Приведенные далее выводы могут быть распространены только на те типы счетчиков, которые были представлены на испытания.
Заключения по сериям испытаний I, II, III даются для условий синусоидальности напряжения на входе экспериментальной установки, удовлетворяющих требованиям ГОСТ 13109-97.
- При синусоидальных токах нагрузки счетчики различных типов обеспечивают примерно равную точность учета электрической энергии, отклонения показаний находятся в пределах класса точности.
- При наличии гармонических искажений кривой тока нагрузки при условии симметрии сигнала по току относительно нуля (иначе, нулевом среднем значении тока за период) счетчики различных типов также работают в заданном классе точности.
- При наличии в составе нагрузки нелинейной составляющей у подвергавшихся испытаниям счетчиков электронной системы наблюдается значительное занижение показаний по сравнению с показаниями цифровых и индукционных счетчиков. Предположительно, такие отклонения связаны с наличием в конструкции участвовавших в испытаниях электронных электросчетчиков встроенных трансформаторов тока, не пропускающих постоянную составляющую тока, что приводит к регистрации неполного объема энергии, проходящей через электросчетчик.
Подвергавшиеся испытаниям счетчики цифровой и индукционной систем при синусоидальном напряжении обеспечивали практически равный учет электрической энергии вне зависимости от характера тока нагрузки с отклонениями в пределах класса точности.
Выводы по результатам серий испытаний IV, V, VI:
- При гармонических искажениях синусоидальности кривой тока, вызванных наличием в составе нагрузки нелинейных электроприемников (например, импульсных блоков питания), в зависимости от мощности нагрузки отклонения показаний электронных счетчиков составили от 2,77% (при мощности нагрузки 1800 В-А) до 3,85% (при мощности нагрузки 3000 В-A); цифровых - от 3,79% (при мощности нагрузки 1800 В-А) до 4,34% (при мощности нагрузки 3000 В А) соответственно относительно показаний счетчиков индукционной системы.
- При гармонических искажениях синусоидальности кривой напряжения и при синусоидальности кривой тока отклонения показаний счетчиков находятся в пределах допустимых погрешностей, определяемых приписанным классам их точности. В таких условиях относительные отклонения показаний составили: 1,46% (доверительные границы 0,10-2,81%) для электронных счетчиков; 1,73% (доверительные границы 0,99-2,46%) для цифровых счетчиков.
- При гармонических искажениях синусоидальности кривых напряжения (К= 20%) и тока в зависимости от коэффициента искажения синусоидальности кривой тока (К1) у подвергавшихся испытаниям счетчиков электронной и цифровой систем наблюдается существенное (до 5%) расхождение показаний по сравнению с показаниями индукционных счетчиков.
Рис. 3. Форма кривой тока в серии испытаний VI:
a-К1= 3%; б-K1= 24,1%; в-К1 = 35,2%; 2-K1= 55,5%
Рис. 4. Серия испытаний VI. Отклонения показаний электронных и цифровых счетчиков при искажениях формы кривой напряжения и тока от показаний индукционных счетчиков: 1 - диапазон отклонений показаний электронных счетчиков; 2 - диапазон отклонений показаний цифровых электросчетчиков
Таким образом, наблюдается устойчивая закономерность различия в показаниях электронных и цифровых счетчиков, с одной стороны, и индукционных, с другой стороны.
Выводы
По результатам проведенных испытаний преждевременно делать выводы о точности измерений количества электрической энергии однофазными счетчиками электрической энергии различных систем измерения в условиях несинусоидальности кривых тока и напряжения. Учитывая реальную электромагнитную обстановку в сетях 0,4 (0,22) кВ, авторский коллектив считает необходимым продолжать сравнительные испытания с использованием эталонных средств измерений количества электрической энергии, основанных на отличных от применяемых в образцовых счетчиках схемах измерений, так как последние по существу такие же, как в серийно выпускаемых счетчиках.
Следует отметить, что в условиях роста коммерческой составляющей потерь электрической энергии в энергоснабжающих организациях России, а этот процесс характерен для стран с переходной экономикой, со значительным объемом хищений электроэнергии и, учитывая электротехническую грамотность населения, массовый переход на статические (электронные) счетчики со встроенными трансформаторами тока в бытовом секторе электропотребления следует считать экономически нецелесообразным из-за их более высокой стоимости, меньшего межповерочного интервала и срока службы.
Учитывая необходимость решения вопросов автоматизации учета в бытовом секторе потребителей, реализации мер по предотвращению хищений электроэнергии, осуществляемых путем воздействия на счетчики и измерительные схемы, будущее, очевидно, за микропроцессорными счетчиками с шунтовой схемой измерения токов. При этом не стоит забывать об индукционных счетчиках, которые явно не изжили себя, что доказывает и опыт развитых стран Западной Европы, продолжающих выпускать и использовать индукционные счетчики.
Список литературы
- Минин Г. П. Измерение электроэнергии. М.: Энергия, 1974.
- Основы метрологии и электрические измерения / Под ред. Душина Е. М. Л.: Энергоатомиздат, 1987.
- Перспективы развития Единой энергетической системы России на период до 2010 г. / Смирнов И. М., Ляшенко В. С., Чемоданов В. И. и др. - Электрические станции, 1999, №9.
- О точности учета электрической энергии в сетях общего назначения. Сравнительные испытания счетчиков однофазных активной энергии / Алексеев А. А., Суворов А. А., Шелюг С. Н. и др. - Вестник Госэнергонадзора, 2001, № 3.
- Атамалян Э. Г. Приборы и методы измерения электрических величин. М.: Высшая школа, 1989.
- Ивашев-Мусатов О. С. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Наука, 1979.
- Справочник по математике для научных работников и инженеров / Корн Г, Корн Т. М.: Наука, 1984.
