Обнаружение и борьба с хищениями электроэнергии

height="18" align="ABSMIDDLE" /> - время максимума потерь;

- время использования максимума нагрузки;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузок по фазам

Коэффициент определяется по формуле:

(13)

где - измеренные токовые нагрузки фаз;

- отношение сопротивлений нулевого и фазного проводов, для данной сети =1.

Отношение найдем из таблицы 9.

Таблица 9. Соотношение величин и

, ч	2000	3000	4000	5000	6000
	0,46	0,52	0,6	0,72	0,77

Для =4700 ч =0,684

С учетом числовых значений:

Следовательно средние потери мощности в сети составят 2 % от мощности поступившей в сеть. Будем считать, что все потери приходятся на головной участок линии. Это достаточно справедливо потому, что этому участку соответствует максимальная токовая нагрузка.

Расчетная схема приведена на рисунке 6. Данные по нагрузкам в узлах соответствующие количеству потребителей, подключенных к каждому узлу приведены в таблице 10.

Таблица 10. Узловые нагрузки

Узловая нагрузка	Р1	Р2	Р3	Р4	Р5	Р6	Р7	Р8	Р9	Р10	Р11	Р12	Р13
Величина, кВт	4,8	1,6	6,4	4,8	3,2	1,6	3,2	3,2	1,6	3,2	3,2	4,8	1,6
Узловая нагрузка	Р14	Р15	Р16	Р17	Р18	Р19	Р20	Р21	Р22	Р23	Р24	Р25	Р26
Величина, кВт	6,4	6,4	6,4	4,8	6,4	4,8	1,6	3,2	3,2	4,8	4,8	4,8	1,6

Запишем уравнения по первому закону Кирхгофа по формуле (8) для средних мощностей согласно рисунку 6.

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

В результате решения системы уравнений (14) - (38) получим значения перетоков мощности между узлами. Результаты расчетов сведены в таблицу 11.

Таблица 11. Результаты расчетов

Перетоки мощности	Р0-1	Р1-2	Р2-3	Р3-4	Р4-5	Р5-6	Р6-7	Р7-8	Р8-9	Р2-10	Р10-11	Р11-12	Р12-13
Величина, кВт	102,4	97,6	24,0	17,6	12,8	9,6	8,0	4,8	1,6	72,0	68,8	65,8	38,4
Перетоки мощности	Р13-14	Р14-15	Р15-16	Р16-17	Р17-18	Р18-19	Р29-20	Р22-21	Р21-22	Р22-23	Р23-24	Р24-25	Р25-26
Величина, кВт	36,8	30,4	24,0	17,6	12,8	6,4	1,6	22,4	19,2	16,0	11,2	6,4	1,6

Найдем среднюю нагрузку трансформаторной подстанции с учетом потерь в головном участке линии в размере 2,0 % от суммарной нагрузки

кВт (39)

Максимальную нагрузку трансформаторной подстанции найдем по формуле (40)

(40)

где 8760 - число часов в году

кВт

Определим максимальную нагрузку трансформаторной подстанции по данным контрольного замера приведенным в таблице 8.

(41)

где - линейное напряжение сети;

- коэффициент мощности

кВт

Как видно расчетное значение нагрузки отличается от измеренного незначительно. Это скорее всего вызвано некоторыми допущениями при расчете. На основе проведенного анализа можно сделать вывод об отсутствии хищений электроэнергии в рассматриваемой сети.

Приведенный анализ позволяет обнаружить участки сети, в которых происходят хищения электроэнергии. Более точное определение мест хищения электроэнергии можно производить путем применения токовых клещей, по методу изложенному ниже.

