10. Учет и экономия электроэнегии
Общие сведения
Учет электроэнергии имеет несколько назначений:
1) расчет за электроэнергию с энергоснабжающей организацией;
2) контроль расхода активной энергии в отдельных цехах и на объектах;
3) определение количества реактивной мощности, полученной потребителем от энергоснабжающей организации, когда по этим данным производятся расчеты или контроль соблюдения заданного режима работы компенсационных устройств предприятия (имеются в виду устройства, улучшающие коэффициент мощности);
4) составление электробалансов по предприятиям и по наиболее энергоемким установкам и цехам для анализа использования электроэнергии;
5) расчет с потребителями, получающими электроэнергию от подстанций предприятия.
Расчетный учет осуществляется расчетными счетчиками и применяется для денежных расчетов за электроэнергию.
Технический учет — учет электроэнергии по цехам и отдельным установкам для составления энергобаланса, расчета удельного расхода электроэнергии на производимую продукцию.
Оплата электроэнергии может производиться по одноставочному и двуставочному тарифу.
По одноставочному тарифу оплачивается электроэнергия, расходуемая промышленными и приравненными к ним предприятиями с присоединенной мощностью до 750 кВА, по двуставочному тарифу — потребителями с присоединенной мощностью 750 кВА и более.
Одгюставочный тариф состоит из платы за 1 кВт • ч отпущенной активной энергии, учтенной счетчиками, двуставочный — из годовой платы за 1 кВт • ч заявленной потребителем максимальной мощности, участвующей в максимальной нагрузке энергосистемы, и платы за 1 кВт • ч отпущенной потребителю активной энергии, учтенной счетчиками.
Надбавка или скидка к тарифу на электроэнергию для потребителей с присоединенной мощностью 750 кВА и выше состоит из двух составляющих:
1) надбавка за повышение потребителем реактивной мощности по сравнению с заданной энергоснабжающей организацией в часы максимума активной нагрузки энергосистемы;
2) скидка или надбавка за отклонение режима работы компенсирующих устройств от заданного, оцениваемое отклонением фактически потребляемой реактивной мощности от заданного энергоснабжающей организацией оптимального значения в часы минимума активной нагрузки энергосистемы.
Счетчики
Для учета энергии служат счетчики активной энергии и для учета реактивной мощности — счетчики реактивной мощности.
Счетчики могут предназначаться для двухпроводных однофазных сетей, трехпроводных трехфазных сетей без нулевого провода и четырехпроводных трехфазных сетей с нулевым проводом.
Данные некоторых счетчиков приведены в табл. 10.1.
Таблица 10.1 ДАННЫЕ НЕКОТОРЫХ СЧЕТЧИКОВ
Счетчики для однофазных сетей, или однофазные счетчики применяются в основном на вводах в индивидуальные дома или в квартиры в многоквартирных домах. Схема счетчика показана на рис. 10.1.
Рис. 10.1. Схема включения однофазного счетчика.
Измерительная система счетчика содержит токовую обмотку, показанную толстой линией, и обмотку напряжения, показанную тонкой линией. По токовой обмотке проходит потребляемый ток, а обмотка напряжения подключается на напряжение между проводами сети. На счетчике имеются зажимы для присоединения проводов, идущих от сети питания, и проводов в сеть потребителя. Обычно фазный провод присоединяется к зажиму 1 тогда нулевой должен присоединяться только к зажиму 3 (или 4), а не 2, потому что в последнем случае токовая обмотка окажется под напряжением, на которое она не рассчитана, и выйдет из строя. Тогда получается назначение зажимов: вход — 1 и 3, выход — 2 и 4. На счетчике под стеклом на панели имеется прорезь для цифр счетного механизма и надписи о данных счетчика, например, счетчик однофазный СО-И446, 220 В, 5...17 А, год изготовления, заводской номер.
Трехфазные счетчики применяются в электроустановках, где используется трехфазный ток, а также на вводе установок, где используется однофазный ток, но подводятся три фазы, например, в жилых домах и учреждениях. Обычно трехфазные счетчики не могут пропустить ток, потребляемый установкой, поэтому они применяются с трансформаторами тока. На рис. 10.2 показана схема счетчика, предназначенного для включения с трансформаторами тока в четырехпроводную сеть. Как видно из схемы, токовые обмотки счетчика присоединяются ко вторичным обмоткам трансформатора тока через зажимы 1 и 3, 4 и 6, 7 и 9. Зажимы 1, 4, 7 присоединяются к фазам и к первым концам обмоток напряжения, вторые концы которых соединены вместе и присоединяются к нулевому про воду.
