Стандартизация в области измерений энергии. Государственный реестр измерительных приборов, принципы его формирования и ведения

МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ  ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛОРУССКИЙ ГУСУДАРСТВЕННЫЙ  АГРАРНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» 
 
 

          Кафедра «АСКУЭ» 
 

 

       На тему: «Стандартизация в области измерений энергии. Государственный реестр измерительных приборов, принципы его формирования и ведения» 
 

Выполнила: студентка 5-го курса

  АЭФ 22 эпт группы

Цивелева Е.Н. 
 

Минск 2011

 

Энергоучет в промышленности 

    Промышленность, несмотря на спад производства за последние годы, остается основным потребителем энергоресурсов. Доля промышленного потребления электроэнергии в отдельных регионах достигает 60_65%. С распадом плановой экономики закончилась эпоха практически неограниченных и дешевых энергоресурсов, когда их доля в себестоимости продукции составляла всего лишь несколько процентов. На сегодняшний день из-за многократного удорожания энергоресурсов их доля в себестоимости продукции для многих промышленных предприятий резко возросла и составляет 20_30%, а для наиболее энергоемких производств достигает 40 и более процентов. Вместе с удорожанием энергоресурсов как необходимое следствие наступил экономически целесообразный предел их потребления в рамках исторически сложившихся технологий для каждого отдельного предприятия. Фактор высокой стоимости энергоресурсов обусловил в последние годы кардинальное изменение отношения к организации энергоучета в промышленности и других энергоемких отраслях ( транспорт и жилищно-коммунальное хозяйство).

    В ушедшую эпоху дешевых энергоресурсов и безусловной монополии их поставщиков приборный учет энергоресурсов был весьма ограничен и относителен, так как затраты на его организацию не оправдывали подчас того эффекта, который он мог обеспечить в условиях административно-командной экономики. В промышленности приборный энергоучет и особенно его автоматизацию внедряли в первую очередь руководители крупных энергоемких производств, а также дальновидные и инициативные энергетики, стремившиеся навести порядок в своем энергохозяйстве.

  Большинство предприятий рассчитывались с поставщиками энергоресурсов либо на основе множества показаний отдельных приборов невысокой точности и надежности, требовавших визуально-ручного съема измерительных данных с табло приборов или лент самописцев, а

зачастую и дополнительной ручной обработки этих данных («метод карандаша, калькулятора и бумаги»), либо «на глазок» - по суммарной мощности подключенных установок и расчетным нормам энергопотребления, что было весьма выгодно поставщикам энергоресурсов.

     Все издержки такого энергоучета для предприятий компенсировались дешевизной энергоресурсов и общей плановой экономикой («общим котлом»), обеспечивавшей директивный сбыт любой продукции, независимо от ее энергозатратности и стоимости.

  Экономические условия «вчерашнего дня» порождали приблизительный, не точный и условный энергоучет, который очень грубо отражал реальные процессы энергопотребления. Это проявлялось, в частности, в применении примитивных тарифов по основному энергоресурсу — электроэнергии. Один из таких тарифов — одноставочный тариф для промышленных потребителей с присоединеной нагрузкой не более 750 кВА — аппроксимировал сложный

реальный график электропотребления предприятия прямоугольником с одним индивидуальным параметром: мощностью, усредненной за расчетный период или период измерения (по величине

расхода электроэнергии за период измерения, которую фиксировал индукционный электросчетчик, средняя мощность определялась делением этой величины на длительность периода измерения).

   В начале семидесятых годов с развитием мирового энергетического кризиса, удорожанием и лимитированием энергоресурсов возникла необходимость усложнения тарифов с целью более точного отслеживания графика нагрузки как отдельного предприятия, так и энергосистемы в целом.    Это привело в рамках СССР к появлению для крупных потребителей с присоединенной нагрузкой более 750 кВА двухставочного тарифа, который аппроксимировал кривую электропотребления уже двумя параметрами: потребленной электроэнергией и заявленной (для часов пика энергосистемы) мощностью (рис. 1).

 

Рис. 1. Реальные процессы электропотребления (Е) и тарифные системы

    В целом для приборного учета «вчерашнего дня» характерны:

а)грубая аппроксимация реального процесса энергопотребления, выражающаяся в фиксации только итоговых накопленных результатов измерения за расчетный период,

б)неполнота и фрагментарность энергоучета (учет только на границе раздела с поставщиком энергоресурсов, а также учет не всех энергоносителей

и не в полной мере по каждому энергоносителю),

в)низкая точность и достоверность учета, обусловленная как устаревшими

методами и  средствами измерения, так и человеческим фактором визуального съема показаний  приборов («ошибка списывания показаний»),

г)анахронизм учета, вызванный неодновременным характером съема показаний множества территориально разнесенных приборов учета, суммарно учитывающих один вид энергоносителя,

д)малая информативность и трудоемкость энергоучета в силу ручного характера сбора и обработки измерительных данных. 

   Энергоучет «вчерашнего дня» не может устроить сегодня промышленные

предприятия. Потребители  начинают осознавать, что в их интересах  необходимо рассчитываться с поставщиком  энергоресурсов не по каким-то условным нормам, договорным величинам или  устаревшим и неточным приборам, а  на основе современного и высокоточного  приборного учета.    Промышленные предприятия пытаются как-то реорганизовать свой энергоучет «вчерашнего дня», сделав его адекватным требованиям дня сегодняшнего. Под давлением рынка потребители приходят к пониманию той простой истины, что первым шагом в экономии энергоресурсов и снижении финансовых потерь является точный учет.

