ANALYSIS AND IMPROVEMENT OF TECHNICAL MEANS OF ACCOUNTING OF ENERGY CONSUMPTION BY ENTERPRISES OF MARINE INDUSTRY
Abstract and keywords
Abstract (English):
The object of research are the enterprises of ship industry (cargo ports, berth places, ship-repair and shipbuilding plants, processing plants of fish raw materials). Analysis of amount of power consumption by the enterprises of ship infrastructure, problem of plunder of electric energy by unauthorized intervention in normal operation of metering devices is provided in article (including normal operation of metering stations - current transformers, voltage transformers) or avoiding metering instruments of electric energy. Such concepts as technical and commercial losses of electrical networks have been formulated. The effectiveness of the taken measures with each type of the specified losses has been considered. General methods of identification of unauthorized intervention in operation of metering instruments of electric energy are considered: method of external visual examination of the electric counter and metrological method by using the control and measuring equipment. Taking measurements by control equipment, it is necessary to pay special attention to consuming electric energy by the metering instruments. The working principle of a circuit which isn't provided by the manufacturer and is lowering readings of the consumed electric power is schematically presented. According to the achievements of improvement of technical means of accounting electric energy there has been offered a relevant and effective way of fight against plunder of electric energy: starting mass production of electric meters with a cast casing and a built-in anti-magnetic indicator. At the same time, the importance of setting the high quality components into the metering instruments at the manufacturing plant is emphasized.

Keywords:
electric energy plunder, electric energy control instrument, unauthorized intervention
Text
С развитием водного транспорта в России всё больше внимания уделяется развитию инфраструктуры судостроительных, судоремонтных, портовых, рыбодобывающих и рыбоперерабатывающих предприятий. Любой из объектов такой инфраструктуры, будь то верфь, порт, причал или рыбозавод, в современном мире не сможет функционировать без потребления электроэнергетического ресурса, поскольку в производстве применяются токопринимающие устройства от персонального компьютера и осветительных приборов до грузоподъёмных машин, сварочных агрегатов, холодильного и криогенного оборудования. Заявленная мощность отдельно взятого такого предприятия может достигать 1 500 кВт с ежемесячным энергопотреблением до 160 000 кВт⋅ч. Каждое из направлений данной отрасли с момента создания и до настоящего времени постоянно совершенствуется, в первую очередь технически, и, следовательно, возрастает энергопотребление. Учитывая географическое положение Астраханской области, львиная доля в промышленном секторе приходится на судостроение, судоремонт, портовое обслуживание и рыбопереработку. Не каждое предприятие имеет поддержку со стороны государства в виде субсидий и дотаций, и, значит, вынуждено сокращать издержки производства, в том числе затраты на коммунальные платежи. Нередко встречаются случаи, когда с целью снижения собственных затрат промышленные предприятия занижают объём фактически потреблённой электрической энергии путём несанкционированного вмешательства в работу счётчиков. Анализ проблемы хищения электроэнергии Целью работы электросетевых организаций является бесперебойное и надёжное снабжение электрической энергией бытовых и промышленных потребителей. Однако в последнее время усилия энергетиков направлены на снижение потерь в электрических сетях. Потери в электрических сетях делятся на коммерческие и технические. Технические потери - это закономерный процесс. Он обусловлен физическими процессами, происходящими при передаче электроэнергии в соответствии с техническими характеристиками и режимами работы линий и оборудования с учётом расхода электроэнергии на собственные нужды подстанций, и допустимыми погрешностями системы учёта электроэнергии [1]. Разновидностью коммерческих потерь электроэнергии является её хищение. Это явление в последние годы приобрело катастрофический масштаб. Учитывая рост цен на электроэнергию в Российской