Основные элементы АСКУЭ
Как видите, автоматизированная система учета включает в себя ряд элементов (подразделений), которые выполняют определенные задачи. Подобную структуру принято разделять на три уровня. Расскажем детально о назначении каждого из них.
Элементы первого уровня
К таковым относятся электронные приборы учета, у которых имеется специальный модуль, позволяющий отправлять сигналы в центр сбора. В России практикуется использование интерфейса RS-485, это стандарт асинхронной передачи данных, применяемый в системах автоматизации. Его упрощенная организация представлена ниже.
Организация интерфейса RS-485
Основной недостаток подобного устройства – ограничение количества приемо-передатчиков, их не может быть более 32. Выходом из этого может быть каскадирование системы, а именно установка сумматоров, «аккумулирующих» данные от различных источников. Изображение такого прибора показано на рисунке 7.
Рисунок 7. Устройство сбора и передачи данных (УСПД)
Обратим внимание, что разработка АС на базе интерфейса RS-485 велась в то время, когда использование GSM было экономически не обосновано. На текущий момент ситуация радикально изменилась
Связующее звено (элементы второго уровня)
Данный уровень используется для организации транспортировки данных к центру обработки. На текущий момент большинством приборов учета используется интерфейс RS-485, несмотря на то, что данный способ является явно устаревшим. Сложившаяся ситуация вызвана инертностью структур, отвечающих за стандартизацию, что несколько притормаживает внедрение новой технической базы.
Центр обработки (завершающее звено)
Данный элемент представляет собой АПК, в который поступают и обрабатываются информационные сигналы. Его характеристики напрямую зависят от объема поступающих данных и наличия дополнительных функций системы. Исходя из этих технических условий, для комплекса АС подбираются компьютерные мощности и программное обеспечение.
Цель создания системы АСКУЭ и АИИС КУЭ
Внедрение системы АСКЭУ позволит любому потребителю:
- Измерять объемы потребленной электроэнергии без «ручного» съема показаний. Проще говоря, после внедрения АСКЭУ не нужно будет каждый месяц 30 числа приходить и записывать показания счетчика. Система сделает это автоматически.
- Контролировать почасовый, посуточный, понедельный расход электрической энергии;
- Осуществлять автоматический сбор, обработку и хранение данных об объемах потребленной электроэнергии;
- Рассчитывать балансы электроэнергии и контролировать «утечки» электроэнергии;
- Анализировать потребление электроэнергии;
- Получать мгновенную информацию обо всех неисправностях учета.
Все вышеописанное здесь позволяет потребителю значительно снизить свои затраты на электрическую энергию.
Как и за счет чего это происходит? Давайте разбираться.
Какие системы интеллектуального учёта бывают?
По способу (технологии) связи ИСУ могут использовать основные технологии:
(1) Передача данных по низковольтной несиловой сети(2) Передача данных по силовой сети(3) Передача данных по радиоканалу
- Большой радиус охвата – до 10-15 км по прямой в отсутствии преград;
- Возможность подключения многочисленных устройств (различных типов счетчиков, устройств умного дома) в радиусе приёма базовой станции;
- Стоимость базовой станции, её монтажа и обслуживания в расчёте на одну точку учёта в некоторых случаях может оказаться ниже, чем стоимость УСПД на точку.
- Отсутствие единых стандартов, новизна системы;
- Необходимость проектирования сети базовых станций, обеспечивающих гарантированное покрытие отдельного населённого пункта – необходим проект, расчёты и испытания на местности;
- Необходимость аренды места (договоров с собственниками, управляющими организациями) высоких зданий для размещения базовой станции, антенны, подвода питания – это усложняет логистику по сравнению с установкой УСПД, требующей небольшого пространства во вводном устройстве или отдельного запирающегося ящика на стене;
- Невысокая скорость передачи (однако, это ограничение некритично для систем учёта, где опрос счётчиков должен происходить либо раз в сутки для точек учёта свыше 150 кВт, либо раз в неделю для всех остальных: населения и юрлиц менее 150 кВт, составляющих до 80-90% всех точек);
- При прохождении через стену, перекрытие сигнал ослабляется, возможно появление какой-то доли приборов с неустойчивой связью (потребуется выносить антенну прибора в более «ловимое» место);
- В маленьких населённых пунктах, коих тысячи в каждой области Европейской России (от одной до 10 точек учёта в каждом) это решение будет непомерно дорого в расчёте на точку учёта;
- Наконец, одним из законодательных ограничений является требование ПП 890: количество счётчиков с функцией ограничения, контролируемых такой станцией, не должно превышать 750. То есть, вместо того, чтобы распределить стоимость такой станции на тысячи или даже десятки тысяч устройств в зоне досягаемости, мы должны прописать в неё не более 750 счётчиков прямого включения).