1.3.7. Контроль показаний счетчиков электроэнергии при помощи токовых клещей

Одним из наиболее удачных применений безконтактных методов измерения стала разработка амперметров, использующих для измерений протекающего тока трансформатор с разъемным магнитопроводом. Это позволяет подключить измерительный прибор к цепи без

разрыва последней. Такой метод чрезвычайно удобен при оперативном изменении переменных токов достаточно большой величины. Преимущества данного метода измерения очевидны также при проведении большого числа измерений, при этом время одного измерения не превышает нескольких секунд. Работать с этими приборами чрезвычайно просто. Для проведения измерения достаточно с помощью специальной клавиши разжать захват разъемного магнитопровода, обхватить проводник, по которому протекает ток, и после смыкания захвата вокруг проводника считать показания со шкалы прибора. Поэтому, неудивительно, что в последнее время различными производителями было разработано большое количество таких приборов, получивших название «токовые клещи» или «клапметры». Данным методом возможны измерения не только протекающего тока, но и частоты, активной и реактивной мощности, угла сдвига фазы и даже наблюдение формы сигнала. Огромное количество производимых сейчас моделей клапметров охватывает весь диапазон измеряемых параметров.

Рассматривая данный класс измерительных приборов, их можно разделить на несколько групп, характеризующихся различными функциональными возможностями, областью применения, стоимостью, степенью универсальности и конструктивным исполнением.

Группа наиболее простых клапметров самая многочисленная. Эти приборы измеряют значения переменного тока, кроме того при помощи обычных щупов способны измерять постоянное и переменное напряжение и сопротивления. Верхняя граница измеряемого тока составляет обычно 300-600 А, разрешающая способность 0,1 - 1 А. Эти приборы достаточно просты, надежны, дешевы и безопасны. Погрешность измерения тока не превышает 2,5 %. Характерные представители этой группы приборов ЕСТ - 650; СМ - 87; DM - 6007; СТ - 3101С; СНY - 901/932.

Более дорогие клапметры обладают возможностью измерять постоянный ток, более точны обладают набором дополнительных функций. Наибольший интерес из этой группы представляет клапметр модели Prova 6600 способный измерять постоянный и переменный ток, частоту, отношение величин в процентах, а кроме того активную (до 200 кВт) и реактивной (до 200 КвА) мощностей и (от 0,3 до 1). Широкие возможности этого прибора позволяют применять его для различных целей. Однако, этот прибор достаточно дорог.

Все вышеперечисленные достоинства клапметров позволяют использовать их как средство обнаружения хищений электроэнергии. Изложенная ниже методика позволяет использовать токовые клещи для контроля правильности показаний счетчиков электроэнергии.

В приложении ДП 45.100.100.12 Контроль показаний счетчиков электроэнергии при помощи токовых клещей показан общий подход к проблеме контроля показаний счетчиков электроэнергии при помощи токовых клещей. В период суточного максимума нагрузки при помощи клапметра замеряется ток или мощность в зависимости от возможностей клапметра проходящие через идущую к потребителю отпайку линии электропередач. Если замерен ток, зная напряжение сети и легко можно получить значение мощности по формуле (42) для однофазной сети:

(42)

где - линейное напряжение сети;

- коэффициент мощности;

I - измеренное значение тока.

Полученное таким образом значение потребляемой мощности в период суточного

максимума - максимальная нагрузка. Зная число часов использования максимума нагрузки (для бытовых потребителей принимается равным 4700 ч) можно определить значение средней потребляемой мощности для данного потребителя по формуле (43)

(43)

где - максимальная нагрузка потребителя;

- число часов использования максимума нагрузки;

8760 - число часов в году.

Формула (43) получена из анализа суточного графика нагрузки и графика годового энергопотребления.

Определив среднюю потребляемую мощность для данного потребителя легко расчитать количество электроэнергии, потребленное им за расчетный период , по формуле (44)

(44)

где t - расчетный период.

Затем сравнивается рассчитанное по формуле (44) значение количества электроэнергии потребленного за расчетный период с показаниями счетчика электроэнергии установленного у потребителя. Если наблюдается значительное расхождение (на 30 - 50 % и более) между показаниями счетчика и полученным путем измерения и расчета количеством потребленной электроэнергии следует уделить особое внимание осмотру прибора учета и электропроводки у потребителя. Возможна поломка счетчика, изменение схемы его подключения с целью снижения показаний, оборудование скрытой проводки и другие причины возникновения расхождений.