Федерации, потребители всё чаще применяют различные способы занижения показаний реально потреблённой электрической энергии. Хищению электроэнергии способствует специфическая особенность данного товара, которая заключается в том, что его производство, передача, распределение и потребление происходят одновременно. На всех указанных этапах нет возможности складировать (аккумулировать) и хранить данный товар. Завершающим этапом этого цикла является реализация электрической энергии потребителям, определяющая коммерческие (финансовые) результаты деятельности энергосбытовых компаний. Существует много способов хищения электроэнергии. Их можно разделить на два основных направления: несанкционированное вмешательство в работу системы учёта электрической энергии (в том числе в работу узлов учёта - трансформаторов тока, трансформаторов напряжения и прибора учёта) или в обход прибора учёта электрической энергии [2]. Хищение электрической энергии в обход прибора учёта осуществляется, как правило, путём установки дополнительной вводной проводки, минуя электрический счётчик. Дополнительная проводка представляет собой отдельный вводной кабель, который идёт от линии электропередачи до токоприёмников объекта энергопотребления. Также встречаются случаи скрытой проводки в труднодоступных местах (в стене или под крышей) в виде отпайки от основного вводного кабеля, установленной до прибора учёта электрической энергии. Согласно схеме включения электрической цепи, на энергопотребляющем объекте в соответствии с заявленной мощностью предусмотрено наличие вводного защитного аппарата (автоматического выключателя), соответствующего расчётному току нагрузки, который указан в актах разграничения балансовой принадлежности и эксплуатационной ответственности и в расчётной схеме электроснабжения. Нередко встречается дополнительная проводка, не предусмотренная расчётной схемой электроснабжения, которая отходит от вводного автомата, минуя прибор учёта электрической энергии, с подключением к ней токопринимающих устройств. Иначе обстоит дело с хищением электрической энергии посредством несанкционированного вмешательства в работу системы учёта электрической энергии. Часто встречаются случаи хищения электроэнергии путём разрыва вторичных цепей напряжения по фазам А, В, С в системах учёта электроэнергии, что приводит к занижению показателей объёма фактически потреблённой электрической энергии. При этом обнаружить причины неправильной работы систем учёта электроэнергии при внешнем осмотре достаточно сложно. В таких случаях факт хищения электрической энергии выявляется в ходе проведения инструментальной проверки. Неотъемлемой частью системы учёта электрической энергии, помимо трансформаторов тока и трансформаторов напряжения, является прибор учёта - электрический счётчик. Именно с электрическим счётчиком проводится множество манипуляций с целью занижения объёма фактически потреблённой электрической энергии. Встречаются случаи, когда потребитель устанавливает перемычки на фазах А, В, С клеммной колодки электрического счётчика. Данного рода вмешательство позволяет изменить показания счётного механизма счётчика в меньшую сторону [2]. Изменить показания электрического счётчика в меньшую сторону также можно с помощью размыкающего реле-геркона. Геркон представляет собой магнитоуправляемые герметизированные контакты. Геркон приводится в рабочее состояние под воздействием слабого магнита. Существует два вида герконов: замыкающие и размыкающие. С целью занижения объёма потреблённой электрической энергии размыкающий реле-геркон устанавливается в электрической цепи прибора учёта непосредственно до шагового двигателя счётного механизма. Под воздействием на геркон слабого магнитного поля электрическая цепь размыкается, что, в свою очередь, приводит к остановке счётного механизма при фактическом потреблении электрической энергии [3]. Достаточно широкую популярность обрели неодимовые магниты. Неодимовый магнит - это смесь неодима, бора и железа. Его мощность довольно велика. Именно действие такого магнита способно остановить электронный механизм электрического счётчика в момент его работы. При воздействии неодимовым магнитом на электросчётчик, потребление электрической энергии остаётся неизменным, но шаговый двигатель счётного механизма прибора учёта электрической энергии полностью останавливается [4]. Однако с началом