Зачем такое ограничение?
Это ограничение введено для минимизации риска того, что нарушитель, завладев доступом к такому устройству, одновременно сможет обесточить большое количество потребителей…
(4) Приборы учёта со встроенным GPRS-модемом
По принадлежности (собственности)
- Сетевым компаниям – это все точки учёта, кроме тех, что участвуют в оптовом рынке, а также кроме многоквартирных домов. В регионе может быть несколько сетевых организаций: одна крупная, входящая в ПАО «Россети», и несколько небольших, принадлежащих разным собственникам и муниципалитетам. Они должны наладить безвозмездный обмен данными в той части, которая касается приборов учёта на границе их сетей и потребителей, которые присоединены к сетям нескольких собственников;
- Гарантирующим поставщикам (это энергосбытовая компания, которая продаёт энергию и выставляет счета потребителям своего региона). Это системы, охватывающие учёт на вводах в многоквартирные дома и счётчики внутри дома, в том числе предпринимателей на первых этажах, в подвалах, нежилых помещениях, если они присоединены к внутридомовой сети. Если такое помещение питается отдельным вводом, то его счётчик относится к ИСУ, принадлежащей сетевой компании – так определил законодатель. При этом гарантирующие поставщики и сетевые организации безвозмездно обмениваются данными своих ИСУ – для того, чтобы потребитель не искал, у кого же в личном кабинете или мобильном приложении данные его приборов;
- Застройщикам – те интеллектуальные приборы учёта, которые будут установлены застройщиками в домах, остаются в их собственности, законодатель говорит лишь о передаче их в эксплуатацию гарантирующим поставщикам.
- Существуют также системы АИСКУЭ, не являющиеся интеллектуальными (то есть не подходящие под минимальные требования ПП 890), которые принадлежат разным собственникам – управляющим организациям в многоквартирных домах и в офисных зданиях, дачным и садоводческим объединениям, промышленным предприятиям, участникам оптового рынка электроэнергии.
требования к безопасности единая кодировка всех точек учёта
Кому выгодно внедрение АСКУЭ
Стоимость электроэнергии по-разному рассчитывается для разных категорий потребителей: бизнеса, предприятий и населений. Но для всех АСКУЭ полезна тем, что снижает затраты на электричество. Мы выполняем монтаж систем АСКУЭ на промышленных предприятиях, в многоквартирных домах и даже садоводческих товариществах, в сбытовых и управляющих компаниях. Во всех случаях внедрение такой системы окупается в дальнейшем, чем и объясняется повсеместный переход на автоматический учет электроэнергии.
Создание АСКУЭ выгодно разным категориям пользователей:
- Представителям бизнеса. Посредством такой системы можно напрямую влиять на величину затрат на оплату энергопотребления.
- Крупным потребителям, планирующим выход на ОРЭМ, без АСКУЭ не обойтись, поскольку она позволяет экономить на услугах посредников за счет перехода на систему прямых расчетов с поставщиком.
- Управляющим компаниям, ресурсоснабжающим организациям и населению. Организациям ЖКХ АСКУЭ помогает упростить работу с потребителями, а последним становится проще производить оплату услуг. Кроме того, АСКУЭ сводит к минимуму безучетное потребление электричества.