Предложенный метод конечно не является очень точным. Он будет давать наименьшие погрешности зимой, когда нагрузка максимальна. Именно на этот период приходится

подавляющее большинство хищений электроэнергии и они приобретают значительный объем. Мной изложен лишь общий подход к решению данной проблемы. Метод требует доработки на основе статистических данных.

1.4. Обзор существующих способов хищения электроэнергии

Подавляющее большинство хищений электроэнергии приходится на бытовых потребителей. В быту для учета электроэнергии применяются однофазные счетчики типа СО. Данный счетчик имеет четыре клеммы. Между первой и второй клеммами включена токовая обмотка, имеющая малое сопротивление и состоящая из нескольких витков медного провода. Третья и четвертая клеммы замкнуты между собой. Между первой клеммой и третьей и четвертой клеммами включена обмотка напряжения. Обмотки питают магнитопроводы, поле которых приводит во вращение диск измерительного механизма. Учет потребляемой энергии происходит путем перемножения мгновенных значений тока и напряжения действующих в обмотках. При этом важно также мгновенное направление магнитных потоков в обмотках.

Самым простым способом уменьшения показаний счетчика является механическое торможение диска измерительного механизма. Для этого как правило отдавливают стекло в окошке корпуса счетчика и просовывают туда кусок прозрачной пленки. Касаясь диска измерительного механизма пленка тормозит его вращение.

При другом способе механического торможения диска измерительного механизма в корпусе счетчика сверлят отверстие и вставляют туда проволоку. При этом проволока касаясь диска тоже тормозит его вращение. Данные способы хищений электроэнергии встречаются достаточно часто благодаря своей простоте. При этом факт хищения легко обнаруживается при визуальном осмотре счетчика электроэнергии.

Еще более распространены способы хищений электроэнергии связанных с изменением схемы подключения электросчетчика. Этому способу хищения способствует то, что часто

клеммная коробка счетчика не опечатана совсем, а если и опечатана то пломба легко снимается и восстанавливается вновь. Основные способы хищений электроэнергии показаны на соответствующих чертежах.

Наиболее часто встречаются случаи хищения электроэнергии либо путем остановки длина измерительного механизма, либо путем изменения направления его вращения. Для остановки диска измерительного механизма как правило обесточивают цепь токовой обмотки. Этого можно добиться ее шуктированием. При этом часто используются различные приспособления позволяющие шуктировать токовую цепь лишь в определенное время, например при использовании наиболее мощного электроприемника. Иногда для обесточивания цепи токовой обмотки на нее подключают «ноль» вместо «фазы» и используют заземление нулевого провода. Еще один способ - нарушение контакта в цепи напряжения.

Для изменения направления вращения диска измерительного механизма сущетсвуют несколько способов. Самый простой из них это поменять местами провода первой и второй клемм. Но такое переключение легко обнаруживается. Более сложный способ изменения направления вращения диска измерительного механизма - подача в цепь токовой обмотки тока большего чем потребляемый всеми нагрузками и противоположного ему по направлению. Для этого часто используют автотрансформатор. Как правило это автотрансформаторы мощностью 150-200 Вт с напряжением на вторичной обмотке от 3 В до 15 В, регулируемым ступенчато или плавно. Регулировкой выходного напряжения автотрансформатора можно добиться тока в цепи, большего потребляемого квартирой. Это заставит счетчик изменить направление вращения диска измерительного механизма. Кроме того использование автотрансформатора позволяет добиться тока в цепи либо равного либо немного меньшего тока нагрузки. При этом диск измерительного механизма либо останавливается, либо вращается очень медленно. Подобное устройство может быть сделано очень компактным и встроено в мощные

электроприемники, что очень затрудняет его обнаружение.

Кроме вышеизложенного способа изменения направления вращения диска измерительного механизма существует и другой способ с использованием трансформатора тока.

