Azotirovanie.ru

Инженерные системы и решения
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электронные счетчики предлагают несколько способов борьбы с хищением электроэнергии и защиты от неправильных подключений

Электронные счетчики предлагают несколько способов борьбы с хищением электроэнергии и защиты от неправильных подключений

Кража электрической энергии началась примерно с тех пор, как Томас Эдисон основал в 1878 году Edison Electric Light Company. В 1886 году Daily Yellowstone Journal опубликовал отчет о том, что «большое количество беспринципных лиц производит незаконное подключение к электросети и ворует электроэнергию Эдисон». Представительство компании ответило подключением дополнительных динамо-машин в систему с целью вывести из строя незаконно подключенное оборудование.

Проблема с воровством электроэнергии актуальна и до сих пор. Согласно данным недавнего исследования, глобальные потери от хищения электрической энергии в 2015 году составили примерно 89.3 миллиарда долларов США. При этом первое место заняла Индия (16,2 миллиарда долларов), второе Бразилия (10,5 миллиардов долларов), и на третьем месте Россия (5,1 миллиардов долларов).

Принятие новых умных сетей (Smart Grid) и умных счетчиков, а также внедрение новых технологий позволяет улучшить систему обнаружения хищения электроэнергии.

Общие способы воровства электроэнергии

Существует довольно большое количество способов воровства электрической энергии. Самым простым из них можно назвать подключение к линии электроснабжения до электрического счетчика или же его шунтирование. Более сложные схемы, как правило, направлены на снижения количества измеряемой электросчетчиком энергии путем внесения изменений в схемы его соединения или вмешательство в сам рабочий процесс электросчетчика.

К внешним изменениям можно отнести – замена местами подключения фаза – ноль, полное отсоединение нейтрального провода, обеспечения контура протекания тока через землю, а не через нейтраль, отсоединение одного из фазных проводов от электросчетчика.

Когда речь заходит о вмешательстве в работу самого электросчетчика, то здесь пальму первенства занимает мощный магнит. Это связано с тем, что электроизмерительные приборы для своей работы используют магнитные устройства, и внешние магнитные поля способны оказывать существенное влияние на точность измерения. Размещенный рядом со счетчиком мощный магнит может насытить магнитные сердечники датчиков и тем самым внести существенное негативное влияние на работу счетчика, вплоть до его полной остановки.

«Интеллектуальный» измерительный блок

За последнее десятилетие энергокомпании развернули компанию по замене старых электромеханических счетчиков новыми электронными, или как их называют «умными» счетчиками. Это способствует снижению краж электроэнергии.

«Интеллектуальный» электросчетчик включают в себя микроконтроллер и датчики измерения тока и напряжения, двунаправленные и беспроводные системы связи, функции создания отчетов и определения неисправностей, а также различные методы выявления хищения электроэнергии и предотвращения фальсификации результатов измерения.

На рисунке ниже показан наиболее распространенный метод измерения потребляемой мощности с помощью аналого-цифрового преобразователя АЦП работающего с микропроцессором и датчиков тока и напряжения:

princip-raboty-elektronnogo-schetchika-elektricheskoj-energii

Применение такой схемы сокращает энергопотребление самого счетчика практически к нулю, так как микроконтроллер практически все время пребывает в режиме малого потребления или спящем режиме и просыпается только в случае необходимости выполнения измерений, приема или передачи данных, или же в случае возникновения предупреждений.

Читайте так же:
Трехфазный счетчик тарифы мосэнергосбыт

Меры против несанкционированного доступа

Умный счетчик использует несколько методов для обнаружения и предотвращения несанкционированного доступа. Для предотвращения вмешательства в работу электросчетчика необходимо ограничить к нему доступ. При попытке несанкционированного доступа к корпусу прибора об этом должен извещаться микроконтроллер.

Для предотвращения кражи электричества путем обвода фазного провода мимо счетчика или замены местами проводов фазы и нейтрали, необходимо измерять ток на нейтральном проводе. Если существует разница между входящим и выходящим током – происходит утечка электроэнергии.