Электронные счетчики для АСКУЭ
Важными комплектующими элементами системы являются счетчики АСКУЭ и каналы связи. В отличие от индукционных приборов учета расходов электричества чувствительные электронные счетчики не имеют вращающихся деталей. Устройства обеспечивают широкий интервал входного напряжения, помогают организовать расширенную тарифную систему учета, сохраняют предыдущие показания в архиве, обладают режимом ретроспективы отдельно взятого периода.
Электронные приборы новой модели идеально вписываются в конфигурацию АСКУЭ. Разнообразие функций счетчика расхода электрического тока заключается в ПО встроенного микроконтроллера. В конструкцию устройства входит:
-
корпус;
- колодка для клемм;
- трансформатор;
- печатная плата;
- ЖК-дисплей;
- источник питания схемы;
- часы;
- телеметрический выход;
- супервизор;
- оптический порт;
- органы управления.
https://youtube.com/watch?v=thsr4be0T0s
Система учета расхода электричества представляет собой структуру из трех уровней. В первом уровне smart ims матрица содержит приборы учета NP545 и NP 524 электрической энергии, осуществляет передачу ресурса потребителю. Второй уровень матрицы состоит из коммуникационного оборудования, третий, главный уровень, выполняет обработку информации, поступающей со счетчиков np 515 и np 523.
Для обеспечения стабильного функционирования АСКУЭ используется электросчетчик np 545 или np 542, предназначенный для организации взаимодействия с трехфазным абонентом и дистанционного управления потоком электрической энергией. Электронные приборы передаются на «сумматоры», создают систему связи с центром обработки информации с помощью специального программного обеспечения.
Монтаж и подключение
Предварительно перед монтажом и подсоединением АСКУЭ необходимо спроектировать настоящую конструкцию. В этом случае берутся в расчет такие факторы как финансирование проекта, а также масштаб производства организации. В соответствии с проведенной калькуляцией, необходимо выбрать соответствующие модели счетчиков, а также дополнительное оборудование, которое будет отвечать необходимым требованиям.
Второй этап – установка. При этом устанавливаются все необходимые элементы, обеспечивающие работоспособность системы. Кроме этого производится электромонтаж кабельных электролиний, а также подключение всей аппаратуры.
На последнем этапе производится настройка всей системы. Этот этап также как создание проекта и монтирование имеет большую значимость. При этом нужно выставить четкие и нужные параметры для работы. Кроме этого необходимо иметь надежную и устойчивую линию передачи результатов. От этих обстоятельств зависит дальнейшая эффективность работы.
Определение видов АСКУЭ и АСУЭ
Сейчас применяются следующие системы коммерческого учёта:
- употребление на линиях энергообслуживания бытовых потребительских организаций (комплекс АИИС КУЭ — автоматизированная информационно-измерительная структура);
- применение в жилищном фонде;
- использование для частников: дач, садов, прочих потребителей;
- комплексы коммерческого контроля до пятидесяти абонентов;
- схемы, позволяющие учитывать данные до одной тысячи клиентов.
С юридической стороны она несколько отличается от первоначальной разработки. Система КУЭ создавалась в основном для оптовых рынков мощностей и электроэнергии. Рассматриваемая система заточена первоочерёдно на розницу.
https://youtube.com/watch?v=xnp-UBpU-CU
Функции системы автоматизированного КУЭ
Схем для структурного контроля расхода энергии большое количество. Например, она может обрабатывать данные компаний, передающих электроэнергию в автоматическом режиме. Также неоспоримым достоинством будет доступность контроля тепловой и электрической энергии у разных хозяйствующих субъектов, начиная с отдельного дома и заканчивая промышленным объектом.
Основными направлениями учёта являются:
- Непрерывный контроль расхода электроэнергии.
- Регистрация применения энергии по разнообразным тарифным ставкам.
- Передача числовых данных по диспетчерским заявкам.
- Корректировка сезонных временных переходов.
- Создание и сохранность данных в центральном массиве.
- Автоматизация информации о затратах электричества на пиковых интервалах, то есть через тридцать минут.
https://youtube.com/watch?v=oZC5L725x_I
Составные части системы учёта
Комплекс АСКУЭ построен на следующих элементах:
Программируемые средства и приборы, ведущие энергетический и мощностный учёт.