массового производства одноразовых пломбирующих устройств с антимагнитным индикатором использование неодимовых магнитов с целью занижения показаний фактически потреблённой электрической энергии стало утрачивать популярность [5]. Большую популярность у потребителей стали приобретать так называемые «заряженные» (или «чипованные») приборы учёта электрической энергии. В такие приборы встраивают чип-приёмник в виде дополнительной платы (микросхемы), непредусмотренной заводом-изготовителем, которая вмонтирована в печатную плату. Управлять этим устройством можно дистанционно. В качестве пульта дистанционного управления может выступать пульт от телевизора, сплит-системы, автомобильной сигнализации, запрограммированный на определенный диапазон частоты. В «заряженных» счётчиках схема учёта доработана таким образом, что позволяет остановить счётный механизм либо замедлить процесс учёта до 70 %. Выявлять подобные счетчики в настоящее время крайне сложно, поскольку определить вмешательство в схему электросчётчика без вскрытия практически невозможно [6]. Данные счётного механизма прибора учёта электрической энергии также можно исказить в меньшую сторону путём отмотки барабанов счётного механизма назад. Способы занижения показаний фактически потреблённой электрической энергии постоянно совершенствуются, в то время как система учёта электроэнергии остаётся несовершенной. До настоящего времени ни в технической, ни в нормативно-правовой литературе должным образом и в надлежащем объёме не рассматривались вопросы хищения электроэнергии, способы обнаружения фактов её хищения и меры по их предотвращению и устранению. Либо в силу этических или правовых соображений, либо по причине недостаточного владения материалом по этой проблеме, либо из опасения раскрыть «секреты» хищения электрической энергии, но данная тема ни разу не была систематически рассмотрена специалистами-электроэнергетиками, в том числе сотрудниками энергоснабжающих организаций, которые являются продавцами электроэнергии. В настоящее время единственным источником информации о способах хищения электроэнергии, их обнаружения и предотвращения является Интернет. Однако в Интернете зачастую приводятся неправомерные с точки зрения законодательной базы, неграмотные и недопустимые с точки зрения электробезопасности, сомнительные в техническом отношении и непригодные из экономических соображений меры. К тому же в Интернете происходит своеобразный обмен опытом по реализации тех или иных способов хищения электроэнергии. Таким образом, на сегодняшний день проблематика электропотребления предприятиями судовой отрасли, несанкционированного вмешательства в работу приборов учёта электрической энергии, анализа и совершенствования технических средств учёта энергопотребления остаётся актуальной и малоизученной. Цель исследования этой проблематики состоит в изучении способов несанкционированного вмешательства в работу приборов учёта электрической энергии, анализе современного состояния технических средств учёта энергопотребления и разработке мероприятий по совершенствованию технических средств учёта электрической энергии. Хищение электроэнергии приводит к дестабилизации финансово-экономического состояния электросетевых организаций. Дефицит денежных средств, в свою очередь, обуславливает состояние большой изношенности электрических сетей, отсутствие возможности обновления сетевых активов, снижение уровня заработной платы персонала сетевых организаций. С каждым годом отмечается тенденция к росту в области хищения электрической энергии, обратно пропорциональная доходности сетевых организаций. Увеличение объёма хищения электрической энергии может привести даже к ликвидации электросетевых и снабжающих организаций. В связи с этим необходимо вести усиленную работу в области выявления и пресечения фактов хищения электроэнергии и совершенствования технических средств учёта энергопотребления. Работа, направленная на борьбу с хищениями электрической энергии, активно ведётся сотрудниками электросетевых и снабжающих организаций. Выявление скрытой электрической проводки под силу современным энергетикам. С помощью сигнализатора (детектора) можно обнаружить скрытую проводку под слоем штукатурки до 10 см. Хищение электрической энергии путём создания разрыва вторичных цепей напряжения по фазам А, В, С легко определяется визуальным осмотром и