Для трехфазных симметричных сетей ток нулевого провода должен быть равен нулю. Слишком большой ток в нулевом проводе может говорить о несанкционированном подключении в какой-то фазе.

Защита от внешних магнитов

Внешние магниты способны оказывать очень негативное влияние на измерительные трансформаторы тока ТТ.

Трансформатор тока является одним из наиболее популярных устройств измерения тока в цепях переменного напряжения. Ниже показан его принцип работы:

Протекая через шину или провод, переменный ток создает магнитный поток в сердечнике трансформатора, который потом индуцирует переменный ток во вторичной обмотке. Если в первичной обмотке будет протекать ток нагрузки, то во вторичной обмотке протекает ток первичной, деленный на N (количество витков вторичной обмотки). Выходной ток трансформатора тока будет потенциально изолирован от напряжений и токов первичной цепи.

Если на прибор будет действовать сильное внешнее магнитное поле, то оно может привести к насыщению сердечника трансформатора тока и ввести ошибки в его работу. Проще говоря – вывести его из строя.

Есть несколько способов борьбы с таким явлением:

  1. Если трансформатор тока является встроенным в счетчик устройством, то необходимо добиться такого его расположения внутри устройства, чтобы ограничить доступ внешних магнитных полей. Если добиться такого расположения не представляется возможным, то необходимо предусмотреть его экранирование от внешних магнитных полей.
  2. Также возможен вариант с заменой трансформатора тока на катушку Роговского. Данная катушка не имеет металлического сердечника, и применение внешних магнитных полей никак не повлияет на точность ее измерения.
  3. Существует вариант с использованием измерительного шунта. В качестве шунта может быть использован резистор малого напряжения. Этот метод обеспечивает довольно точное измерение, однако это прямой метод измерения и нужно выполнять специальные защиты для системы управления.
  4. Помещение рядом с уязвимым элементом датчика магнитного поля. Когда значение магнитного поля превысит допустимое значение (несмотря на его полярность), датчик подаст сигнал в микроконтроллер о том, что магнитное поле превысило допустимое.

Защита источника питания

Силовой трансформатор для питания системы управления счетчика тоже является уязвимым к внешним магнитным полям, как и трансформатор тока. Успешная атака на блок питания может привести к полному отключению электросчетчика.

Если смарт счетчик потребляет мало мощности, то одним из вариантов обеспечения надежности питания является реализация drop-cap топологии, которая не требует наличия трансформатора. drop-cap источник использует емкостное сопротивление конденсатора для уменьшения напряжения.

На рисунке ниже показана схема питания drop-cap источника для трехфазного электронного счетчика:

Читайте так же:
Типы ящиков для электросчетчика

Конструкция использует TPS54060 60В/0,5А понижающий регулятор с интегрированным на стороне высокого напряжения MOSFET транзистором. Использование трех фаз позволяет получить приемлемое значение пульсаций постоянного тока.

Входная цепь каждой фазы состоит из трех компонентов: входного конденсатор (для фазы 1 С39), который понижает напряжение сети благодаря своему емкостному сопротивлению, токоограничивающий резистор R92 и стабилитрон D17, который не пропускает напряжение на положительном цикле и разряжает конденсатор C39 на отрицательном цикле переменного тока. Значения С39 и R92 выбираются на основании требуемого значения выходного напряжения источника питания.

Напряжение трех фаз выпрямляется и заряжает конденсатор С102 и формирует напряжение постоянного тока для DC-DC преобразователя.

Устройство блока питания использующего конденсатор вместо трансформатора дешевле и требует меньших габаритов для размещения в счетчике. Тем не менее, существуют два серьезных ограничения, которые необходимо учитывать:

  1. Конденсатор должен выдерживать амплитудное напряжение переменного тока и величина пропускаемого тока должна быть пропорциональна емкости. Конденсатор должен иметь большое рабочее напряжение и большую емкость, а это довольно дорогостоящая комбинация. Поэтому такой способ питания применяют, как правило, к устройствам с очень низким энергопотреблением.
  2. При отсутствии трансформатора отсутствует потенциальная развязка между силовым напряжением и напряжением питания системы, что не совсем хорошо.