Первичной составляющей будет цифровой элемент, учитывающий, собирающий и передающий информацию. Здесь задействованы устройства на базе электронных микрочипов секции учёта. Главное их достоинство — умение разделять активную и реактивную энергии и разнонаправленные мощности. Такие приспособления запоминают пиковую нагрузку по часам максимума и сохраняют эти сведения. Отдельные модули могут замерять также напряжение в сети, посадки, частотные характеристики.
Собранная информация транспортируется по каналам связи. Если они не работают, то данные сохраняются на некоторый временной интервал в запоминающем устройстве.
https://youtube.com/watch?v=9xkM4M2VM00
Коммуникационное оборудование.
Коммуникационные возможности — это специальные отдельные линии телефонной связи с необходимым телекоммуникационным оборудованием: всевозможные модемные приставки.
Компьютерная техника со специально установленными программами.
Третьим элементом АИСКУЭ стали компьютерные комплексы и программы, собирающие и передающие данные. Они работают как с отдельным потребителем, так и по нескольким одновременно. Используются разнообразные типы подключений при транспортировке информации:
https://youtube.com/watch?v=-rZWnOv4K54
- RS-485, являющийся кабелем с различными модулями, число которых может достигать тридцати двух. Данные передаются быстро, но используется он лишь на небольших потребителях.
- PLC, передающий информационные массивы с помощью проводов электроприбора.
- Мобильный, использующий беспроводные модемы.
Непосредственно сами приложения с базами данных.
Ну и, наконец, программы для обмена информацией с остальными участниками системы является четвёртой составляющей АСКУЭ.
https://youtube.com/watch?v=FoW5zJBWGBg
Преимущества и недостатки по сравнению с традиционным учётом
Без средств автоматизации эффективный учёт электрической энергии становится невозможным.
«Армия» счётчиков, с которой нужно снять показания, или получение такого же количества звонков от абонентов – это сложно. Затем нужно занести бесконечный поток цифр в компьютер, обработать их, распечатать квитанции и снова разослать. И при этом не ошибиться.
Для чего выполнять такой гигантский объём работы малоэффективными методами, когда существуют АСКУЭ? Конечно, незачем. Пользователями автоматизированной системы учёта уже стали:
- Многоквартирные дома.
- Коттеджные поселки (там устанавливают счетчики АСКУЭ с пультом на столбе).
- Населённые пункты сельской местности.
- Садоводческие товарищества.
- Гаражные кооперативы.
- Сельскохозяйственные сообщества.
- Промышленные предприятия.
- Организации коммунального профиля.
- Строительные фирмы.
А в условиях сурового климата, больших расстояний, труднодоступности отдельных объектов учёта, система просто безальтернативна.
АСКУЭ обладает множеством достоинств:
- Постоянный сбор информации от приборов учёта с накоплением и обработкой на сервере, отображаемой на экране монитора.
- Точный учёт потребляемой электроэнергии.
- Автоматический контроль уровня энергопотребления в соответствии с заданными параметрами, с возможностью удалённого воздействия.
- Длительное сохранение накопленной информации в удобном формате.
- Возможность оперативной диагностики данных.
- Быстрое получение сведений о расходовании электроэнергии за любой период времени.
- Удобство анализа структуры энергопотребления с целью её последующей оптимизации.
- Выявление хищения из-за безучётного потребления, несанкционированного доступа, паразитного подключения, обмана приборов учёта с помощью технических средств. Обмануть счетчик АСКУЭ практически невозможно. Находятся умельцы, которые перепрошивают такие счетчики, но новая система обнаружит обман с помощью специальных алгоритмов.
- Мгновенная фиксация отклонения параметров питающей сети, что позволяет оперативно выявлять аварийные ситуации.
- Прогнозирование уровня потребления на необходимую перспективу.
К недостаткам автоматизированной системы учёта относятся:
- Высокая стоимость, компенсируемая быстрой окупаемостью.
- Риски механических повреждений участков сети.
- Нестабильность сигнала в случае сильных электромагнитных воздействий или возникновения условий экранирования приборов учёта.
