Тарифный или расчетный уровень напряжения играет важнейшую роль при определении стоимости электроэнергии и мощности для потребителей. Что вообще такое физический уровень напряжения, а что такое уровень напряжения для применения тарифов на электроэнергию? Попробуем разобраться в этой статье.
Электрическая энергия, вырабатываемая на крупных электростанциях генераторами (АЭС, ГЭС, ТЭС) подается в электрические сети высокого, сверхвысокого или ультравысокого напряжения - 110, 220, 330, 500, 750 или даже 1150 кВ (киловольт). Далее по таким электрическим сетям электрическая энергия передается на значительные расстояния до понижающих подстанций. Принцип передачи электрической энергии с использованием электрических сетей высокого и сверхвысокого уровней напряжения позволяет значительно снизить потери электрической энергии при ее передаче на значительные расстояния.
Энергопринимающие устройства потребителей присоединены к электрическим сетям среднего и низкого уровня напряжения. Однако зачастую многие крупные производственные объекты (заводы и др) присоединены к электричесаким сетям высокого напряжения и такие потребители имеют на своем балансе собственные объекты электросетевого хозяйства (подстанции, кабельные и воздушные линии), понижающие уровень напряжения электроэнергии.
Как мы уже ранее неоднократно упоминали на нашем сайте, конечный тариф на электроэнергию для предприятий состоит из нескольких составляющих. В связи с тем, что уровень напряжения может меняться в процессе выработки и передачи электрической энергии потребителю, то поэтому составляющая конечной цены на электроэнергию для предприятий - тарифа на услуги по передаче электрической энергии также меняется в зависимости от уровня напряжения, на котором присоединён потребитель к электрическим сетям. Составляющая конечной цены на электроэнергию - тариф на услуги по передаче - составляет не менее 40% в конечном тарифе для предприятия. Следовательно, корректное определение расчетного уровня напряжения - очень важный момент для проведения правильных расчетов с поставщиками электроэнергии.
Выделяют несколько тарифных уровней напряжения электроэнергии:
Чем выше расчетный уровень напряжения потребителя, тем ниже применяемый поставщиком электроэнергии тариф на оказание услуг по передаче электрической энергии для расчета стоимости поставленной такому потребителю электрической энергии и мощности.
Следовательно, чем более высокий уровень напряжения в точке присоединения будет у потребителя, тем ниже будут его дальнейшие затраты на оплату электрической энергии поставщикам!
Поэтому правильное определение уровня напряжения играет важную роль для любого потребителя.
Изначально, расчетный (тарифный) уровень напряжения определяется в акте разграничения балансовой принадлежности сторон, который составляется сетевой компанией после окончания процедуры технологического присоединения к электрическим сетям . Затем, тарифный уровень напряжения согласовывается в договоре энергоснабжения между потребителем и поставщиком электроэнергии.
В связи с этим, в отношении новых объектов, еще не подключенных к электрической сети, перед подачей заявки на технологическое присоединение в электросетевую компания и подписанием договора о технологическом присоединении к электрическим сетям , необходимо внимательно рассчитать все возможные последствия по выбору точки присоединения к электрическим сетям, а также порядок выполнения технических условий на подключение к электросетям (за чей счет будут строиться и кто останется собственником объектов электросетевого хозяйства после подключения). От этого будет зависеть применяемый тарифный уровень напряжения и, соответственно, стоимость электроэнергии.
Кроме того, стоит отметить важность правильного отражения расчетного уровня напряжения в договоре энергоснабжения, заключаемом между потребителем и поставщиком электроэнергии.Если тарифный уровень напряжения в договоре энергоснабжения согласован неверно, то добиться перерасчета стоимости потребленной электроэнергии за предыдущие периоды будет очень проблематично для потребителя. Как правило, суды трактуют расчетный уровень напряжения электроэнергии как договорную величину и при принятии судебного решения отталкиваются о договора энергоснабжения.
Именно поэтому, от того, насколько Вы сможете правильно подать заявку на подключение к электрическим сетям и заключить договор энергоснабжения с энергосбытом , будет зависеть стоимость электрической энергии для Вашего предприятия, компании или организации.
Правила Морского Регистра РФ и МЭК допускают применение ряда номинальных значений напряжений питания судовых потребителей (табл . 2.1).
Напряжение в СЭЭС определяет массогабаритные показатели ЭО, его надежность и опасность поражения электрическим током персонала. Развитие судовой электротехники показывает, что по мере увеличения мощности и протяженности кабельных линий наблюдался рост напряжений: до 20-х годов прошлого века применяли 100 В, позднее 220 В постоянного тока и 220 В, а затем 380 В – переменного.
Вес и габариты электрооборудования зависят от уровня напряжения в разной степени. Наиболее существенное влияние на массогабаритные показатели уровень напряжения оказывает на распределительные сети. Передача электроэнергии на судах в основном осуществляется с помощью кабелей. На участках небольшой длины и при больших токах используются шинопроводы. Сечение, а, следовательно, масса и габариты кабелей и кабельных трасс определяются главным образом значением тока.
Передаваемая мощность в трехфазных цепях переменного тока определяется:
Полная S = 3 U ф I ф = (ВА);
Активная P = 3 U ф I ф cosj = (Вт);
Реактивная Q = 3 U ф I ф sinj = (вар);
где U ф , I ф – действующие значения фазных напряжений и токов; U л , I л – линейных токов и напряжений; cosj - коэффициент мощности.
Поэтому при заданном уровне напряжения с ростом мощности существенно увеличиваются масса и габариты кабельных трасс. Основным средством их уменьшения является повышение напряжения.
Убедимся в правильности сделанного вывода на простом примере. Пусть имеется два потребителя с мощностями Р 1 =10 кВт и Р 2 =100 кВт, рассмотрим какое сечение проводов необходимо взять, чтобы передать им электроэнергию:
1) при напряжении U л = 380 В:
токи будут I 1 =19 А, I 2 =190 А, а сечения жилы - S 1 =2,5 мм 2 , S 2 =120 мм 2 ;
2) при напряжении U л = 1000 В:
токи будут I 1 =7,2 А, I 2 =72 А, а сечения жилы - S 1 =1,5 мм 2 , S 2 =25 мм 2 .
Полагая, что масса кабеля при одинаковой длине пропорциональна его сечению, получим:
Для первого потребителя ;
Для второго потребителя 
Данный пример показывает, что степень снижения массогабаритных показателей зависит не только от степени повышения напряжения, но и от мощности потребителя – чем больше мощность, тем выше эффект снижения.
Влияние уровня напряжения на массогабаритные показатели электрических машин зависит как от значения напряжения, так и от мощности агрегата. Для напряжений до 380 В массогабаритные показатели мало зависят от его значения. Повышение напряжения до 1000 В может привести к увеличению массы и габаритов синхронных генераторов из-за необходимости усиления электрической прочности изоляции. Однако чем мощнее машина, тем фактор увеличения тока начинает превалировать и высоковольтные машины получают преимущества в весах и габаритах по сравнению с низковольтными. К преимуществам высоковольтных машин также можно отнести то, что они легче управляются.
Массогабаритные показатели коммутационно-защитной аппаратуры на напряжения до 380 В одинаковы. Увеличение напряжения до 1000 В приводит к уменьшению их массы на » 25%.
Наиболее часто применяемым номинальным напряжением в СЭЭС является 380 В.
Переход на более высокие напряжения приводит к увеличению количества устанавливаемых трансформаторов. Это вызвано следующими причинами:
1. Отдельные виды электрооборудования технически не могут быть выполнены на повышенное напряжение, например, асинхронные двигатели (АД) мощностью 0,5…2 кВт;
2. Часть потребителей, таких как системы освещения, отопления, приборы и сети управления, по условиям безопасности не делают на повышенное напряжение.
Существующее оборудование рассчитывается на напряжение £ 500 В, кабели – до 1000 В. Переход на более высокое напряжение требуют разработки нового оборудования. В настоящее время повышенное напряжение используется в основном на судах технического флота.
Таблица 2.1. .