Если токи устройства довольно большие, то без трансформатора обойтись не удастся. Для такого варианта источника питания обязательно наличие экранирования и месторасположения в труднодоступных для вредителей местах. Иногда необходимо предусматривать резервные источники питания (батареи), чтобы обеспечить довольно длительную работу до обнаружения и устранения источника магнитного поля.

Разработки против воровства

Ниже приведена схема устройства, которое включает в себя много функций против воровства электроэнергии описанных ранее. Схема позволяет проектировщику выбирать, либо применить емкостной источник питания, либо источник питания с трансформатором.

Для источника питания с трансформатором необходимо предусмотреть установку датчика Холла возле трансформатора. Это необходимо для обнаружения попыток незаконного вмешательства в работу электросчетчика с помощью сильного магнита. Необходимо предусмотреть резервное питания, в случае если атака с магнитом закончится успехом.

Если резервный источник батарея, то необходимо минимизировать потребление энергии датчиком Холла.

sxema-raboty-ustrojstva-predotvrashheniya-xishheniya-elektroenergii

Приведенная выше конструкция использует микроконтроллер MSP430F67791A, который включает в себя целый ряд режимов работы с низким энергопотреблением, несколько высокоточных сигма-дельта АЦП (∑Δ), а также несколько контактов для регистрации событий, например несанкционированные вскрытие корпуса. Данный контакт зафиксирует вскрытие даже в случае отключенного питания электросчетчика.

Данный счетчик будет продолжать считать значения предыдущего большего тока, а не того который протекает сейчас, в случае обнаружения сильного магнитного поля, которое приложено для вывода счетчика из строя.

Продолжение следует

Проблемы хищение электроэнергии наибольшие в Индии и Бразилии, но они также актуальны и для других стран. Например, в Канаде, согласно оценкам BC Hydro, потери составили около 3%, что составило примерно 850 ГВт-час. А этой энергии могло хватить для питания 77000 домов, и стоимость данной энергии составила порядка $ 100 млн.

Читайте так же:
Какие цифры передавать по счетчикам электроэнергии меркурий

По статистике самыми большими похитителями электроэнергии являются производители марихуаны. В попытке скрыться от правоохранительных органов они прокладывали длинные подземные кабельные линии, подключались напрямую к высоковольтным линиям и устанавливали силовые трансформаторы.

Указанные выше методы борьбы с хищением электроэнергии могут значительно сократить способы незаконного подключения к электросетям, однако игра в кошки – мышки продолжается.

Как электрический счетчик обманывает своих клиентов

Счетчик электрической энергии может показывать значительно большее количество энергии, чем фактически использовано. Это может произойти при использовании комбинации диммера и различного бытового оборудования, которые вместе потребляют даже небольшую мощность. В зависимости от фактической настройки диммера, показания счетчика могут быть в несколько раз выше реальных.

Ученые из Университета Твенте (UT) в сотрудничестве с Амстердамским университетом прикладных наук (AUAS) провели исследования в ходе которого было установлено, что некоторые электронные счетчики могут давать ложные показания, в несколько раз превышающие фактическое потребление энергии.

Рассматриваемые счетчики, изготовленные в период с 2004 по 2014 год, были подключены через электрический распределительный щит к энергосберегающим лампочкам, обогревателям, светодиодным лампам и диммерам ( электронным устройствам для изменения электрической мощности) . Затем исследователи сравнили фактическое потребление энергии с показаниями испытываемых электрических счетчиков.

электросчетчик, потребляемая мощность, потребление энергии

В экспериментах пять из девяти приборов дали показания, которые были намного выше, чем фактическое количество потребляемой мощности. И наоборот, у двух — показания были на 30 процентов ниже, чем фактическое количество потребляемой энергии.

электросчетчик, диммер, потребляемая мощность, потребление энергии, импульсный источник питания

Неточные показания объясняются конструкцией счетчика электроэнергии, а также все более широким использованием современных (часто энергоэффективных) коммутационных устройств в которых потребляемая электроэнергия больше не имеет идеальной формы синусоиды. Разработчики современных счетчиков электроэнергии не учли в достаточной степени особенности коммутационных устройств такого типа, являющихся более сложными не линейными нагрузками.