- Информационная уязвимость передаваемых данных.
Несмотря на недостатки, система достаточно удобна, что подтверждает опыт её эксплуатации. А выявленные недостатки могут быть устранены на стадии проектирования конкретной АСКУЭ.
Установка АСКУЭ
При установке системы контроля должны быть соблюдены любые особенности подключаемого объекта. Более того, список оборудования зависит от потребляемой мощности самого объекта и характера, как и объёмов его деятельности.
Монтировать АСКУЭ следует, соблюдая строгую последовательность действий:
Важно наличие прокладки подземных и воздушных линий электропередачи. Длинным линиям требуется защита от статического электричества.
После этого необходимо установить основные модули АСКУЭ. Это контроллеры, датчики, адаптеры, маршрутизаторы и т
д.
После завершения этого этапа нужно подключить электричество и выполнить пуско-накладочные работы.
Затем можно приступать к эксплуатации системы.
Это контроллеры, датчики, адаптеры, маршрутизаторы и т. д.
После завершения этого этапа нужно подключить электричество и выполнить пуско-накладочные работы.
Затем можно приступать к эксплуатации системы.
Также, устанавливая систему автоматического контроля и учёта, важно учитывать не только лишь нюансы и особенности объекта, а также рекомендации и пожелания заказчика. Благодаря этому можно будет добавить в комплект системы все нужные составляющие и правильно отрегулировать ее опции и параметры
Монтаж АСКУЭ
Проектирование – самый первый этап внедрения системы, от его проведения зависят дальнейшие успешные установка и подключение АСКУЭ. В процессе проектирования учитываются такие особенности объекта, как ресурсы, учет которых будет вестись, а также объемы производства предприятия. На основании расчетов количество и вид применяемого оборудования при установке системы может меняться и есть время для подбора нужных приборов, которые будут соответствовать требованиям.
Установка – следует за проведением расчетных и проектировочных работ. Этот этап включает в себя:
- Монтаж необходимого оборудования – приборы учета, модемы, серверы, компьютеры.
- Прокладка и монтаж кабельных линий.
- Подключение оборудования.
- Наладка оборудования.
Работы по установке и подключению АСКУЭ выполняют подрядные организации. Они могут выполнить такие мероприятия:
- изучение объекта, выбор оборудования и составление проектной документации;
- согласование в органах Энергосбыта, проведение монтажных и пусконаладочных работ;
- настройка компьютерного обеспечения, проведение консультаций, гарантийное обслуживание оборудования.
При возникновении проблем, неполадок и сбоев в работе системы можно обращаться к любому подрядчику, который специализируется на построении данных систем.
Монтаж системы АСКУЭ ведется согласно четким требованиям и пожеланиям заказчика, учитывая также конкретные данные объекта. Огромное значение имеет не только этап проектирования и установки, но и настройка системы
Поэтому чрезвычайно важно выставить правильные параметры работы, а также надежно подключиться по каналу связи, который выбран заказчиком услуги. Именно от этих факторов и будет зависеть все последующее функционирование системы. Напоследок рекомендуем просмотреть видео, в котором наглядно показывается, как подключить АСКУЭ:
Напоследок рекомендуем просмотреть видео, в котором наглядно показывается, как подключить АСКУЭ:
Будет интересно прочитать:
- Преимущества и недостатки двухтарифных счетчиков электроэнергии
- Что такое АСТУЭ
- Перепрограммирование электросчетчика в 2017 году
- Причины потерь электроэнергии
https://youtube.com/watch?v=fTH_I_DKpt8
Выбор технологии для построения АСКУЭ
Подводя итоги, можно сказать, что проводные АСКУЭ дешевле в процессе построения сети, однако такие системы будут ненадежны в использовании, и в конечном счете выльются в дорогое обслуживание.
Системы на базе GSM/GPRS, а также технологии «умных домов», подходят для решения ряда задач на частном уровне, но не применимы в масштабных проектах по диспетчеризации ресурсов на производстве, в коттеджных поселках или многоквартирных домах. Большое количество промежуточного оборудования, необходимое для стабильной работы таких систем, снижает надежность АСКУЭ и увеличивает расходы на установку и обслуживание.