Требования МЭК и Морского Регистра РФ к уровням напряжений
| Характеристика | МЭК | Морской Регистр РФ | ||
| Номинальное, В | Максимально допустимое, В | Номинальное, В | Максимально допустимое, В | |
| Напряжение постоянного тока для судовых систем питания: | ||||
| - силовые установки | 110, 220 | |||
| - камбузные и нагревательные приборы | 110, 220 | |||
| - освещение и штепсельные розетки | 24, 110, 220 | 24, 220 | ||
| Напряжение переменного тока частотой 50 и 60 Гц для питания судовых систем: | ||||
| - стационарно установленное постоянно подсоединенное к сети силовое, камбузное и отопительное оборудование | Трехфазное 220, 240 * 380, 415 ** 440, 660 *** 3000/3300 6000/6600 10000/11000 Однофазное 220, 240 * | 220, 380 | 3000/3300 6000/6600 10000/11000 | |
| - переносные силовые потреби-тели, питаемые от штепсельных розеток, установленных стацио-нарно во время их работы | - | - | 42, 220, 380 | |
| - освещение, сигнализация и внутренняя связь, штепсельные розетки для питания пере-носных потребителей с двойной изоляцией | 220, 240 * | |||
| Штепсельные розетки, установ-ленные: - в местах с повышенной влаж-ностью; - в особо сырых помещениях, предназначенных для питания потребителей без двойной или усиленной изоляции | - - | - - |
Примечания: * - в будущем только 230 В; ** - только 400 В; *** - только 690 В.
2.3. Уровни частоты
Частота напряжения в СЭЭС отечественных судов принята равной 50 Гц. На судах где массогабаритные показатели являются решающими (суда с динамическими принципами поддержания) применяется 400 Гц.
Рассмотрим влияние повышения частоты на массогабаритные показатели ЭО.
Отметим вначале положительные стороны повышения частоты в СЭЭС:
1. Снижаются массогабаритные показатели генераторных агрегатов (ГА). Данное утверждение иллюстрируют параметры, представленные в табл. 2.2, и рис. 2.1.
Таблица 2.2.
Рис. 2.1. Внешний вид и габаритные показатели ГА разного исполнения
Причиной этого являются:
· исключение редуктора при сочленении ПД и СГ. Частота вращения связана с электрической частотой следующим соотношением
где n – частота вращения первичного двигателя (об/мин), f – частота сети (Гц), p – число пар полюсов. Для сетей с частотой 50 Гц она составляет 3000 об/мин, а для сетей с частотой 400 Гц – 24000 об/мин, что позволяет при стыковке СГ с первичными высокоскоростными двигателями (ПД) исключить редуктор, а, следовательно, уменьшить вес ГА;
· улучшение показателей ПД;
· улучшение показателей самого генератора. Так генератор мощностью 50 кВт выполненный на 50 Гц и частоту вращения 1500 об/мин весит 600 кг, а генератор такой же мощности на 400 Гц и частоту вращения 12000 об/мин – 150 кг (рис. 2.2). Обычно, при оценке массогабаритных показателей генераторов полагают, что в заданном объеме 
.
Рис. 2.2. Внешний вид генераторов мощностью 50 кВт на 50 Гц и 400 Гц
2. Повышенная частота позволяет увеличить частоту вращения механизмов и электроприводов в 2…3 раза, что приводит к существенному уменьшению габаритов и массы агрегатов двигатель – механизм. Так переход от частоты вращения 3000 об/мин к частоте вращения 8000 об/мин дает снижение массы АД в 2,5…3,5 раза и габаритов в 2,5 раза (рис.2.3).
Рис. 2.3. Внешний вид АД мощностью 3,2 кВт на 50 Гц с частотой вращения
3000 об/мин, и на 400 Гц, с частотой вращения 8000 об/мин
3. Улучшаются массогабаритные показатели трансформаторов, дросселей, магнитных усилителей. Убедимся в этом с помощью простых соотношений.
По закону электромагнитной индукции Фарадея 
где Ψ – потокосцепление, Ф – поток, W
– число витков, е
– э.д.с. Полагая U
=E
и U
=U m
sin(ωt
), а следовательно и Ф=Ф m
sin(ωt
) получим:
, учитывая, что соs(ωt
)=-sin(ωt-
π/2), е=
ωФ m W
sin(ωt-
π/2),
Е m
=2πf
Ф m W
, а 
, где В
– индукция, S
– сечение.
Таким образом, если Е
400 = Е
50, то 
.
Реальное преимущество рассматриваемых видов оборудования на 400 Гц ниже. Это связано с тем, что магнитопроводы изготавливают из электропроводящего материала, в котором под действием переменного магнитного поля возникают микротоки – токи Фуко или вихревые токи. Электрическое сопротивление стали мало, а значит, вихревые токи могут достигать большого значения, что приводит к разогреву магнитопровода - потери в стали оценивают пропорциональными f 1,3…1,5 . Поэтому для сохранения теплового баланса в высокочастотном оборудовании снижают индукцию В m 400 < В m 50 , плотность тока и стальные сердечники набирают из более тонких пластин: 50 Гц - толщина пластин 0,35 мм, 400 Гц – 0,08 мм. Сравнение существующего оборудования показывает, что в заданном объеме трансформатора .
4. Сокращается время переходных процессов. Рассмотрим это более подробно.
При увеличении частоты с 50 до 400 Гц и одновременном увеличении частоты вращения при той же мощности размеры генератора, периметр витка обмотки статора и число витков уменьшаются .
Постоянная времени обмотки равна . Выразим индуктивность через конструктивные параметры машины:
по закону полного тока ;
тогда 
в свою очередь , отсюда
В представленных выражениях использованы следующие обозначения: Н – напряженность поля; μ – магнитная проницаемость; μ 0 = 4π10 -7 (Гн/м); λ – магнитная проводимость.
Проводимость, при прочих равных условиях, уменьшается пропорционально периметру витка. Активное сопротивление R уменьшается пропорционально уменьшению числа витков и уменьшению их периметра. Таким образом, постоянные времени уменьшаются приблизительно пропорционально уменьшению числа витков.
Следует отметить, что индуктивные сопротивления обмотки, определяемые , увеличиваются . Это происходит из-за того, что число витков обмотки статора уменьшается не прямо пропорционально увеличению частоты.
К недостаткам применения высокой частоты следует отнести:
1. Отсутствие унификации с береговой сетью;
2. Отсутствие серийного оборудования;
3. Увеличение потерь в кабелях.
Кабель имеет активное R и индуктивное Х сопротивления. Рассмотрим характер и причины их изменения при повышении частоты:
1. При прохождении переменного тока по проводнику в нем, из-за скин-эффекта и эффекта близости, происходит вытеснение тока к поверхности. Чем выше частота и чем толще проводник тем в большей степени проявляется неравномерность распределения тока по сечению проводника. Это приводит к уменьшению полезного сечения проводника и как следствие – увеличению сопротивления и потерь в нем. Для учета этого явления используется следующая эмпирическая формула: , где R ~ - активное сопротивление кабеля на переменном токе; R - - активное сопротивление кабеля на постоянном токе; к - коэффициент пропорциональности.
Значение коэффициента пропорциональности зависит от частоты тока и количества жил в кабеле:
50 Гц к =1;
400 Гц: количество жил – 1 к =1, 25; количество жил 2,3 к =1, 45.
2. Х = ωL , т.е. Х 400 =8·Х 50 .
2. Термины и определения.
Энергоснабжающая организация
Сетевая организация
Потребитель
Максимальная мощность -
Граница участка заявителя
Одноставочный тариф
Двухставочный тариф
| Варианты подачи заявки | |
Справочно:
| № п/п | Наименование мероприятия | Сроки реализации |
| 30 дней | ||
| от 30 до 60 дней | ||
| от 4 месяцев до 4 лет | ||
| от 30 до 90 дней | ||
| 30 дней | ||
| 30 дней | ||
Класс напряжения, кВ;
-
-
-
1.НОРМАТИВНЫЕ ПРАВОВЫЕ АКТЫ, РЕГЛАМЕНТИРУЮЩИЕ ПОРЯДОК ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ К ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СЕТЯМ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЯЗАННОСТЕЙ МЕЖДУ СТОРОНАМИ ПО ИСПОЛНЕНИЮ ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ........................................... 4
2.ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ..................................................................... 4
3.ПОРЯДОК ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ ЭНЕРГОПРИНИМАЮЩИХ УСТРОЙСТВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ К ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СЕТЯМ ООО "БАШКИРЭНЕРГО»...................................................................................... 6
3.1 Этапы технологического присоединения............................................. 6
3.2 Сроки реализации этапов технологического присоединения............ 8
3.3 Необходимые показатели для расчета стоимости и заключения договора на технологическое присоединение........................................................... 8
4.СОСТАВЛЯЮЩИЕ ЦЕНЫ (ТАРИФА) ПОТРЕБЛЯЕМОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ........................................................................................................ 9
5.КЛАССЫ (УРОВНИ) НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ........................................................................................... 9
7.МАКСИМАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ ПРИСОЕДИНЯЕМЫХ ЭНЕРГОПРИНИМАЮЩИХ УСТРОЙСТВ............................................... 13
8.МАКСИМАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ В РАСЧЕТЕ ПРЕДЕЛЬНОГО УРОВНЯ НЕРЕГУЛИРУЕМЫХ ЦЕН (ТАРИФА)..................................................... 13
9.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПО ОПТИМИЗАЦИИ ЗАТРАТ НА ПОТРЕБЛЯЕМУЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ СЕЛЬХОЗТОВАРОПРОИЗВОДИТЕЛЯМИ, ВКЛЮЧАЯ КРУПНЫЕ ТЕПЛИЧНЫЕ ХОЗЯЙСТВА....................................................................... 15
10.СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ ТЕПЛИЧНОГО КОМПЛЕКСА К ЭЛЕКТРОСЕТИ ПО ВЫСОКОМУ НАПРЯЖЕНИЮ (ВН)......................................................................................................................... 16
11.МЕРЫ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПОДДЕРЖКИ РЕАЛИЗАЦИИ ИНВЕСТИЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ ПО РАЗВИТИЮ ОВОЩЕВОДСТВА 17
12.НОРМЫ ФЕДЕРАЛЬНОГО ЗАКОНА ОБ УКРЕПЛЕНИИ ПЛАТЕЖНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ........................................................................................... 19
1. Нормативные правовые акты, регламентирующие порядок технологического присоединения к электрическим сетям и распределение обязанностей между сторонами по исполнению технических условий.
