Электрик - электричество и энергетика

Эта статья опубликована на сайте Электрик - электричество и энергетика
  http://electrik.org/

URL этой статьи:
  http://electrik.org/news/article107.php

О некоторых методах «экономии» при ведении коммерческого учёта воды и тепла

Статьи / Разное, не вошедшее в другие темы.
Послано electrik 08 Мар, 2004 г. - 21:32

В.П. Каргапольцев, А.Г. Лупей
Авторы надеются на то, что статья привлечёт внимание специалистов метрологических служб, водо- и энергоснаб-жающих организаций, позволит разработать методы борьбы с хищениями тепла и воды. Не рекомендуется принимать из-ложенную ниже информацию как руководство к действию и пытаться повторить упомянутые в статье способы эконо-мии платежей, так как такие методы «экономии» противо-законны и потому недопустимы.


      В последнее десятилетие проводится массовое внедрение приборов учета во-ды и тепла, разрабатываются новые нормативные документы по учёту. Общая ко-ординации действий в этой сфере отсутствует, поэтому документы очень часто противоречат друг другу, имеют много слабых мест. «Правила учёта тепловой энергии и теплоносителя» утверждены только в 1995 году, но уже сейчас многие специалисты признают, что они морально устарели. ГОСТ Р 51649-2000 «Тепло-счетчики для водяных систем теплоснабжения. Общие технические условия» только в 2000 году, но и сейчас установленные в нём требования к испытаниям не выполняются. В частности, приборы не проходят испытания на электромагнит-ную совместимость, хотя качество электроэнергии в наших коммунальных сетях оставляет желать лучшего. Сегодня ни один из испытательных центров не прово-дит предусмотренные ГОСТом испытания на предмет проверки защищённости от несанкционированного доступа в память приборов.


      Нужно учитывать также и подход наших потребителей к самой проблеме энергосбережения. После установки прибора учёта многие потребители задумы-ваются – а как снизить платежи за тепло и воду? Казалось бы, ответ прост и логи-чен – надо экономить на фактическом потреблении! Однако на практике иногда всё оказывается не так. Потребитель часто решает проблему более простым спо-собом – манипуляциями с прибором учёта. А поскольку теплосчётчик достаточно сложен по устройству, алгоритмам работы, монтажу, эксплуатации, то и возмож-ностей фальсификации здесь намного больше. Доказать же, что потребитель соз-нательно искажает показания приборов, очень сложно по ряду причин.


      Каким образом сегодня корректируются показания приборов? Начнём с водо-счётчиков, и не будем касаться таких «древних» методов, как манипуляции с пломбами.


      Способ, иногда применяемый владельцами приусадебных участков для сни-жения затрат на воду, расходуемую для полива. Потребитель решает установить водосчётчики. Он покупает самый дешевый и ненадежный (по отзывам соседей и знакомых) водосчётчик, согласует его применение с поставщиком воды. В соот-ветствии с отечественными стандартами минимальный расход, фиксируемый во-досчётчиком, составляет 30 л/ч. Есть ещё порог чувствительности, на котором счётчик должен начать вращаться, но при существующем качестве водопровод-ной воды уже через две-три недели счётчик кое-как вращается и на минимальном расходе. Кран открывается так, чтобы расход составлял менее 30 л/ч. При этом счётчик вообще не фиксирует разбор воды, т.е., установив прибор, потребитель получает возможность законно не платить за воду. Установив расход, например, в 20 л/ч, можно получить за сутки 480 литров чистой питьевой воды абсолютно бесплатно!


      Другой, чуть более сложный способ. Он уже требует определенных затрат, но более удобен для городской квартиры. При монтаже счётчика требуется установ-ка сетчатого фильтра с пробкой, которая, как известно, не пломбируется, по-скольку периодически требуется чистка фильтра. Потребитель покупает в хозяй-ственном магазине гибкий шланг (подводку), вкручивает его на место снятой сливной гайки фильтра, и получает воду в обход счётчика. При приходе инспек-тора «Водоканала» для проверки счётчика (что случается весьма редко), инспек-тора достаточно подержать за дверью пару минут, чтобы за это время вывернуть гайку шланга и поставить штатную пробку.


      Следующий способ для той же конструкции узла учёта воды более прост: к стакану сетчатого фильтра прикрепляется тонкая проволока и пропускается в трубу по ходу воды. Проволока тормозит вращение турбинки счётчика и показа-ния значительно занижаются.


      Большинство применяемых сейчас водосчётчиков – так называемые «сухохо-ды». Они состоят из двух частей: турбинка, вращающаяся в воде, и счётный меха-низм, отделённый от турбинки герметичной перегородкой. На турбинке крепятся один или несколько маленьких магнитов. Вода вращает крыльчатку, под воздей-ствием вращения магнитов за герметичной перегородкой вращается металличе-ское кольцо, вращение кольца передается на счётный механизм. Суть следующего способа занижения показаний – торможение крыльчатки путём установки наруж-ных магнитов, положение которых определяется опытным путём.