Современные беспроводные технологии, такие как протокол радиосвязи LPWAN, позволяют за разумный бюджет добиться высоких результатов в отношении устойчивости передачи данных и надежности использования системы АСКУЭ в целом.
Используя высокотехнологичные системы учета электроэнергии, управляющие компании и собственники недвижимости могут существенно сократить затраты на энергоресурсы и эксплуатацию.
Смотрите систему автоматизированного сбора показаний «СТРИЖ»
В продолжение статьи:
Что же такое АСКУЭ и АИИС КУЭ?
Автоматизированные Системы Контроля и Учета Электроэнергии (АСКУЭ) или Автоматизированные Информационно-Измерительные Системы Контроля и Учета Электроэнергии (АИИС КУЭ) — это системы, предназначенные для дистанционного снятия показаний с первичных средств измерения – счетчиков электрической энергии. Отличие АИИС КУЭ и АСКУЭ состоит в том, что АИИС КУЭ – это автоматизированная измерительная система является средством измерения и должна быть занесена в Госреестр как средство измерения. АСКУЭ – это автоматизированная система дистанционного считывания показаний с измерительных устройств – счетчиков электроэнергии, и используется как технологическая система для контроля за потреблением, и заносить ее в Госреестр как средство измерения не обязательно. АИИС КУЭ также используется для коммерческих расчетов между поставщиком электроэнергии и потребителем, что накладывает на нее дополнительные требования – согласованные формы отчетов, также ряд других требований, которые в АСКУЭ не обязательны.
По составу АСКУЭ и АИИС КУЭ, как правило, идентичны за исключением дополнительных требований к ПО «верхнего уровня».
Системы состоят из трех основных элементов:
- первичные средства измерения,
- среда передачи данных,
- программное обеспечение для обработки, хранения и отображения данных, также формирование различных отчетов.
К первичным средствам измерения относятся:
- счетчики электрической энергии,
- трансформаторы тока и напряжения,
- контроллеры или устройства, осуществляющие синхронизацию всех устройств по времени, а также источники единого времени.
К среде передачи данных относятся:
- различные преобразователи интерфейсов,
- различные модемы,
- сама среда передачи – витая пара, телефонные линии, радиоканалы, силовые линии (PLC).
Технология передачи данных по силовым сетям PLC I, разработанная специалистами Инкотекс предназначена в основном для сбора данных показаний со счетчиков электрической энергии бытового сектора, т.е. автоматизированный сбор данных о потребленной электроэнергии от бытового потребителя. Такое функциональное ограничение обусловлено тем, что система должна иметь минимальную стоимость и простоту наладки и эксплуатации. В результате этого система относительно дешевая как по используемому оборудованию, так и в эксплуатации, поэтому имеет быструю окупаемость.
Технология передачи данных по силовым сетям PLC II, разработанная специалистами Инкотекс предназначена как для бытового сектора, так и для маломоторного сектора промышленности. Система более дорогая, но имеет большую функциональную нагрузку. Система сбора данных по силовой линии PLC II позволяет не только собирать данные о потребленной электроэнергии, но и получать практически все данные, которые имеются в многофункциональном счетчике.
Программное обеспечение «верхнего уровня» также состоит из нескольких основных блоков:
- база данных, где происходит накопление полученных результатов,
- блок обработки данных, где происходит формирование запросов, обработка полученных данных и передача их в базу данных,
- пользовательский интерфейс с блоком отображения полученных данных,
- генератор отчетов или блок формирования отчетных форм.
Целесообразность внедрения автоматизированной системы (АС) заключается в ее окупаемости, но иногда окупаемость не всегда является целью, важнее получать оперативную и достоверную информацию об электропотреблении или качестве питающей сети. В любом случае внедрения АС определяет сам потребитель и сам определяет, какую цель преследует внедрение АС.
Одной из целей использования автоматизированных системы дистанционного сбора данных является – исключить работу «счетчиков» — сотрудников энергослужб, которые списывают показания со средств измерения — счетчиков электроэнергии.