Способы хищений электроэнергии, связанные с изменением направления вращения диска измерительного механизма, особенно с использованием автотрансформатора и трансформатора тока позволяют значительно снижать показания счетчика электроэнергии. Для этого диск измерительного механизма заставляют вращаться в обратную сторону в ночное время при этом показания счетчика значительно уменьшают. В дневное время, когда возможно посещение контролера энергосбыта диск измерительного механизма вращается в нужную сторону и такое хищение сложно обнаружить.

Иногда в цепь токовой обмотки включается измерительный трансформатор ток. При этом ток в данной цепи уменьшается в соответствии с коэффициентом трансформации используемого трансформатора тока, соответственно с этим уменьшается величина потребленной электроэнергии, фиксируемая счетчиком. В поселках и сельской местности для хищения электроэнергии распространено подключение мощных электроприемников минуя расчетный счетчик. Этому способствует конструктивное исполнение линий электропередач напряжением 0,4 кВ. Применение в их конструкции неизолированных проводов и использование нулевого провода меньшей толщины чем фазные провода позволяет легко производить несанкционированные присоединения.

Среди промышленных потребителей случаи хищений электроэнергии встречаются достаточно редко. Этому во многом способствует то, что учет электроэнергии у них налажен лучше чем у бытовых потребителей. Как правило промышленные потребители используют изменение коэффициентов трансформации измерительных трансформаторов тока и

напряжения для хищений электроэнергии.

На основе приведенного обзора способов хищений электроэнергии можно сделать вывод, о том что для обнаружения некоторых способов хищения электроэнергии требуется дополнительное оборудование.

1.5. Разработка технических мероприятий по обнаружению и борьбе с хищениями электроэнергии

1.5.1. Обзор технических мероприятий по обнаружению и борьбе с хищениями электроэнергии

На основании проведенного анализа способов хищения электроэнергии можно предложить разработку технических мероприятий по борьбе с ними. Существующие приборы учета позволяют осуществлять снижение их показаний весьма простыми способами. При этом установить факт несанкционированного доступа к расчетному счетчику не так просто, что затрудняет обнаружение изменения схемы его подключения с целью снижения его показаний. Устройства позволяющие изменять направление вращения диска измерительного механизма счетчика могут быть весьма компактны и соединены с электрической сетью при помощи скрытой проводки. Конструкция ВЛ 0,4 кВ позволяет легко к ним подключать мощные электроприемники минуя расчетный счетчик.

Все вышеизложенное позволяет предложить следующие технические мероприятия по борьбе с хищениями электроэнергии:

1) конструктивные изменения расчетных счетчиков электроэнергии;

2) разработка прибора позволяющего обнаружить скрытую электропроводку;

3) изменение конструкции воздушных линий электропередач напряжением 0,4 кВ.

1.5.2. Конструктивные изменения расчетных счетчиков электроэнергии

Для того чтобы расчетные счетчики электроэнергии были надежным барьером на пути расхитителей электроэнергии предлагаю внести в их конструкцию ряд изменений. Корпус счетчика должен быть как можно более прочным. Все конструктивные элементы корпуса счетчика должны плотно прилегать друг к другу и не допускать несанкционированного доступа к клеммной коробке и измерительному механизму. Конструкция счетчика должна быть такой чтобы в случае попыток вскрытия корпуса счетчика эти попытки были заметны при его визуальном осмотре. В общем конструктивно идеальный счетчик электроэнергии для бытовых потребителей должен представлять собой прочную коробку все соединения в которой расположены внутри и недоступны для расхитителей электроэнергии. Кроме того измерительный механизм счетчика должен продолжать увеличивать показания потребления электроэнергии даже при обратном вращении его диска. Разработки подобных электросчетчиков уже ведутся.