Федеральный закон "Об электроэнергетике" от 26.03.2003 г. № 35-ФЗ;
Стандарты раскрытия информации субъектами оптового и розничных рынков электрической энергии, утвержденные Постановлением Правительства Российской Федерации от 21.01.2004 г. № 24.
Правила технологического присоединения энергопринимающих устройств (энергетических установок) юридических и физических лиц к электрическим сетям, утвержденные Постановлением Правительства Российской Федерации от 27.12.2004 г. № 861;
Основы ценообразования в области регулируемых цен (тарифов) в электроэнергетике, утвержденные Постановлением Правительства Российской Федерации от 29.12.2011 г. № 1178;
Методические указания по определению размера платы за технологическое присоединение к электрическим сетям, утвержденные Приказом Федеральной службы по тарифам Российской Федерации от 11.09.2012 г. № 209-э/1;
Приказ Федеральной Службы по тарифам «Об утверждении методических указаний по определению выпадающих доходов, связанных с осуществлением технологического присоединения к электрическим сетям» от 11.09.2014 г. № 215-э/1.
2. Термины и определения.
Энергоснабжающая организация – коммерческая организация независимо от организационно-правовой формы, осуществляющая продажу потребителям произведенной и (или) купленной электрической энергии (мощности).
Сетевая организация - организация, владеющая на праве собственности или на ином установленном федеральными законами основании объектами электросетевого хозяйства, с использованием которых такая организация оказывает услуги по передаче электрической энергии и осуществляет в установленном порядке технологическое присоединение энергопринимающих устройств (энергетических установок) юридических и физических лиц к электрическим сетям, а также осуществляющая право заключения договоров об оказании услуг по передаче электрической энергии с использованием объектов электросетевого хозяйства, принадлежащих другим собственникам и иным законным владельцам и входящих в единую национальную (общероссийскую) электрическую сеть.
Потребитель – физическое или юридическое лицо, пользующееся электрической энергией (мощностью).
Абонент энергоснабжающей организации – потребитель, присоединенный к сетям энергоснабжающей организации, имеющий с ней границу балансовой принадлежности по электрическим сетям, право и условия пользования электрической энергией которого обусловлены договором электроснабжения.
Энергопринимающие устройства потребителя - находящиеся у потребителя аппараты, агрегаты, механизмы, устройства и иное оборудование (или их комплекс).
Максимальная мощность - наибольшая величина мощности, определенная к одномоментному использованию энергопринимающими устройствами (объектами электросетевого хозяйства) в соответствии с документами о технологическом присоединении и обусловленная составом энергопринимающего оборудования (объектов электросетевого хозяйства) и технологическим процессом потребителя, в пределах которой сетевая организация принимает на себя обязательства обеспечить передачу электрической энергии.
Акт разграничения балансовой принадлежности электросетей - документ, составленный в процессе технологического присоединения энергопринимающих устройств (энергетических установок) физических и юридических лиц к электрическим сетям, определяющий границы балансовой принадлежности.
Акт разграничения эксплуатационной ответственности сторон - документ, составленный сетевой организацией и потребителем услуг по передаче электрической энергии в процессе технологического присоединения энергопринимающих устройств, определяющий границы ответственности сторон за эксплуатацию соответствующих энергопринимающих устройств и объектов электросетевого хозяйства.
Граница балансовой принадлежности - линия раздела объектов электроэнергетики между владельцами по признаку собственности или владения на ином предусмотренном федеральными законами основании, определяющая границу эксплуатационной ответственности между сетевой организацией и потребителем услуг по передаче электрической энергии (потребителем электрической энергии, в интересах которого заключается договор об оказании услуг по передаче электрической энергии) за состояние и обслуживание электроустановок.
Граница участка заявителя – подтвержденная правоустанавливающими документами граница земельного участка, либо граница иного недвижимого объекта, на котором (в котором) находятся принадлежащие потребителю на праве собственности или на ином законном основании энергопринимающие устройства, либо передвижные объекты заявителей, в отношении которых предполагается осуществление мероприятий по технологическому присоединению.
Точка присоединения к электрической сети - место физического соединения энергопринимающего устройства (энергетической установки) потребителя услуг по передаче электрической энергии (потребителя электрической энергии, в интересах которого заключается договор об оказании услуг по передаче электрической энергии) с электрической сетью сетевой организации.
Энергетические объекты "последней мили" – линии электропередач и (или) объекты электросетевого хозяйства от энергопринимающих объектов (устройств) потребителей (заявителей) до существующих центров питания сетевой организации.
Одноставочный тариф – ставка за передачу 1 кВт электроэнергии, учитывающая стоимость содержания электрических сетей и стоимость технологического расхода (потерь) электрической энергии;
Двухставочный тариф – отдельно содержит ставку за содержание электрических сетей и ставку на оплату технологического расхода (потерь) электрической энергии.
3. Порядок технологического присоединения энергопринимающих устройств производственных сельскохозяйственных объектов к электрическим сетям ООО «Башкирэнерго».
3.1. Этапы технологического присоединения:
Подача заявки на технологическое присоединение;
| Варианты подачи заявки | - лично в ООО "Башкирэнерго" (с информацией по офисам обслуживания клиентов можно ознакомится на сайте www.bashkirenergo.ru); - по почте 450096, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Комсомольская 17; - через личный кабинет потребителя услуг по технологическому присоединению на сайте www.bashkirenergo.ru. |
| Приложения документов к заявке | а) план расположения энергопринимающих устройств, которые необходимо присоединить к электрическим сетям сетевой организации; |
| б) однолинейная схема электрических сетей заявителя, присоединяемых к электрическим сетям сетевой организации, номинальный класс напряжения которых составляет 35 кВ и выше, с указанием возможности резервирования от собственных источников энергоснабжения (включая резервирование для собственных нужд) и возможности переключения нагрузок (генерации) по внутренним сетям заявителя; | |
| в) перечень и мощность энергопринимающих устройств, которые могут быть присоединены к устройствам противоаварийной автоматики; | |
| г) копия документа, подтверждающего право собственности или иное предусмотренное законом основание на объект капитального строительства и (или) земельный участок, на котором расположены (будут располагаться) объекты заявителя, либо право собственности или иное предусмотренное законом основание на энергопринимающие устройства; | |
| д) доверенность или иные документы, подтверждающие полномочия представителя заявителя, подающего и получающего документы, в случае если заявка подается в сетевую организацию представителем заявителя. | |
| Для присоединения объекта к ПС ООО "Башкирэнерго" (в целях применения тарифа на потребление э/э ВН) | Документ, подтверждающий право собственности или иное предусмотренное законом основание на земельный участок под строительство ЛЭП от объекта Заявителя до центра питания ПС ООО «Башкирэнерго» |
Заключение договора на технологическое присоединение;
Выполнение сторонами мероприятий, предусмотренных договором;
Получение разрешения Ростехнадзора на допуск в эксплуатацию объектов заявителя;
Получение разрешения Ростехнадзора на допуск в эксплуатацию объекта не требуется для:
объектов юридических лиц максимальная мощность энергопринимающих устройств которых составляет свыше 150 кВт и менее 670 кВт, технологическое присоединение которых осуществляется по одному источнику электроснабжения к электрическим сетям классом напряжения до 20 кВ включительно;
объектов юридических лиц в целях технологического присоединения по одному источнику электроснабжения энергопринимающих устройств, максимальная мощность которых составляет до 150 кВт включительно (с учетом ранее присоединенных в данной точке присоединения энергопринимающих устройств);
в целях временного технологического присоединения;
Осуществление сетевой организацией фактического присоединения объектов заявителя к электрическим сетям;
Фактический прием (подача) напряжения и мощности (фиксация коммутационного аппарата в положении "включено");
Составление акта о технологическом присоединении и акта разграничения балансовой принадлежности и эксплуатационной ответственности.