Когда исследователи разобрали испытанные электрические счетчики, то обнаружили, что те, у которых были чрезмерно высокие показания, содержат «катушку Роговского», а у которых наблюдались более низкие показания, имеют датчик Холла. При этом тестируемые счетчики соответствовали всем законодательным требованиям и были сертифицированы. Однако эти требования, не учитывают особенностей современных коммутационных устройств.

Обычно счетчик электроэнергии определяет общий ток с помощью катушки. Но это слишком просто и не позволит точно измерить сегодняшнюю сложную нагрузку. Многие интеллектуальные счетчики электроэнергии были модернизированы и имеют самую последнюю «норму устойчивости», но даже они не учитывают всех нюансов энергопотребления.

Любые потребители, которые не доверяют своему счетчику электроэнергии, могут произвести его проверку в аккредитованной лаборатории. Однако стандартизованный тест не учитывает энергопотребляющие приборы, искажающие форму синусоиды. В результате, по мнению исследователей, это непригодный метод для обнаружения ложных показаний счетчиков.

Что делать, если счетчики воды показывают завышенный расход?

Счетчики на воду устанавливают для экономии средств. Поэтому ситуация, когда они накручивают воды больше, чем ее реально израсходовано, является каким-то сюрреалистическим нонсенсом.

С данной проблемой немедленно нужно что-то делать. Но почему она вообще возникает и как ее решать? Давайте вместе попробуем разобраться.

Читайте так же:
Решение суда установка электросчетчика

Возможные причины

Некорректные показания счетчиков воды могут возникать по самым разным причинам:

  • поломка счетчика в результате его неправильной установки;
  • протечка в трубах, соединениях, кранах, унитазе и т.д.;
  • разгерметизация корпуса водомера с попаданием внутрь воздуха;
  • превышение температурной нормы горячей воды в системе (60-75°C);
  • чересчур сильный напор воды в системе;
  • забитый фильтр мелким мусором и/или частицами известковых отложений в результате чрезмерной жесткости воды;
  • исчерпание счетчиком своего ресурса (как правило, счетчики воды дольше 12 лет не «живут»).

Как узнать, врет ли счетчик воды?

Определить погрешность в работе ИПУ (индивидуального прибора учета) можно довольно простым, но надежным способом. Зафиксируйте показания своих счетчиков, возьмите 5 или 6 литровый пластиковый бутыль и наполните его водой (холодной водой для проверки синего счетчика, горячей — для проверки красного счетчика).

Важно: для горячей воды данный эксперимент необходимо проводить при подаче напора напрямую из системы, т.е. не через бойлер!

Если приборы исправны, то их показания должны вырасти ровно на количество объема вашей баклажки, т.е. на 5 или 6 единиц (литры на индикаторах счетчиков обозначаются красными цифрами после запятой, черные цифры — это кубы).

Что если счетчик воды завышает показания?

Если же вы поняли, что счетчик(и) передают недостоверную информацию, необходимо немедленно обратиться в компанию поставщика услуг, в районный ЦКС (центр коммунального сервиса) или в какую-либо аккредитованную фирму, имеющую право заниматься метрологической деятельностью (одной из которых является «Водомер-Мастер»).

Заменить счетчик(и) на воду можно и самостоятельно, — при помощи газового ключа это делается довольно просто. Однако, здесь есть нюанс. Снять счетчики можно только после их распломбировки, а нарушать целостность пломб ни в коем случае нельзя, это может сделать только уполномоченный представитель одной из перечисленных выше организаций.

Поэтому лучшим решением является обращение за сертифицированной профессиональной помощью. И почему бы не к нам? Поверка, установка и замена водосчетчиков это как раз наша основная специализация. Для того чтобы вызвать нашего специалиста достаточно позвонить нам или оформить онлайн-заявку, уже через 1-3 дня наш мастер будет у вас.