обязательным проведением инструментальной проверки комплекса учёта электрической энергии. Предотвратить подобного рода хищение электрической энергии можно с помощь правильной опломбировки токоведущих частей одноразовыми пломбирующими устройствами. Аналогичным способом можно выявлять и предотвращать хищение электрической энергии, которое производится путём установки перемычек на фазах А, В, С клеммной колодки прибора учёта. Зафиксировать воздействие неодимовым магнитом способно одноразовое пломбирующее устройство с антимагнитным индикатором. В случаях, когда в конструкции счётчика незаконно установлен реле-геркон с целью хищения электроэнергии (принцип работы которого направлен на размыкание электрической цепи при воздействии обычным магнитом), пломба типа «антимагнит» также способна зафиксировать воздействие магнитом на дополнительно установленный в конструкцию реле-геркон. С целью выявления приборов учёта электрической энергии с внутренними вмешательствами в нормальную работу в виде «чипа» и/или геркона в территориальных электросетевых организациях созданы лаборатории входного контроля. В таких лабораториях введены в эксплуатацию рентгенотелевизионные установки, с помощью которых можно просматривать внутреннее содержимое предметов, в т. ч. инородных, без вскрытия оболочки или упаковки. Рентгенотелевизионные установки способны выявлять контрафактную продукцию («заряженный» счетчик) путём сличения на рентгеновском снимке с не контрафактной продукцией («незаряженный» счётчик). Инородный предмет сразу виден на рентгеновском снимке. Метод внешнего визуального осмотра технических средств учёта энергопотребления Доработки конструкций счётчиков, непредусмотренные заводом-изготовителем, производятся путём несанкционированного доступа к внутренним частям прибора учёта. Для предотвращения несанкционированного доступа к измерительному механизму и индикаторному устройству счётчик электрической энергии подлежит пломбированию заводом-изготовителем и/или поверочной организацией. На корпусе электросчётчика в местах крепёжных винтов на армированной проволоке устанавливаются свинцовые пломбы государственного поверителя и отдела технического контроля определённых форм и размеров с содержанием символики на оттисках клейм. Также на шляпках крепёжных винтов встречаются мастичные пломбы поверителя и технического контроля. На стыках половинок корпуса прибора учёта электрической энергии заводом-изготовителем устанавливаются пломбы одноразового использования в виде бумажных номерных или голографических наклеек. Несанкционированное вмешательство в нормальную работу измерительного механизма и индикаторного устройства счётчика электрической энергии влечёт за собой нарушение целостности вышеперечисленных пломбировочных устройств. Таким образом, необходимо уделять особое внимание внешнему визуальному осмотру технических средств учёта электрической энергии. Тщательное визуальное обследование позволяет судить о наличии либо отсутствии постороннего предмета в виде «чипа» в конструкции прибора учёта электрической энергии. При этом внимание стоит уделять целостности корпуса прибора учёта, крепёжным местам, а также посадочным местам пломбирующих устройств. Особое внимание необходимо уделять знакам поверки и визуального контроля, а именно - обращать внимание на материал, из которого изготовлены знаки визуального контроля; места их установки; наличие либо отсутствие следов механического или иного воздействия; символике и геометрии оттисков пластмассовых, свинцовых или мастичных пломб. Проводя сравнение обследуемых знаков визуального контроля с эталонными, необходимо учитывать требования нормативной документации и рекомендации завода-изготовителя. Уже крайне редко, но все же можно встретить тонкие просверленные отверстия на корпусе прибора учёта электрической энергии. В такие отверстия вставляют тонкие металлические предметы (например, иголку или проволоку), чтобы остановить барабаны счётного механизма. Тщательный внешний осмотр прибора учёта электрической энергии позволяет достаточно точно определить, имело ли место несанкционированное вмешательство в заводскую конструкцию счётчика. Малейшее несоответствие стандартам может указывать на наличие возможных доработок конструкции счётчика, непредусмотренных заводом-изготовителем. Метрологический метод обследования технических средств путём