Справочно:
Процедура технологического присоединения носит однократный характер:
- плата за технологическое присоединение взимается однократно;
- при изменении формы собственности или собственника (заявителя или сетевой организации) не требуется осуществления новой процедуры технологического присоединения;
- изменение формы собственности или собственника (заявителя или сетевой организации) не влечет за собой повторную оплату за технологическое присоединение.
3.2. Сроки реализации этапов технологического присоединения.
В соответствии с регламентом технологического присоединения к электрическим сетям ООО «Башкирэнерго» установлены следующие календарные сроки:
| № п/п | Наименование мероприятия | Сроки реализации |
| Подготовка технических условий и проекта договоров | 30 дней | |
| Подписание договора Заявителем | от 30 до 60 дней | |
| Срок выполнения мероприятий* | от 4 месяцев до 4 лет | |
| Согласование Заявителем проектной и рабочей документации со всеми заинтересованными организациями | от 30 до 90 дней | |
| По готовности Заявителя подача в ООО "Башкирэнерго" уведомления о выполнении технических условий | по готовности Заявителя (выполнены обязательства по ТУ, проект согласован, объект готов к подключению) | |
| Получение разрешения Заявителем на ввод объекта в эксплуатацию от Ростехнадзора | 30 дней | |
| Фактическое присоединение с оформлением соответствующих актов | 30 дней | |
| *- Срок присоединения объекта к сетям в соответствии с действующим законодательством зависит от необходимых мероприятий выполняемых ООО «Башкирэнерго» по техническим условиям. |
3.3. Необходимые показатели для расчета стоимости и заключения договора на технологическое присоединение:
Максимальная мощность присоединяемых энергопринимающих устройств, кВт;
Класс напряжения, кВ;
Наличие технических условий;
Потребность в строительстве линии электропередачи – воздушной, воздушной по существующим опорам, кабельной в траншее, кабельной горизонтальным бурением.
Выписка из постановления Правительства Российской Федерации от 27 декабря 2004 г. № 861 пункт 25. а(2):
Распределение обязанностей между сторонами по исполнению технических условий - мероприятия по технологическому присоединению в пределах границ участка, на котором расположены энергопринимающие устройства заявителя, осуществляются заявителем, а мероприятия по технологическому присоединению до границы участка, на котором расположены энергопринимающие устройства заявителя, включая урегулирование отношений с иными лицами, осуществляются сетевой организацией.
4. Составляющие цены (тарифа) потребляемой электрической энергии.
Предельный уровень нерегулируемых цен ежемесячно рассчитывается гарантирующим поставщиком в соответствии с «Правилами определения и применения гарантирующими поставщиками нерегулируемых цен на электрическую энергию (мощность)», утвержденных Постановлением Правительства РФ от 29.11.2011 №1179 и состоит из следующих четырех составляющих:
- средневзвешенная цена на электрическую энергию и мощность - формируется на оптовом рынке Российской Федерации и может изменяться один раз в месяц;
- тариф на услуги по передаче электроэнергии – рассчитывается и устанавливается Государственным Комитетом Республики Башкортостан по тарифам. (на 2016 году утвержден постановлением Государственного комитета РБ по тарифам № 921 от 18 декабря 2015г.);
- сбытовая надбавка гарантирующего поставщика или энергосбытовой компании - устанавливается Государственным Комитетом Республики Башкортостан по тарифам. (на 2016 году утверждена постановлением Государственного комитета РБ по тарифам № 918 от 18.декабря 2015г.);
- плата за иные услуги инфраструктурным организациям - рассчитывается ежемесячно гарантирующим поставщиком согласно п.101 постановления Правительства Российской Федерации от 4.05.2012 г. № 442.
Классы (уровни) напряжения электрических сетей потребителей.
Размер тарифа на услуги по передаче электрической энергии рассчитывается в виде экономически обоснованной ставки, которая в свою очередь дифференцируется по четырем уровням напряжения сети переменного тока в точке подключения потребителя (покупателя) к электрической сети:
на высоком напряжении (ВН) - напряжение 110 кВ и выше - подключаются крупные промышленные потребители, имеющие в собственности объекты электросетевого хозяйства, предназначенные для понижения напряжения до низкого уровня (на котором возможно подключение электроустановок потребителя).
на среднем первом напряжении (СН1) - напряжение 35 кВ - подключаются крупные или средние промышленные потребители, имеющие в собственности объекты электросетевого хозяйства, предназначенные для понижения напряжения до более низкого уровня (на котором возможно подключение электроустановок потребителя - НН).
на среднем втором напряжении: (СН 2) - напряжение 10 - 6 кВ - подключаются средние промышленные потребители или непроизводственные объекты, имеющие в собственности объекты электросетевого хозяйства, предназначенные для понижения напряжения до более низкого уровня (на котором возможно подключение электроустановок потребителя - НН).
на низком напряжении: (НН) - напряжение 0,4 кВ и ниже - подключаются небольшие производственные объекты, не имеющие в собственности понижающие трансформаторы.
Энергоснабжение сельскохозяйственных товаропроизводителей республики осуществляется в основном по электрическим сетям низкого напряжения (НН).
Чем выше расчетный уровень напряжения потребителя, тем ниже применяемый поставщиком электроэнергии тариф на оказание услуг по передаче электрической энергии для расчета стоимости поставленной такому потребителю электрической энергии и мощности.
Уровень (класс) напряжения в точке подключения потребителя.
(Определение Верховного суда РФ от 01.02.2016 по делу № А19-15605/2013)
Одним из наиболее ожидаемых итогов упразднения Высшего арбитражного суда Российской Федерации (ВАС РФ) является пересмотр Верховным судом Российской Федерации (ВС РФ) правовых позиций, ранее высказанных в процессе рассмотрения конкретных дел.
В сфере электроэнергетики часто критикуемым является подход ВАС РФ, примененный в деле № А40-85382/06-68-664 , согласно которому уровень напряжения является техническим параметром и может быть согласован сторонами без учета фактических условий присоединения. Также неоднозначно следует оценивать применимость этого подхода в случае опосредованного присоединения энергопринимающих устройств потребителя через объекты по производству электрической энергии.
Относительно недавно Верховый суд Российской Федерации выступил за пересмотр указанной практики при рассмотрении дела № A19-15605/2013. Остановимся подробнее на фактических обстоятельствах дела и правовых подходах ВС РФ.
Общество с ограниченной ответственностью "Технопарк" (далее – Общество, Потребитель) обратилось в Арбитражный суд Иркутской области с иском о взыскании с общества с ограниченной ответственностью "Иркутская энергосбытовая компания" (далее – Ответчик) 2 718 712 руб. 28 коп. неосновательного обогащения за период с 01.01.2011 по 30.06.2013 и 501 304 руб. 78 коп. процентов за пользование чужими денежными средствами за период с 17.03.2011 по 27.05.2014.
К участию в деле в качестве третьего лица, не заявляющего самостоятельных требований относительно предмета спора, привлечено открытое акционерное общество "Иркутская электросетевая компания" (далее – сетевая компания).
Решением Арбитражного суда Иркутской области от 20.06.2014 оставленным без изменения Постановлением Четвертого арбитражного апелляционного суда от 27.01.2015 и Постановлением Арбитражного суда Восточно-Сибирского округа от 17.06.2015 Обществу отказано в удовлетворении исковых требований в полном объеме.
Определением Верховного суда Российской Федерации от 07.12.2015 (судья Кирейкова Г.Г.) кассационная жалоба Общества на указанные судебные акты вместе с делом № А19-15605/2013 передана для рассмотрения в судебном заседании Судебной коллегии по экономическим спорам Верховного суда Российской Федерации.
Общество указывало на опосредованное присоединение своих энергопринимающих устройств к электрическим сетям сетевой компании через энергетические установки производителя электрической энергии, на неверное использование в расчетах в период с 01.01.2011 по 30.06.2013 уровня среднего первого напряжения (СН1) вместо высокого напряжения (ВН), а следовательно, и на использование не соответствующего уровню напряжения тарифа на услуги по передаче электрической энергии, который является составляющей цены на электрическую энергию.
Таким образом, на стороне Ответчика имеется неосновательное обогащение, которое подлежит взысканию в судебном порядке.
Суды первой и апелляционной инстанций установили, что согласно существовавшей до июля 2013 года схеме энергоснабжения питание электрической энергией объектов Общества осуществлялось от производителя электроэнергии (ТЭЦ-9 сетевой компании) без участия объектов электросетевого хозяйства сетевой компании .