   Современная цивилизованная торговля энергоресурсами основана на использовании автоматизированного приборного энергоучета, сводящего к

минимуму участие  человека на этапе измерения, сбора  и обработки данных

и обеспечивающего  достоверный, точный, оперативный и  гибкий, адаптируемый к различным  тарифным системам учет как со стороны поставщика энергоресурсов, так и со стороны потребителя. С этой целью как поставщики, так и потребители создают на своих объектах автоматизированные системы контроля и учета энергоресурсов—АСКУЭ (рис. 2).

Рис. 2. Типовая  схема энергоучета промышленного  предприятия 

  При наличии современной АСКУЭ промышленное предприятие полностью контролирует весь свой процесс энергопотребления и имеет возможность по согласованию с поставщиками энергоресурсов гибко переходить к разным тарифным системам, минимизируя свои энергозатраты.

  Cледует отметить, что развитие тарифных систем, гармонизирующих

противоречивые  интересы поставщика и потребителя энергоресурсов, соответствует мировой практике.Сегодняшний день промышленных

предприятий в области энергоучета связан с внедрением современных АСКУЭ. На ряде предприятий АСКУЭ функционируют уже не один год, на других предприятиях начинается их внедрение, а руководители третьих только размышляют, надо ли им это. Ход развития мировой энергетики и промышленности показывает, что альтернативы принципу «все надо учитывать и за все надо платить» нет. И если сегодня кому-то еще

удается бесконтрольно пользоваться чужими энергоресурсами, то завтра это

станет попросту невозможно, и преимущества будут у того, у кого все процесс энергопотребления будут уже под полным контролем. 

Понятие АСКУЭ 

  Решение проблем энергоучета на предприятии требует создания автоматизированных систем контроля и учета энергоресурсов (АСКУЭ), которые в общем случае содержат три уровня (рис. 3):

Рис. 3. Обобщенная структурная схема трехуровневой АСКУЭ 

а)нижний уровень — первичные измерительные преобразователи (ПИП) с телеметрическими выходами, осуществляющие непрерывно или с минимальным интервалом усреднения измерение параметров энергоучета потребителей (расход, мощность, давление, температуру, количество энергоносителя, количество теплоты с энергоносителем) по точкам учета (фидер, труба);

б)средний уровень — контроллеры (специализированные измерительные системы или многофункциональные программируемые преобразователи) со встроенным программным обеспечением энергоучета, осуществляющие в заданном цикле интервала усреднения круглосуточный сбор измерительных данных с территориально распределенных ПИП, накопление, обработку и передачу этих данных на верхний уровень;

в)верхний уровень — персональный компьютер (ПК) со специализированным программным обеспечением АСКУЭ, осуществляющий сбор информации с контроллера (или группы контроллеров) среднего уровня,

итоговую обработку  этой информации как по точкам учета, так и по их

группам — по подразделениям и объектам предприятия, отображение и

документирование  данных учета в виде, удобном для  анализа и принятия

решений (управления) оперативным персоналом службы главного энергетика и руководством предприятия.

   Нижний уровень АСКУЭ связан со средним уровнем измерительными каналами, в которые, вообще говоря, входят все измерительные средства и линии связи от точки учета до контроллера, включая его входные цепи (иногда упрощенно под измерительными каналами подразумевают их часть цепи передачи данных от ПИП до контроллера). Так, например, для электроучета под измерительным каналом подразумевается цепочка от питающего фидера, проходящая через измерительные трансформаторы тока и напряжения, электросчетчик с телеметрическим выходом и двухпроводная линия связи до контроллера.

   Средний уровень АСКУЭ связан с верхним уровнем каналом связи, в качестве которого могут использоваться физические проводные линии связи, выделенные или коммутируемые телефонные каналы, радиоканалы (в содержание понятия канала связи входят не только линии связи, но и оборудование связи, обслуживающее эти линии; иногда совокупность каналов связи называют средой связи). Передача данных по этим каналам осуществляется, как правило, по стандартным интерфейсам (интерфейсы типа RS_232, RS_485, ИРПС и т.п.) и определенным стандартным (например M_bus) или оригинальным (протоколы систем ИИСЭ4, СЭМ_1 и т.п.) протоколам обмена.

    Понятие АСКУЭ является динамичным понятием, меняющим свое содержание в зависимости от экономического и технического прогресса. С появлением на рынке в начале 90-х годов надежных и сравнительно дешевых зарубежных ПК стало возможным значительную часть функций АСКУЭ снять с контроллеров и передать программному обеспечению ПК, что привело к рождению рассмотренной трехуровневой структуры АСКУЭ.    Такая структура позволяет решать качественно новые задачи энергоучета, а решение прежних задач ставит на несравнимо более высокий уровень, что обеспечивается как колоссальной памятью и вычислительными возможностями ПК, так и их средствами отображения и документирования

(цветной монитор,  графическая печать, звуковые эффекты).

   Дальнейший прогресс в области интегральной технологии позволил функции контроллеров по учету энергоресурсов встраивать непосредственно в первичные преобразователи, получая таким образом «интеллектуальные ПИП». Для этих преобразователей трехуровневая схема АСКУЭ может быть трансформирована в двухуровневую структуру «ПИП_ПК» (рис. 4а), в которой сбор данных с точек учета ведется через определенную среду

связи непосредственно  на ПК (например, все «интеллектуальные» электросчетчики подключаются к компьютеру через коммутируемую телефонную среду). Указанный принцип построения АСКУЭ связан