замеров собственного потребления В ходе работы, направленной на выявление и пресечение фактов хищения электрической энергии, особое внимание стоит уделить «заряженным» приборам учёта электрической энергии, имеющим в конструкции «чип» в виде дополнительной платы, непредусмотренной заводом-изготовителем и приводимой в действие сигналом пульта дистанционного управления с целью остановки счётного механизма. Таких приборы массово устанавливаются потребителями на промышленных объектах энергопотребления. При выявлении электросчётчиков с чипом необходимо учитывать технические особенности работоспособности приборов учёта в нормальных условиях и в условиях проведения проверки контрольно-измерительными приборами, а также рабочие параметры, установленные заводом-изготовителем. В ходе проведения метрологической проверки технических средств учёта энергопотребления стоит обращать внимание на фактические замеры собственного потребления электрической энергии в сопоставлении с данными собственного потребления, заявленными заводом-изготовителем. Так называемые «заряженные» электросчётчики - это основной объект, с которым борются энергетики. Практически все незаконно устанавливаемые в конструкцию приборов учёта печатные платы - «чипы» (рис. 1) имеют собственное энергопотребление, которое можно измерить в мА с помощью токоизмерительных приборов (например, токоизмерительных клещей АТК-1001, рис. 2). Рис. 1. Печатная плата дистанционного управления Рис. 2. Токоизмерительные клещи АТК-1001 Последовательность действий при проверке трёхфазного прямоточного счётчика с использованием токовых клещей АТК-1001: - установить значение потребляемого прибором учёта электрической энергии тока в мА в каждой цепи согласно техническим характеристикам, указанным в паспорте измеряемого счётчика; - полностью отключить отходящую после счётчика нагрузку; - воспользовавшись клещами АТК-1001, последовательно произвести замер тока в мА на отходящих фазных проводах А, В, С 2-й, 4-й и 6-й клеммы счётчика, убедившись, что отходящая после счётчика нагрузка отключена и ток в проводах равен нулю; - последовательно произвести замер тока в мА в вводных проводах фаз А, В, С 1-й, 3-й и 5-й клеммы. Полученные результаты должны быть равны техническим характеристикам измеряемого прибора согласно паспортным данным, а именно значениям потребления тока каждой фазной цепью напряжения счётчика. Следует обратить внимание на то, что в случае дисбаланса и неравномерного напряжения в сети измеряемые параметры будут пофазно отличаться. Если в любой из измеряемых цепей фаз А, В, С электрический ток, потребляемый цепью напряжения счётчика превышает допустимые значение на 20 и более мА, то это косвенно указывает на наличие встроенного инородного оборудования в конструкции электросчётчика. На рис. 3 видно, что ток, потребляемый цепью напряжения счётчика по фазе А равен 101,5 мА, В - 31,3 мА, С - 32,9 мА при норме для данного типа счётчика не более 34 мА. а б в Рис. 3. Значения потребления тока по фазам: фаза А (а); фаза В (б); фаза С (в) Это свидетельствует о наличии в корпусе электросчётчика платы - «чипа», не предусмотренного заводом-изготовителем, с подключенным питанием от фазы А. В случае выявления «чипа» в однофазном приборе учёта электроэнергии путём проведения замеров собственного потребления стоит также руководствоваться техническими характеристиками, указанными в паспорте измеряемого счётчика. Принцип устройства и работы «чипа» (на примере однофазного электросчётчика) Согласно руководству по эксплуатации электрический счётчик имеет счётный механизм, который осуществляет учёт электрической энергии непосредственно в кВт⋅ч от запятой слева и десятых или сотых кВт⋅ч от запятой справа. Принцип работы прибора учёта описан в руководстве по эксплуатации. Доработка прибора учёта осуществляется посредством отключения электрического шагового двигателя, который изменяет положения индицирующих наборных колесиков. На рис. 4 видна заводская пайка проводов к контактам в местах М 1.1 и М 1.2, один из которых прерывается добавлением в цепь устройства, прерывающего цепь управления шаговым двигателем. Рис. 4. Наличие «чипа» в счётчике В верхней части прибора замотанное изолирующей лентой большее по размеру - управ-ляющее устройство по радиоканалу; толстый провод с наконечником, отходящий от управляющего устройства - антенна для приёма