Указав, что электроустановки Общества присоединены к ТЭЦ-9 сетевой компании на уровне напряжения 35 кВ, на котором и осуществляется фактическое получение электроэнергии, что соответствует уровню напряжения СН1, согласованному сторонами в договоре энергоснабжения № 772, суды пришли к выводу об отсутствии на стороне Ответчика неосновательного обогащения.
При этом суды первой и апелляционной инстанций исходили из того, что Методические указания по расчету регулируемых тарифов и цен на электрическую (тепловую) энергию на розничном (потребительском) рынке, утвержденные приказом Федеральной службы по тарифам от 06.08.2004 № 20-э/2, к правоотношениям сторон не применяются.
Суд округа согласился с выводами судов первой и апелляционной инстанций.
ВС РФ в определении от 07.12.2015, передавая дело на рассмотрение Судебной коллегии по экономическим спорам, нашел обоснованным довод Потребителя о том, что Ответчик, осуществляя регулируемую деятельность, обязан руководствоваться императивными требованиями нормативных актов в сфере энергоснабжения – в первую очередь Методическими указаниями № 20-э/2.
ВС РФ рассматривая указанное дело, пришел к следующим выводам:
1. Основные положения функционирования розничных рынков и иные регулирующие функционирование (ценообразование) оптового и розничных рынков нормативные документы обязательны для сторон публичного договора со дня их вступления в силу и распространяются также на отношения, возникшие из ранее заключенных договоров, если указанными нормативными документами не установлен иной срок их вступления в силу .
Потребители услуг, опосредованно присоединенные к электрическим сетям, оплачивают услуги по передаче электрической энергии в соответствии с методическими указаниями, утверждаемыми федеральным органом исполнительной власти в области государственного регулирования тарифов . Таким образом, вывод судов о том, что Методические указания № 20-э/2 не применяются к правоотношениям сторон, является ошибочным.
В силу пункта 2.2 договора энергоснабжения № 772 гарантирующий поставщик принял на себя обязательства заключить с сетевой компанией в интересах Потребителя договор на оказание услуг по передаче электрической энергии до энергопринимающих устройств Потребителя, а в пункте 3.1 договора предусмотрена обязанность Общества возмещать гарантирующему поставщику расходы на оплату услуг по передаче электрической энергии. Цены на услуги по передаче электрической энергии подлежат государственному регулированию .
Существует дифференциация ставки для исчисления размера тарифа на услуги по передаче электрической энергии на четыре уровня напряжения, в том числе ВН и СН1 . Установлены особенности оплаты электрической энергии потребителями, энергопринимающие устройства которых присоединены к электрическим сетям сетевой организации через энергетические установки производителя электрической энергии .
Предусмотрено, что в случае, если все энергопринимающие устройства потребителя присоединены к электрическим сетям сетевой организации через энергетические установки производителя электрической энергии и потребитель получает от данного производителя весь объем потребляемой электрической энергии, потребитель оплачивает услуги по передаче электрической энергии по установленной ставке тарифа на содержание электрических сетей для уровня напряжения, на котором производитель присоединен к электрическим сетям сетевой организации по напряжению станции наиболее высокого уровня .
Указанные особенности независимо от условий заключенных договоров являются обязательными для лиц, производящих расчеты за услуги по передаче электрической энергии.
Между тем суды нижестоящих инстанций, установив, что снабжение электроэнергией электроустановки № 1 Общества осуществляется от производителя, который присоединен к сетям сетевой компании на напряжении ВН, обосновали отказ в удовлетворении иска тем, что уровень напряжения согласован сторонами при заключении договора энергоснабжения № 772 (СН1).
Особо следует обратить внимание на следующий вывод ВС РФ – уровень напряжения для целей расчетов в соответствии с указанным пунктом не может определяться соглашением сторон и зависит от условий технологического присоединения сетей производителя к электрическим сетям сетевой организации.
2. Довод ответчика в отзыве о том, что оснований для применения пункта 55 Методических указаний № 20-э/2 не имеется, поскольку Общество получает электрическую энергию не от производителя, а от гарантирующего поставщика, отклоняется. При заключении публичного договора тариф на электрическую энергию (услуги по передаче) определяется условиями технологического присоединения и требованиями законодательства. Применяемый с 2013 года "зеркальный" принцип выбора тарифа в отношениях "потребитель – гарантирующий поставщик" и "гарантирующий поставщик – сетевая организация" также свидетельствует о том, что установленное пунктом 55 Методических указаний № 20-э/2 правило в отношении уровня напряжения распространяется на перечисленных субъектов розничного рынка электрической энергии, в расчеты между которыми включены услуги по передаче электрической энергии.
3. Обязанность по представлению документов для формирования цен (тарифов) возложена на регулируемые организации, которые по роду своей профессиональной деятельности обладают информацией, влияющей на порядок расчетов за приобретенный ресурс и оказанные услуги; негативные последствия представления не соответствующей нормативным актам информации в отношении потребителя, не участвующего в формировании тарифов, не должны возлагаться на такого потребителя .
Следовательно, ВС РФ обосновал неприменимость правовой позиции, изложенной в Постановлении Президиума ВАС РФ от 29.05.2007 № 16260/06 по делу № А40-85382/06-68-664 наличием противоречий между нормативным регулированием и судебной оценкой возможности согласования уровня напряжения при заключении договора энергоснабжения.
По итогам рассмотрения дела судебные акты нижестоящих судов отменены, а дело направлено на новое рассмотрение в арбитражный суд первой инстанции.
Таким образом, рассматриваемое определение ВС РФ изменяет ранее действовавший подход судебных инстанций, согласно которому уровень напряжения может быть согласован сторонами даже в случае опосредованного присоединения через объект по производству электрической энергии.
Стоит отметить, что, по сути, Верховным судом верно разрешен конфликт между нормативным регулированием и правовой позицией ВАС РФ. Такой итог, безусловно, свидетельствует о том, что в настоящий момент ошибочные позиции Высшего арбитражного суда не являются обязательными для арбитражных судов.
Акцентируем внимание на то, что правовая позиция, изложенная в определении Верховного суда РФ от 01.02.2016 по делу № А19-15605/2013, при ее использовании потребителями в практике рассмотрения аналогичных дел окажет положительное влияние на исход дела и может быть использована также в порядке досудебного урегулирования споров с сетевыми организациями и гарантирующими поставщиками.
Постановление Президиума ВАС РФ от 29.05.2007 № 16260/06 по делу № А40-85382/06-68-664.
Таким образом, в деле имеется непосредственное присоединение энергопринимающих устройств Потребителя к объекту генерации.
Статья 6 Федерального закона от 26.03.2003 № 36-ФЗ "Об особенностях функционирования электроэнергетики и о внесении изменений в некоторые законодательные акты Российской Федерации и признании утратившими силу некоторых законодательных актов Российской Федерации в связи с принятием Федерального закона "Об электроэнергетике".
Пункт 6 абзаца 3 Правил недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг, утв. постановлением Правительства Российской Федерации от 27.12.2004 № 861.
Статья 23 Федерального закона от 26.03.2003 № 35-ФЗ "Об электроэнергетике".
Приказ ФСТ России от 06.08.2004 №20-э/2 "Об утверждении Методических указаний по расчету регулируемых тарифов и цен на электрическую (тепловую) энергию на розничном (потребительском) рынке" п. 44.
Приказ ФСТ России от 06.08.2004 № 20-э/2 "Об утверждении Методических указаний по расчету регулируемых тарифов и цен на электрическую (тепловую) энергию на розничном (потребительском) рынке".
Пункт 55 абзаца 2 Приказа ФСТ России от 06.08.2004 № 20-э/2 "Об утверждении Методических указаний по расчету регулируемых тарифов и цен на электрическую (тепловую) энергию на розничном (потребительском) рынке".
Постановление Правительства РФ от 29.12.2011 № 1178 "О ценообразовании в области регулируемых цен (тарифов) в электроэнергетике" (вместе с "Основами ценообразования в области регулируемых цен (тарифов) в электроэнергетике", "Правилами государственного регулирования (пересмотра, применения) цен (тарифов) в электроэнергетике").
Краткие сведения из теории
Рис. 1.1. Схемы измерения сопротивлений
Рис. 1.2. Схема измерения полного сопротивления
Методом двух вольтметров
Если ввести условные обозначения
, (1.10)
то 
; (1.11)
. (1.12)
При использовании в качестве добавочных сопротивлений резисторов R 1 и R 2 в формуле (1.10) значение коэффициента , а угол j и модуль |Z| вычисляются по формулам:
; (1.13)
. (1.14)
Для повышения точности измерений необходимо принять:
1) значение коэффициента р – в пределах от 5 до 20;
2) значения добавочных сопротивлений Z 1 и Z 2 - соизмеримыми с Z х;
3) отсчет V х и V 0 выполнять по одному и тому же прибору без переключения шкалы.