С расценками на предоставляемые услуги мы предлагаем ознакомиться в нашем умном интерактивном калькуляторе, который с предельной точностью определит стоимость тех или иных работ.

Другие причины завышенного расхода воды

Подозрительно большое потребление счетчики могут фиксировать и по другим причинам:

  • попросту неэкономный расход воды (частый прием ванны, долгие банные процедуры или мытье посуды с полной хлещущей струей);
  • небольшие и, казалось бы, несерьезные течи, которые незаметно по чуть-чуть за месяц могут накрутить довольно много (пропускание воды в клапане унитаза, капание смесителей в кухне или ванной и многое другое).

Следите за правильной работоспособностью счетчиков, не игнорируйте необходимость раз в 4 года делать их поверку, ежемесячно передавайте показания своих водомеров, следите за отсутствием протеканий труб, клапанов и смесителей, а в конце концов элементарно берегите водные ресурсы (как это давно делают в Европе) и вы не только сможете немного сэкономить личные средства, но и совершенно точно получить +1 к карме!

Читайте так же:
Зачем ставят общедомовые счетчики электроэнергии

Часы с кардиограммой: насколько точен разрекламированный гаджет

  • Часы с кардиограммой: насколько точен разрекламированный гаджет
  • «Вписка удалась»: в Сети обсуждают секс-видео с 15-летней школьницей на вечеринке
  • Определены победители нового тиража лотереи среди привившихся от COVID-19
  • Порноактриса после группового изнасилования разоткровенничалась в больничной палате
  • Жительница Подмосковья оказалась внебрачной дочерью Кокшенова: эксклюзив НТВ
  • Дно Байкала превратилось в кладбище затонувших судов и машин
  • Пьяная Волочкова стала посмешищем в турецком отеле
  • Как пульсоксиметры выявляют поражение легких и насколько они точны

Ученые изобрели наручные часы, которые способны отслеживать работу сердца, снимая кардиограмму. Стоят такие часы 37 тысяч рублей. Но правда ли они не врут и могут заменить аппарат ЭКГ?

Чтобы это выяснить, неплохо бы для начала вообще знать, а что же зашифровано в пульсирующую красную линию кардиограммы.

Сердце — это не только «пламенный мотор», кровяной насос, но еще и , которая умеет генерировать электричество. Вырабатывают его в отделе под названием синусовый узел особые клетки: они всасывают в себя ионы натрия и выталкивают ионы калия, благодаря чему и возникает разность потенциалов и, как следствие, электронапряжение. Из этого отдела электроволны проходят в левое и правое предсердия, а дальше по сердечным волокнам, как по проводам, дотягиваются до желудочков.

О том, что сердце — это батарейка, ученые узнали 120 лет назад. Тогда же голландский ученый Эйнтховен догадался, что, замеряя сердечные электроволны, можно сделать вывод и о здоровье сердца, любое отклонение в работе которого мгновенно влияет на его электропроводимость. Оставалось лишь поймать эти волны, что ученый и придумал сделать с помощью и элементарного регистратора волн с чернилами, за что, кстати, получил Нобелевскую премию. Теперь, глядя на пики и склоны кардиограммы, любой кардиолог может диагностировать работу сердца не дожидаясь, когда начнет колоть, болеть, колотить и сдавливать.

Первый аппарат ЭКГ весил аж три центнера, и его обслуживала целая бригада врачей. Но и современные агрегаты не маленькие. Чтобы проверить, могут ли крохотные часы и правда тягаться в точности с профессиональным громоздким оборудованием, достаточно снять кардиограмму одновременно при помощи двух устройств.

После их изучения, выяснилось, что умные часы и в самом деле способны зарегистрировать сбой в сердечном ритме. Вот только в каком отделе сердца сбоит и почему — часы уже не показывают. Но это повод обратиться к доктору и подключить аппарат, который считывает электроимпульсы в двенадцати точках тела, а не только на запястье.

И все же доктора обеими руками за наручный кардиограф, ведь мерцательную аритмию — грозный предвестник инсульта, часы распознавать умеют и тем самым, как выяснили ученые в Стэнфорде, действительно спасают жизни.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector