
год
.
Определяем
срок
окупаемости
(
С
.
О
.)
после
внедре
-
ния
системы
PLC-II
на
КТП
№
101
по
выражению
:
С
.
О
.=
З
2
/[(
Р
1
к
–
Р
2
к
) ·
Т
] = 724,855/
[(492,47 – 143,99) · 1,21] = 1,72
года
.
где
(
Р
1
к
–
Р
2
к
) —
приведённая
величина
снижения
по
-
терь
.
Таким
образом
,
срок
окупаемости
системы
состав
-
ляет
порядка
2
лет
.
ДАЛЬНЕЙШЕЕ
РАЗВИТИЕ
СИСТЕМЫ
Результаты
опробования
системы
в
Бугульминских
электрических
сетях
можно
считать
положительными
.
В
связи
с
этим
продолжилась
установка
приборов
учёта
с
дистанционным
снятием
показаний
на
основе
PLC-
технологии
.
На
начало
2012
г
.
системой
охвачены
337
потреби
-
тельских
объектов
.
При
этом
самый
отдалённый
прибор
учёта
находится
на
расстоянии
750
м
от
КТП
(
концен
-
тратора
).
в
разных
условиях
.
В
результате
проведения
капитального
строитель
-
ства
АСТУЭ
(
АСКУЭ
)
должна
появиться
иерархическая
интегрированная
автоматизированная
система
,
в
кото
-
рую
входит
(
рис
. 6):
•
первый
уровень
—
информационно
-
измерительный
комплекс
точки
измерений
(
ИИК
);
•
второй
уровень
—
информационно
-
вычислительный
комплекс
электроустановки
(
ИВКЭ
);
•
третий
уровень
—
информационно
-
вычислительный
комплекс
ИВК
(
ЦСОИ
филиала
ОАО
«
Сетевая
компа
-
ния
»
Бугульминские
электрические
сети
);
•
система
обеспечения
единого
времени
(
СОЕВ
).
Развитие
системы
видится
в
дальнейшей
автомати
-
зации
цепочки
«
Потребитель
» — «
Сетевая
компания
» —
ООО
«
Татэнергосбыт
»,
от
процесса
передачи
показаний
приборов
учёта
до
формирования
и
выставления
по
-
требителю
счёта
на
оплату
.
Учитывая
,
что
некоторые
процессы
этой
цепочки
уже
успешно
автоматизиру
-
ются
,
главной
задачей
становится
больший
охват
точек
учёта
и
прора
-
ботка
связки
«
Сетевая
компания
» —
ООО
«
Татэнергосбыт
».
ВЫВОД
Опыт
применения
PLC-
технологии
показал
,
что
система
дистанцион
-
ного
сбора
данных
по
сетям
0,4
кВ
на
основе
счётчиков
электроэнер
-
гии
с
PLC-
модемами
производства
ООО
«
Инкотекс
-
СК
»
в
целом
работо
-
способна
.
При
этом
производитель
работает
над
постоянным
совер
-
шенствованием
системы
путём
до
-
работки
программного
обеспече
-
ния
,
улучшением
эксплуатационных
характеристик
модемов
,
обновлени
-
ем
прошивки
концентраторов
.
Оригинал статьи: Опыт внедрения системы учета электроэнергии на основе технологии PLC
В данной статье рассмотрены результаты работы по внедрению системы учета электроэнергии на основе технологии PLC (Power Line Communication) в распределительных сетях 0,4 кВ филиала ОАО «Сетевая компания» (Республика Татарстан) Бугульминские электрические сети.