Порядок выполнения работы
1.2.1. Измерить уровень напряжения на различных сопротивлениях нагрузки.
1.2.2. Измерить комплексное сопротивление индуктивного и емкостного характера (частота генератора и параметры цепи задаются преподавателем) методом двух вольтметров.
1.2.3. Изучить порядок и выполнить измерение сопротивлений с помощью уравновешенного моста, используя программный продукт «Лабораторные работы по ТЛЭЦ».
1.2.4. Собрать аналогичную схему, используя программный продукт Workbench, выполнить измерения.
1.2.5. Обработать экспериментальные данные, результаты измерений проанализировать.
1.2.6. Ответить на контрольные вопросы.
1) Титульный лист с указанием дисциплины, кафедры, наименования работы, номера группы, фамилии и инициалов студента, а также даты выполнения работы.
2) Цель работы.
3) Схемы измерений и расчетные формулы с пояснениями.
4) Таблицы измерений и вычислений.
5) Графики, выполненные на миллиметровой бумаге.
6) Подробные образцы теоретических расчетов и обработки экспериментальных данных (контрольные примеры).
7) Подписанный преподавателем черновик, содержащий результаты измерений.
8) Ответы на контрольные вопросы.
Отчет должен быть оформлен аккуратно. Сокращения слов, кроме общепринятых, не допускаются.
Отчет может быть выполнен с использованием ПЭВМ (формат А4) или написан вручную на тетрадных листах с учетом всех требований стандарта СТП ОмГУПС-3.1-02.
1.6. Контрольные вопросы
1) Что такое абсолютный, относительный и измерительный уровни напряжения, тока, мощности?
2) Как, зная абсолютный (относительный) уровень сигнала, определить напряжение, ток, мощность?
3) Установить соотношение между неперами и децибелами.
4) Как выбрать оптимальное значение нагрузки?
5) Как определить, уравновешен ли мост?
6) Почему в режиме «Инд.» не удается сбалансировать мост, если сопротивление R э = 0?
Лабораторная работа 2
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКТИВНОГО ДВУХПОЛЮСНИКА
Ц е л ь р а б о т ы - выполнить экспериментальную проверку некоторых положений теории двухполюсников.
Краткие сведения из теории
Двухполюсником называется электрическая цепь любой сложности, имеющая два зажима (полюса) для присоединения к источнику электрической энергии или к другой электрической цепи.
Если сопротивления или проводимости двух двухполюсников, имеющих различные схемы, равны друг другу во всем диапазоне частот от w = 0 до w ® ¥, то двухполюсники называются эквивалентными.
Обратными называются два двухполюсника, имеющие различные схемы, если произведение их сопротивлений или проводимостей является постоянной величиной, не зависящей от частоты.
Двухполюсники, состоящие только из индуктивностей и емкостей, называются реактивными.
Двухполюсники, которые содержат наименьшее количество элементов при заданном числе резонансных частот, называются приведенными. В приведенном двухполюснике уменьшение числа элементов вызывает изменение характера частотной зависимости сопротивления.
Сопротивление реактивного двухполюсника с увеличением частоты всегда растет (в алгебраическом смысле), поэтому резонансы напряжения и тока всегда чередуются. При отсутствии потерь сопротивление двухполюсника на частоте резонанса тока становится бесконечно большим и падение напряже- ния достигает максимального значения, а при резонансе напряжения Z(jw p) = 0 и напряжение минимально.
2.1.1. Основные свойства приведенных реактивных двухполюсников
Перечислим эти свойства:
1) число резонансных частот - на единицу меньше числа элементов;
2) если в схеме двухполюсника есть путь постоянному току, то первым будет резонанс токов;
3) если в схеме двухполюсника есть путь току высокой частоты, то последним будет резонанс токов;
4) в схеме приведенного двухполюсника число реактивных элементов разного рода не может отличаться больше чем на единицу;
5) при четном числе элементов последний резонанс имеет тот же характер, что и первый.
Из трех реактивных элементов, два из которых имеют сопротивления, противоположные по знаку, можно составить четыре различные схемы реактивных двухполюсников, приведенные в табл. 2.1. Каждый из этих двухполюсников имеет два резонанса: резонанс токов и резонанс напряжений. Для четырехэлементных двухполюсников число резонансов увеличивается до трех: два резонанса напряжений и один резонанс токов или наоборот.
Таблица 2.1
Порядок выполнения работы
2.2.1. Рассчитать и построить частотную зависимость сопротивления одного из трехэлементных (четырехэлементных) двухполюсников (по указанию преподавателя), выбрав самостоятельно по четыре – пять значений частоты в каждом из трех диапазонов для трехэлементного двухполюсника (четырех – для четырехэлементного):
0 £ w < w 1 ; w 1 £ w 2.2.2. Определить экспериментально (с помощью ПК) резонансные частоты и характер резонансов, сравнить их с рассчитанными. 2.2.3. Измерить методом двух вольтметров входное сопротивление заданного двухполюсника в диапазоне частоты, полученном при выполнении п. 2.2.2. 2.2.4. Обработать результаты измерений и сопоставить их с теоретическими данными, построив экспериментальную и расчетную кривые на одном графике. 2.2.5. На ПК измерить Z(jw) с помощью моста переменного тока. 2.2.6. Ответить на контрольные вопросы. 1) Схемы двухполюсника и измерений. 2) Основные расчетные формулы. 3) Зависимости (теоретическая и экспериментальная) реактивной составляющей сопротивления двухполюсника от частоты. 2.5. Контрольные вопросы
1) Как определить резонансную частоту по известной схеме двухполюсника? 2) Какие двухполюсники называются эквивалентными? 3) Какие двухполюсники называются потенциально эквивалентными? 4) По какому принципу выполняется приведение двухполюсников? 5) Начертите схему двухполюсника по заданной преподавателем характеристике. 6) Начертите характеристику и запишите формулу сопротивления двухполюсника по заданной преподавателем схеме. 7) Какие двухполюсники называются приведенными, обратными, потенциально обратными? Лабораторная работа 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОБСТВЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА Ц е л ь р а б о т ы - изучить собственные параметры четырехполюсника (ЧП) и методы их определения, закрепить теоретический материал на практике. Краткие сведения из теории
При передаче сигналов всегда приходится иметь дело с очень сложными электрическими системами. На практике в большинстве случаев нет необходимости интересоваться всеми процессами, протекающими внутри сложной системы, передающей сигналы. Достаточно знать те процессы и то электрическое состояние, которые имеют место на ее входе и выходе, что позволяет правильно оценить режимы работы передатчика и приемника. Такая постановка вопроса позволяет достаточно просто выявить общие характеристики, необходимые для оценки передающих свойств большого количества схем, различных по типу и внутренней структуре, облегчая тем самым их сравнение в условиях эксплуатации, поэтому при изучении электрической системы как некоторой среды, в которой распространяется энергия электрических сигналов, ее можно представить себе в виде коробки, имеющей четыре зажима: 1, 1¢, 2, 2¢ (рис. 3.1). Зажимы ЧП, к которым присоединяется источник электрической энергии (генератор), называются входными, а зажимы, к которым присоединяется нагрузка (приемник), - выходными. При изменении направления передачи сигналов роль зажимов соответственно изменяется.