сигнала с пульта дистанционного управления; в верхнем левом углу замотанное изолирующей лентой реле управления. С контакта М 1.1. проведено переключение провода, подводящего питание на мотор, на прерывающее реле, а второй контакт реле подключен к М 1.2. Принцип работы «чипа» схематично представлен на рис. 5. Рис. 5. Принцип работы «чипа» При получении сигнала № 1 по радиоканалу управляющее устройство (пульт дистанционного управления) подаёт сигнал на реле управления, которое, в свою очередь, отключает подачу импульсов на шаговый электромотор. После этого прекращается учёт электрической энергии на циферблате. При получении сигнала № 2 по радиоканалу управляющее устройство подаёт сигнал на реле управления, которое включает прохождение импульсов к шаговому электромотору, который начинает вращать циферблат и учёт электрической энергии возобновляется. Совершенствование технических средств учёта энергопотребления Изучив особенности конструкции приборов учёта электрической энергии, несанкционированные вмешательства в их нормальную работу в виде доработок, позволяющих искажать показания реально потреблённого количества электрической энергии, предлагается начать на заводе-изготовителе массовое серийное производство приборов учёта электрической энергии с цельным (литым или сварным) корпусом из прозрачного пластика и встроенным антимагнитным индикатором. Таким образом исключается необходимость установки одноразовых пломбирующих устройств из свинца, мастики и пластика, а также бумажных и голографических гарантийных наклеек заводом-изготовителем и поверительными организациями. Заводской сварной шов составных частей корпуса прибора учёта электроэнергии будет едва заметным, чего добиться в кустарных условиях практически невозможно. Производство таких комплексов учёта электрической энергии будет способствовать прекращению несанкционированных вмешательств в заводскую конструкцию электрических счётчиков и, как следствие - прекращению безучётного потребления электроэнергии. На сегодняшний день вскрытие прибора учёта с целью проведения ремонтных работ экономически не выгодно: себестоимость работ равна или превосходит затраты на приобретение нового прибора учёта электрической энергии. Поэтому завод-изготовитель будет ориентирован на установку в электросчётчики с литым корпусом комплектующих частей лучшего качества для обеспечения их надёжной и бесперебойной работы. Заключение Проанализирован масштаб электропотребления предприятиями судовой отрасли. Раскрыты понятия технических и коммерческих потерь в электрических сетях. Описаны основные методы выявления несанкционированного вмешательства в работу приборов учёта электрической энергии: метод внешнего осмотра и метрологический метод (проведение замеров контрольно-измерительным оборудованием). Исследованы достижения в борьбе с различными способами хищения электроэнергии. Чтобы не допустить несанкционированное вмешательство в работу приборов учёта электроэнергии предложено начать массовое серийное производство приборов учёта электрической энергии с цельным корпусом из прозрачного пластика и встроенным антимагнитным индикатором.
References

1. «Ob organizacii v Ministerstve energetiki Rossiyskoy Federacii raboty po utverzhdeniyu normativov tehnologicheskih poter' elektroenergii pri ee peredache po elektricheskim setyam»: prikaz Minenergo RF ot 30.12.2008 № 326. URL: https: //www.consultant.ru/law /ref/ju_dict/ word/ tehnologicheskie _poteri _jelektrojenergii_pri_ee_peredache_po_jelektricheskim_setyam/ (data obrascheniya: 10.12.2017).

2. Krasnik V. V. 102 sposoba hischeniya elektroenergii. M.: Izd-vo NC ENAS, 2010. 160 s.

3. Aladyshkin B. Chto takoe gerkony, kak oni ustroeny i rabotayut. URL: http:// electrik. info/ main/fakty/417-chto-takoe-ger kony.html (data obrascheniya: 10.12.2017).

4. Tropinova A. Chto budet, esli ispol'zovat' magnity dlya ostanovki schetchikov? URL: https://knowrealty.ru/ chto-budet-esli-ispol-zovat-magnity-dlya- ostanovki-schyotchikov / (data obrascheniya: 10.12.2017).

5. Ivanov E. Deystvie plomby tipa antimagnit. URL: http:// www.safecontrol.ru/category/naklejki_i_ skotch/ naklejki/ antimagnitnye_naklejki/.html (data obrascheniya: 10.12.2017).

6. Ivleva M. Elektricheskiy schetchik s pul'tom. URL: http://elquanta.ru/schetchiki/schetchik-ehlekt roehnergii-pultom.html (data obrascheniya: 10.12.2017).