Однако, замена всего существующего парка счетчиков в ближайшее время нереальна в следствии огромного числа счетчиков и неблагоприятной экономической ситуации. Поэтому можно предложить некоторые технические мероприятия по борьбе с хищениями электроэнергии с использованием существующих счетчиков. Для этого необходимо прежде всего надежно пломбировать как корпус счетчика так и его клеммную коробку. При этом нужно использовать одноразовые пломбы, которые после снятия уже невозможно восстановить. Это позволит легко обнаруживать все случаи несанкционированного доступа к электросчетчикам. Кроме того необходимо надежно закрывать и пломбировать весь отсек электрощита где установлены счетчики (если счетчики расположены на лестничной клетке). Закрытый и запломбированный отсек электрощита с счетчиками электроэнергии послужит дополнительной защитой от попыток краж электроэнергии. Описанные мероприятия не

потребуют значительных материальных затрат но станут неплохой защитой от хищений электроэнергии.

1.5.3. Разработка прибора позволяющего обнаружить скрытую электропроводку

В настоящее время существует ряд приборов позволяющих обнаруживать скрытую электропроводку. Мной были исследованы возможности прибора фирмы Progressive electronics, принципиальная схема которого приведена в приложении ДП 45.100.100.ЭЗ. Данный прибор реагирует на электрическое поле. Принцип действия данного прибора следующий. Для обнаружения электрического поля служит антенна WA. С антенны сигнал подается на затвор полевого транзистора VT1, реагирующего даже на очень слабые сигналы. Полевой транзистор открывается и переменное напряжение по дается на инвертирующий вход операционного снимателя DA, для подачи питания на который используется транзистор VT2. Усиленный сигнал поступает на громкоговоритель ВА. Таким образом при обнаружении электрического поля прибор издает характерное гудение. По мере приближения к источнику электрического поля сигнал поступающий на затвор полевого транзистора усиливается, он открывается еще сильнее, соответственно усиливается сигнал на громкоговорителе ВА. Это приводит к тому, что по мере приближения к источнику электрического поля (скрытой электропроводке) гудение издаваемое прибором усиливается. Это несомненное достоинство рассмотренного прибора. Чувствительность прибора можно регулировать посредством реостата R5. Питание прибора осуществляется батарейкой напряжением 9 В.

Недостатком прибора является достаточно большая погрешности составляющая 10 - 15 см в зависимости от материала стен.

Прибор требует доработки. Но даже в существующем виде он способен достаточно эффективно использоваться для обнаружения скрытой проводки.

1.5.4. Изменение конструкции воздушных линий электропередач

напряжением 0,4 кВ

Большинство воздушных линий электропередач напряжением 0,4 кВ выполняются неизолированными проводами. При этом достаточно часто встречаются случаи когда нулевой провод выполняется меньшего сечения, чем фазные. Все это позволяет легко подключиться к данным линиям, чем пользуются расхитители электроэнергии. Как правило, для хищений электроэнергии к ВЛ - 0,4 кВ в ночное время подключают мощные электроприемники (например - пилораму), а днем эти электроприемники отключают. Технические средства для этого, так называемые «удочки» выпускаются и продаются почти открыто. Иногда на столбах ВЛ 0,4 кВ оборудуют скрытое присоединение и используют его для подключения электроотопительных приборов и тому подобного оборудования.

Для того, чтобы избежать подобных случаев линии электропередач напряжением 0,4 кВ желательно выполнять изолированным самонесущим кабелем. Это значительно затруднит несанкционированное подключение к ВЛ 0,4 кВ.

Конструкции линий электропередач выполненных неизолированными проводами и самонесущим кабелем показаны на рисунках 7 и 8.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В дипломной работе были рассмотрены вопросы, связанные с обнаружением и борьбой с хищениями электроэнергии. Отмечена необходимость повышения эффективности борьбы с такими хищениями.

Был проведен анализ существующей организации учета потребления и потерь электроэнергии и сделаны выводы о ее неудовлетворительном состоянии. Особое внимание было уделено учету потерь электроэнергии. Произведен компьютерный расчет величины технических потерь электроэнергии по предприятиям АО «Янтарьэнерго».

Рассмотрены пути устранения недостатков существующей организации учета электроэнергии. Подробно изучены вопросы внедрения АСКУЭ и применения системы предварительной оплаты за электроэнергию.