четырехполюсников Четырехполюсник называется активным, если он содержит внутри себя источники электрической энергии. При этом, если источники являются независимыми, на одной или обеих парах разомкнутых зажимов линейного ЧП обязательно имеется напряжение, т. е. действие источников внутри ЧП взаимно не компенсируется. Четырехполюсники, не содержащие источников энергии, а также линейные ЧП с независимыми взаимно компенсирующимися источниками, называются пассивными. Четырехполюсники называются эквивалентными, если при их взаимной замене в электрической цепи ток и напряжение в остальной части цепи не изменяются. Если перемена местами входных и выходных зажимов не изменяет тока и напряжения в цепи, с которой соединен ЧП, такой ЧП является симметричным. В противном случае ЧП будет несимметричным. Взаимное соотношение между напряжениями и токами на входе () и выходе () определяется структурой ЧП. В линейных системах между ними существует линейная зависимость. Если напряжение и ток нагрузки принять известными, то где А 11 , А 12 , А 21 , А 22 – коэффициенты уравнений передачи ЧП, зависящие от его схемы и частоты, но не зависящие от , . Физический смысл коэффициентов уравнений передачи ЧП наглядно раскрывается при анализе режимов холостого хода и короткого замыкания. Безразмерные коэффициенты А 11 и А 22 характеризуют соответственно передачу напряжения и тока через ЧП: при холостом ходе – при коротком замыкании – Коэффициент А 12 представляет собой сопротивление передачи в режиме короткого замыкания, т. е. а передаточная проводимость при холостом ходе В пассивном четырехполюснике в симметричном – А 11 = А 22 . (3.7) Кроме собственных параметров – коэффициентов (А), (В), (Z), (Y), (H), (G) – четырехполюсник характеризуется характеристическими параметрами: Характеристическим сопротивлением Z с1 называется входное сопротивление ЧП при прямом направлении передачи, когда к выходным зажимам 2 – 2¢ в качестве нагрузки подключено сопротивление Z с2 (и наоборот). Условие, когда четырехполюсник нагружен на соответствующее характеристическое сопротивление, называется условием согласованной нагрузки. Комплексный параметр g с называется постоянной (мерой) передачи. Его вещественную часть, характеризующую изменение амплитуды мощности, называют собственным затуханием, а мнимую, равную полусумме фазовых сдвигов между напряжениями и токами соответственно на входе и выходе ЧП, – собственной фазовой постоянной. Собственное затухание и фазовый сдвиг (а с и b с) имеют место при передаче сигналов через ЧП в режиме согласованной нагрузки и при расчетах по формуле (3.9) вычисляются в неперах (Нп) и радианах (рад) соответственно. Основные уравнения передачи энергии в четырехполюснике с учетом соотношений (3.8) и (3.9) можно записать через его характеристические параметры: Входное сопротивление несимметричного ЧП зависит от его параметров, нагрузки и направления передачи энергии. При прямом направлении при обратном – где I¢ 2 , U¢ 2 и Z¢ н – ток, напряжение на входе ЧП и сопротивление нагрузки при обратном направлении передачи (см. рис. 3.1, б). На основании соотношений (3.9) – (3.12) в режиме холостого хода имеем: в режиме короткого замыкания – а также где х, у – вещественная и мнимая части комплексного числа ; Входные сопротивления ЧП при прямом направлении передачи в режиме к. з. и х. х. соответственно; То же при обратном направлении передачи. то, если известны входные сопротивления четырехполюсника в режимах холостого хода и короткого замыкания, для расчета характеристических параметров и коэффициентов А 11 , А 12 , А 21 , А 22 на основании выражений (3.6), (3.13) – (3.17) можно вывести следующие формулы: b с = j/2 ; (3.22) где j - угол комплексного числа модуль которого При расчете по формулам (3.21), (3.22) затухание получается в децибелах, а фазовый сдвиг – в градусах. Кроме того, следует помнить, что гиперболический тангенс комплексного аргумента является многозначной функцией. Поэтому, к углу, вычисленному по формуле (3.22), следует прибавить K×180°, где К – целое число (0, 1, 2, 3, …). Порядок выполнения работы
3.2.1. Изучить физический смысл параметров ЧП . 3.2.2. Измерить мостом переменного тока, используя ПК и программу «Лабораторные работы по ТЛЭЦ», входное сопротивление ЧП при прямом и обратном направлениях передачи в двух режимах: а) холостой ход, б) короткое замыкание (всего четыре). Внимание. Запрещается выходить из программы без разрешения преподавателя. 3.2.4. Собрать схему на лабораторном макете. 3.2.5. Определить коэффициенты основных уравнений передачи и собственное затухание ЧП методом уровней. 3.2.6. Сравнить результаты обоих использованных методов, оценить их достоинства и недостатки. 3.2.7. Ответить на контрольные вопросы. Рис. 3.2. Схема измерения собственного затухания
2) Измерить уровни передачи на входе и выходе ЧП. где Р вх, Р вых – абсолютные уровни напряжения на входе и выходе ЧП соответственно, дБ. При обратном направлении передачи сопротивления Z с1 и Z с2 меняются местами (или изменяется знак последнего слагаемого). 4) Сравнить данные эксперимента, полученные по формуле (3.28), с результатом расчета а с по формуле (3.21). 3.3.4. Определение коэффициентов основных уравнений передачи
методом уровней
1) Собрать на лабораторном макете схему, приведенную на рис. 3.3, а, для чего необходимо дополнить схему измерения собственного затухания (см. рис. 3.2) сопротивлением R Ш1 . Значение R Ш1 принять равным 2 % от меньшего из входных сопротивлений короткого замыкания и холостого хода ( Рис. 3.3. Схема определения коэффициентов уравнений передачи методом уровней 2) Измерить уровни напряжения на входе и выходе ЧП, а также на R Ш1 , подключая измерительный прибор с помощью соединительных проводов к соответствующим клеммам макета в режимах холостого хода и короткого замыкания (всего пять отсчетов). Значения токов вычислите по закону Ома, используя падение напряжения на R Ш1 . 3) Собрать схему, приведенную на рис. 3.3, б, и измерить уровень напряжения на сопротивлении R Ш2 . 4) Вывести формулы (А)-коэффициентов через уровни. Рассчитать числовые значения этих параметров по измеренным уровням напряжения. 5) Сопоставить полученные результаты с данными расчета в п. 3.3.2. Сделать выводы и записать в отчет. 1) Схемы измерений и основные расчетные формулы. 2) Результаты измерений и расчетов. 3) Ответы на контрольные вопросы. 3.5. Контрольные вопросы
1) Каков физический смысл коэффициентов уравнений передачи сигналов? 2) Что такое характеристические параметры, каков их физический смысл? 3) Чем характеристические параметры отличаются от повторных, рабочих? 4) От чего зависит входное сопротивление ЧП? 5) Как записывается условие согласованной нагрузки при прямом и обратном направлениях передачи сигналов через ЧП? 6) Как по результатам измерений определить, является ли ЧП пассивным, симметричным? 7) Как по (А)-матрице различить симметричную и несимметричную схемы ЧП? Лабораторная работа 4
Краткие сведения из теории
Если на выходе ЧП подключена согласованная нагрузка, то условия передачи сигналов определяются его собственными параметрами: характеристическими сопротивлениями, характеристической постоянной передачи (см. лабораторную работу 3). Эти параметры, хотя и полностью характеризуют данный ЧП как некоторую систему для передачи мощности, в общем, не являются достаточно удобными измерителями в эксплуатационных условиях. Это объясняется тем, что условия передачи мощности через ЧП не определяются только собственными его параметрами, но в значительной степени зависят также от тех условий, в которых этот ЧП используется, т. е. от параметров генератора и нагрузки. Эффект передачи сигнала через один и тот же ЧП может существенно изменяться, если изменяются характеристики передатчика и приемника, подключаемых к четырехполюснику. В реальных условиях не удается добиться согласованных включений, так как характеристическое сопротивление ЧП часто имеет сложную частотную зависимость (например, у фильтров, линий связи и др.). В случае несогласованности в точках соединения возникают отражения, влияние которых учитывается введением понятия о рабочем затухании. Например, если сопротивление приемника Z н не равно характеристическому сопротивлению ЧП Z с2 , то не вся мощность, подошедшая к приемному концу, поступает в нагрузку. Отраженная от нагрузки мощность возвращается к генератору, частично теряясь в элементах ЧП. Для отраженной волны нагрузкой является сопротивление генератора, подключенного к передающему концу. Если сопротивление генератора не равно характеристическому сопротивлению Z с1 , то происходит частичное отражение энергии, причем новая отраженная волна будет распространяться от генератора к приемнику. Многократное отражение энергии при несогласованных нагрузках на обоих концах ЧП приводит к дополнительному рассеиванию энергии, ухудшению качества передачи и появлению амплитудно-частотных и фазочастотных искажений сигнала. Для улучшения условий передачи сигналов (уменьшения искажений и потерь электрической энергии) необходимо обеспечить полную согласованность