Рис. 10.2. Схема включения трехфазного счетчика.
Могут быть трехфазные счетчики для непосредственного включения, а также счетчики для включения с трансформаторами напряжения. Счетчики непосредственного включения изготовляются на ток 5, 10, 20, 30, 50 А, а счетчики с трансформаторами тока, у которых первичный ток может быть различной величины в пределах от 10 до 10 000 А, вторичный ток — 5 А, изготовляются на ток 5 А.
Определение расхода электроэнергии за данный промежуток времени производится при счетчиках без трансформаторов тока вычитанием начального показания счетчика из конечного показания за данный промежуток времени;
при счетчиках с трансформаторами тока — умножением этой разницы на коэффициент трансформации трансформатора тока, что можно представить формулами:
Э = Пк - Пн и
Э = (Пк - Пн) • Кт,
где Э — расход энергии, кВт • ч, Пк, Пн — конечное и начальное показание счетчика, Кт — коэффициент трансформации трансформатора тока.
Однофазные счетчики для квартир устанавливаются на специальных квартирных щитках, содержащих устройства защиты — предохранители или автоматические выключатели. Они выполняют роль защиты счетчиков и отходящих цепей и роль отключающих устройств для счетчиков на случай их ремонта или замены, как требует ПУЭ. Следует учитывать, что на практике устройства защиты бывают установлены за счетчиками, если смотреть по ходу энергии, чтобы ограничить доступ к
счетчикам.
В многоквартирных домах счетчики могут устанавливаться в общих запираемых этажных щитах на лестничных площадках.
Условия надежной работы счетчиков
Устройства, содержащие счетчики, должны устанавливаться в сухих помещениях, не содержащих агрессивных примесей в воздухе, с температурой в зимнее время не ниже 0 С. Счетчики не разрешается устанавливать в помещения, где температура часто может быть выше +40 С. В зимнее время разрешается подогрев счетчиков электрическими нагревателями, но так, чтобы температура у счетчиков была не выше +20 С.
Осмотр и ремонт счетчиков допускается производить лицам и организациям, уполномоченным на это. Некоторые отказы счетчиков приведены в табл. 10.2.
Таблица 10.2 ОТКАЗЫ СЧЕТЧИКОВ
Основные направления экономии электроэнергии
Электроэнергия используется во всех областях жизнедеятельности человека, и ее экономия возможна во всех этих областях.
Простейшие мероприятия по экономии электроэнергии
должны подсказываться сознанием человека там, где он находится, например, выключить освещение или другие приемники энергии, где их работа в данное время не нужна.
Возможна экономия не прямым воздействием на приемники энергии, а косвенными мерами. Большое значение для экономии топлива и электроэнергии имеет утепление жилищ и мест работы человека, так как при этом экономится расход тепла, а значит, и топлива, которое используется для выработки большей части электроэнергии, и экономится электроэнергия непосредственно, так как при понижении температуры стараются применить разные электронагреватели. Как известно, для поддержания нормальной температуры в помещении не обязательно его отапливать, а достаточно ограничить теплоотвод так, чтобы сохранялось тепло, выделяемое различными электрическими приборами, например, лампочками, холодильниками, телевизорами и т. д. и телом человека. Утепление помещений должно начинаться при строительстве путем уплотнения стыков панелей и установки теплоизолирующих прокладок в стенах, уплотнения окон и дверей, и продолжаться людьми, живущими в помещениях. Результаты в этом деле получаются всегда ощутимые, например, в мире имеются дома, не требующие специального отопления в условиях Севера.
Большое количество электроэнергии используется для освещения производственных помещений и улиц. В данном случае экономии энергии способствует побелка или покраска в светлые тона помещений и наружных стен домов. Светлые поверхности, отражая свет, выполняет роль светильников, и того же эффекта освещения можно достичь при меньшей мощности светильников.
Часто можно видеть, как уличное освещение включено днем, закипевшая вода в электронагревателе продолжает кипеть, когда это не нужно. В таких случаях нужно применять простейшие схемы автоматизации, которые будут способствовать экономии энергии и увеличению срока службы ламп, нагревательных элементов и других приборов.
Экономии энергии служит технологическая революция, потому что ее задачей является уменьшение материалоемкости и энергоемкости продукции при ее производстве, хранении, транспортировке и использовании на основе научно-технического прогресса. Основным направлением научно-технического прогресса является применение ЭВМ при проектировании, производстве продукции, контроле качества, хранении и сбыте.