Указана возможность использования АСКУЭ как эффективного средства для обнаружения мест хищения электроэнергии.

Предложены расчетные методы повышения достоверности показаний счетчиков электроэнергии, позволяющие обнаружить места хищений электроэнергии. Выполнен проверочный расчет сети напряжением 0,4 кВ на предмет возможных хищений электроэнергии.

Изучены основные способы хищений электроэнергии и высказаны соображения по противодействию им.

Произведено исследование возможностей кри

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Инструкция по расчету и анализу технологического расхода электроэнергии на передачу по электрическим сетям энергосистем и энергообъединений. М: Союзтехэнерго, 1987

2. Потребич А.А., Одинцов В.П. Планирование потерь электроэнергии в электрических сетях энергосистем. «Электрические станции» №2-1998

3. Типовая инструкция по учету электроэнергии при ее производстве, передаче и распределении. М: ОРГРЭС, 1995

4. Подзенин А.В. Повышение достоверности показаний счетчиков электроэнергии расчетным способом. «Электричество» №12-1997

5. Головкин П.И. Энергосистема и потребители электрической энергии. - 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Энергоатомиздат, 1984

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

АО - акционерное общество;

АСКУЭ - автоматизированная система контроля и учета электроэнергии;

ВЛ - воздушная линия;

ЛЭП - линия электропередач;

ОЭС- объединенная энергосистема;

ПЭС - предприятие электрических сетей;

РАО - российское акционерное общество;

РЭС - район электрических сетей;

ССПИ - система сбора и передачи информации;

ЭВМ - электронно-вычислительная машина

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка 110 с., рисунков 8, таблиц 10, 5 источников.

УЧЕТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, ХИЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, ПОТРЕБИТЕЛЬ, ЭНЕРГОСИСТЕМА, ПОТЕРИ, ПОГРЕШНОСТЬ, БАЛАНС.

Объектом исследования является организация учета электроэнергии, способы хищений электроэнергии и методы борьбы с ними.

Цель работы - разработка эффективных методов обнаружения и борьбы с хищениями электроэнергии.

В результате исследования выявлены недостатки существующей организации учета электроэнергии и предложены пути их устранения.

Предложены эффективные методы обнаружения и борьбы с хищениями электроэнергии. Исследованы возможности прибора реагирующего на электрическое поле.

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень сокращений......................................................................................................... 7

Введение .............................................................................................................................. 8

1. Обнаружение и борьба с хищениями электроэнергии ................................................ 10

1.1. Анализ существующей организации учета потребления и потерь

электроэнергии ......................................................................................................... 10

1.1.1. Особенности электроэнергетического производства ................................... 10

1.1.2. Структура потребителей электроэнергии ...................................................... 12

1.1.3. Существующая организация учета электроэнергии ..................................... 16

1.1.4. Расчеты с потребителями электроэнергии .................................................... 25

1.1.5. Учет потерь электроэнергии ........................................................................... 28

1.1.6. Недостатки существующей организации учета электроэнергии ................. 43

1.2. Пути устранения недостатков существующей организации учета потребления

и потерь электроэнергии .......................................................................................... 46

1.2.1. Обзор путей устранения недостатков существующей организации учета . 46

1.2.2. Совершенствование приборов учета ............................................................. 47

1.2.2.1. Совершенствование измерительных трансформаторов тока и

напряжения ................................................................................................ 47

1.2.2.2. Применение электронных счетчиков электроэнергии .......................... 48

1.2.2.3. Применение приборов предварительной оплаты за электроэнергию . 49

1.2.3. Создание автоматизированной системы контроля и учета

электроэнергии ................................................................................................ 53

1.2.3.1. Назначение, состав и принципы построения АСКУЭ ....................... 53

1.2.3.2. Преимущества АСКУЭ ......................................................................... 56

1.2.3.3. Возможные способы построения АСКУЭ .......................................... 58

1.2.3.4. Перспективы внедрения АСКУЭ а АО «Янтарьэнерго» ................... 60