сопротивления приемника с характеристическим сопротивлением ЧП, т. е. равенство их как по модулю, так и по углу. Рабочее затухание ЧП позволяет оценить тракт передачи в рабочих условиях. Оно включает в себя потери мощности как в самом ЧП, так и по концам его, возникающие вследствие несогласованности сопротивлений приемных и передающих устройств с характеристическими сопротивлениями ЧП. Рабочее затухание представляет собой логарифмическую меру отношения двух мощностей, дБ: где - максимальная активная мощность, которую получает приемник от генератора при непосредственном его подключении к приемнику и при равенстве сопротивлений генератора и приемника; Активная мощность, которую получает от того же генератора приемник с произвольным сопротивлением, включенным на выходе ЧП (рис. 4.1). Рис. 4.1. Схема определения рабочего затухания Если обозначить (как на рис. 4.1, а) Е – ЭДС генератора, Z г – его внутреннее сопротивление, то Мощность, поглощаемая приемником Z н, включенном на выходе ЧП (рис. 4.1, б), Подставляя значения мощностей в формулу (4.1), после некоторых преобразований можно получить выражение для расчета рабочего затухания ЧП через его характеристические параметры и нагрузочные сопротивления, дБ: где Z г – сопротивление генератора, Ом; Z с1 , Z с2 – комплексные характеристические сопротивления ЧП, Ом; Z н – сопротивление нагрузки, Ом; а с – собственное затухание ЧП, дБ; j с – характеристическая фазовая постоянная передачи, град; а о.г – затухание, обусловленное несогласованностью сопротивления генератора с характеристическим сопротивлением ЧП, дБ; а о.н - затухание, обусловленное несогласованностью характеристического сопротивления ЧП с сопротивлением нагрузки, дБ; а вз - затухание, обусловленное взаимодействием отраженных волн, дБ. Затухание и зависит от соотношений Z г /Z с1 , Z н /Z с2 и собственного затухания ЧП. При В остальных случаях, когда На основании формулы (4.4) и понятия абсолютного уровня можно получить также выражение, позволяющее определять значение рабочего затухания при экспериментальных исследованиях: где Р Е/2 - абсолютный уровень половины ЭДС генератора; Р U – абсолютный уровень напряжения на нагрузке, включенной на выходе четырехполюсника. Порядок выполнения работы
4.2.1. Изучить рабочие параметры ЧП . 4.2.2. Рассчитать рабочее затухание ЧП, используя характеристические параметры, полученные при выполнении лабораторной работы 3. Сопротивление генератора принять равным 600 Ом, сопротивление нагрузки Z н = КZ с, где К - коэффициент. Вариант значений коэффициента К указывается преподавателем: 1) 0,01; 0,21; 0,75; 1; 1,4; 10; 100; 2) 0,015; 0,12; 0,62; 1; 1,5; 30; 150; 3) 0,018; 0,25; 0,51; 1; 2; 50; 120; 4) 0,012; 0,15; 0,68; 1; 1,7; 20; 130. 4.2.3. Измерить рабочее затухание исследуемого ЧП, используя метод уровней. 42.4. Обработать результаты измерений и сопоставить их с теоретическими данными, построив кривые на одном графике (на миллиметровой бумаге). 4.2.5. Ответить на контрольные вопросы. Рис. 4.2. Схема измерения рабочего затухания
2) Измерить уровень половины ЭДС генератора Р Е/2 , для чего необходимо соединить непосредственно генератор и указатель уровня, входное сопротивление которого Z вх у.у, и выполнить условие: Z г = Z вх у.у = 600 Ом (см. рис. 4.1, а). Значение Р Е/2 целесообразно поддерживать постоянным в течение всей работы с помощью регулятора выходного напряжения. При отсутствии индикатора с Z г = Z вх у.у можно измерять уровень полной ЭДС генератора Р Е, подключая к его разомкнутым зажимам высокоомный вход указателя и вводя в формулу (4.7) поправку на 20 lg2 = 6,07 дБ. 3) Измерить уровень напряжения на нагрузке, включенной на выходе четырехполюсника. Значения сопротивления нагрузки задаются с помощью магазина сопротивлений в соответствии с вариантом выполненного теоретического расчета. Измерительный прибор подключают к нагрузке высокоомным входом. 4) Обработать экспериментальные данные по формуле (4.7) и сравнить их с теоретическим расчетом, выполненным по формуле (4.4), оформив результаты в виде табл. 4.1, 4.2 и иллюстраций. Таблица 4.1 Теоретическая зависимость рабочего затухания и его составляющих от сопротивления нагрузки 1) Основные расчетные формулы и схемы. 2) Результаты измерений и расчетов в виде таблиц. 3) Графики теоретической и экспериментальной зависимости рабочего затухания ЧП от сопротивления нагрузки (построить на миллиметровой бумаге). 4) Ответы на контрольные вопросы. 4.5. Контрольные вопросы
1) Как изменится выражение (4.6), если согласовать сопротивление генератора с характеристическим сопротивлением ЧП? 2) В каких пределах изменяются коэффициенты отражения? 3) Как отличается рабочее затухание ЧП от собственного и вносимого? 4) Какие существуют методы уменьшения рабочего затухания? 5) Какие устройства применяются для согласования ЧП с генератором и нагрузкой? 6) В каких случаях рабочее затухание ЧП равно его повторному затуханию? Библиографический список
1. К а л л е р М. Я. Теория линейных электрических цепей железнодорожной автоматики, телемеханики и связи / М. Я. Каллер, Ю. В. Соболев, А. Г. Богданов. М.: Транспорт, 1987. 399 с. 2. Л о с е в А. К. Теория линейных электрических цепей / А. К. Лосев. М.: Высшая школа, 1987. 512 с. 3. Б е л е ц к и й А. Ф. Основы теории линейных электрических цепей / А. Ф. Белецкий. М.: Радио и связь, 1986. 400 с. 4. Попов В. П. Основы теории цепей / В. П. Попов. М.: Высшая школа, 2000. 496 с. Учебное издание КАРПОВА Лилия Андреевна, ПОЛУНИН Валерий Тимофеевич ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДВУХПОЛЮСНИКОВ И ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ Редактор Т. С. Паршикова Лицензия ИД № 01094 от 28.02.2000. Подписано в печать 00.10.2003 Формат 60 ´ 84 1/16. Бумага писчая. Усл. печ. л. . Уч.-изд. л. . Тираж 150 экз. Заказ Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа Типография ОмГУПСа 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35 Краткие сведения из теории
В процессе изучения основных свойств пассивных электрических цепей, широко применяемых в устройствах железнодорожной телемеханики и связи, наиболее часто приходится выполнять измерения уровней электрических величин и комплексных сопротивлений. Понятие уровня вводится для сужения пределов нормируемых величин из-за того, что при передаче электрических сигналов имеют место большое разнообразие и изменение мощности, напряжения и тока. Уровнем какой-либо величины называется ее логарифмическая мера. Если при определении уровня вычисляется десятичный логарифм отношения исследуемых величин, то он выражается в белах, если натуральный – в неперах. Широко используется при измерениях десятая доля бела – децибел. Имеются три разновидности уровней передачи электрических величин: абсолютные, относительные и измерительные. Абсолютным уровнем называется логарифмическая мера отношения исследуемой величины к величине того же рода, условно принятой за единицу. При измерении исследуемых величин наиболее часто используются уровни напряжения, мощности и тока. Если для определения уровней передачи за единицу приняты величины полной мощности S 0 = 1 мВ×А, напряжения U 0 = 0,775 В и тока I 0 = 1,29 мА при сопротивлении R 0 = 600 Ом, то полученные при этом уровни будут абсолютными. Относительным уровнем называется логарифмическая мера отношения исследуемой величины к величине того же рода, взятой в произвольной точке цепи. Измерительным называется абсолютный уровень в рассматриваемой точке цепи, когда к началу ее подведено напряжение с уровнем «0 дБ». Значение абсолютного уровня напряжения может быть измерено специальным прибором – указателем уровня, представляющим собой вольтметр, шкала которого проградуирована в логарифмических единицах, или вычислено по формулам: и мощности где U, I, S – напряжение, ток и мощность, измеренные на нагрузке с сопротивлением, равным Z. Электрические цепи устройств автоматики, телемеханики и связи в большинстве случаев имеют комплексные сопротивления. Измерение таких сопротивлений целесообразно выполнять с помощью мостов переменного тока. Четыре плеча моста переменного тока образуются четырьмя сопротивлениями, в одну диагональ включается источник (генератор), в другую - индикатор (рис. 1.1, а). При уравновешивании моста Z 1 Z 3 = Z 2 Z 4 . (1.5) Это уравнение выражает два условия равновесия моста: 1) произведение полных сопротивлений одной пары противолежащих плеч должно быть равно произведению полных сопротивлений другой пары: ½Z 1 Z 3 ½ = ½Z 2 Z 4 ½; (1.6)
, (3.1)
; (3.2)
. (3.3)
, (3.6)
(3.8)
(3.10)
(3.11)
(3.12)
(3.13)
(3.14)
(3.15)
(3.16)
(3.17)
; (3.19)
; (3.20)
; (3.21)
; (3.23)
; (3.24)
; (3.25)
, (3.26)
; (3.27)
- вспомогательная величина.
, (3.28)
): R Ш1 » 0,02 |Z вх |.
.
. (4.2)
(4.4)
, (4.5)
- коэффициент отражения на передающем конце цепи;
- коэффициент отражения на приемном конце цепи;
и 
числовое значение
. В этих случаях затухание а вз на рабочее затухание а р влияет незначительно и им можно пренебречь, рассчитывая в формуле (4.4) всего три члена.
необходимо учитывать все составляющие рабочего затухания.
(1.3)
, (1.4)