      После знакомства со всеми этими способами несколько по-иному начинаешь смотреть на положительные заключения различных организаций по результатам внедрения водосчётчиков. Понятно, что если установить в жилом квартале квар-тирные счётчики воды, то сумма их показаний (например, за месяц) будет меньше расчётной величины, определённой по соответствующим нормативам. Это не подвергается сомнению. Однако ни в одном из отчётов, ни в одной из многочис-ленных статей авторы не встречали упоминания о том, что где-то после установки квартирных водосчётчиков уменьшилось общее водопотребление города, района, посёлка. На практике одновременно с внедрением водосчётчиков растёт небаланс между результатами учёта отпуска и потребления, и рассмотренные выше мани-пуляции с приборами вынужденно списываются на потери в распределительных сетях.


      Более разнообразны способы корректировки показаний теплосчётчиков. Теп-лосчётчик состоит из трёх основных блоков – расходомер, термопреобразователи, тепловычислитель, и корректировки возможно вносить, манипулируя любым из блоков.


      Тахометрические расходомеры теплосчётчиков имеют те же варианты коррек-тировки, что и названные выше для водосчётчиков. Электромагнитный расходомер конструктивно состоит из двух магнитных ка-тушек, установленных под и над трубой, двух измерительных электродов, распо-ложенных горизонтально. На катушки подаётся переменное напряжение извест-ной частоты и формы. С электродов снимается сигнал, пропорциональный расхо-ду жидкости. Для корректировки показаний прибора снаружи датчика расхода ус-танавливаются дополнительные магнитные катушки, напряжение на которые по-дается в противофазе напряжению катушек прибора. Таким образом подавляется полезный сигнал и занижаются показания. К счастью, этот способ пока не полу-чил широкого распространения, т.к. требует определенной квалификации испол-нителя.


      Вихревой расходомер конструктивно состоит из треугольной призмы, верти-кально установленной в трубе, измерительного электрода, вставленного в трубу далее по течению жидкости, и установленного снаружи трубы постоянного маг-нита. Манипуляции сводятся к искажению магнитного поля постоянного магнита расходомера. Для этого применяют набор постоянных магнитов. Их расположе-ние выбирают опытным путём. Таким способом возможно значительно поднять нижнюю границу диапазона измерений прибора. Другой способ искажения пока-заний вихревых расходомеров – завихрение и закручивание потока воды, напри-мер, смещением при монтаже прокладки между фланцами прибора и трубопрово-да, что тоже занижает показания.


      Манипуляции с термопреобразователями. Термопреобразователи устанавли-ваются в подающий и обратный трубопроводы и подключаются линиями связи к тепловычислителю. Несложный, но эффективный способ занижения показаний теплосчётчика – подключение параллельно термопреобразователю, установлен-ному на подающем трубопроводе, резистора с переменным сопротивлением. Та-кое включение занижает температуру подаваемой из теплосети воды, причём ве-личина требуемой «экономии» регулируется подбором сопротивления резистора.


      Все указанные способы «энергосбережения» не идут ни в какое сравнение с возможностями корректировки показаний микропроцессорного тепловычислите-ля. Вот характерная цитата из журнала «Законодательная и прикладная метроло-гия»: «цифровые устройства позволяют обманывать с невиданными ранее воз-можностями». Авторы вынуждены согласиться с этим утверждением, ибо это есть очень точное описание ситуации в теплоучёте, складывающейся в последние годы.


      Известно, что действующие «Правила учёта тепловой энергии и теплоносите-ля» требуют измерения и регистрации большого количества величин; эти требо-вания возможно реализовать только на базе цифровых приборов. И за прошедшие 7-8 лет в Госреестр средств измерений РФ внесено порядка 400 теплосчётчиков и расходомеров, большинство из которых цифровые. В 2000-м году вышел ГОСТ Р 51649-2000. Не случайно в нем содержится следующее требование: «программное обеспечение теплосчётчиков должно обеспечивать защиту от несанкционирован-ного вмешательства в условиях эксплуатации».


      В самом деле, теплосчётчик – это прибор коммерческого учета, некий аналог кассового аппарата. Всеми признано, что кассовый аппарат должен иметь фис-кальную память, защищённую от несанкционированного доступа. К сожалению, осознание необходимости защиты теплосчётчиков и расходомеров от вмешатель-ства пришло с большим опозданием, и до сих пор ни один из государственных центров испытаний средств измерений такие испытания не проводит.


      Что же сегодня происходит на практике? Теплосчётчик, как цифровой прибор, имеет соответствующее программное обеспечение. Потребитель тепловой энер-гии обычно вместе с теплосчётчиком приобретает и программное обеспечение, при помощи которого он может вывести данные из памяти прибора через интер-фейс на компьютер, в локальную сеть, на принтер и т.д. Но на предприятии-изготовителе существует, кроме того, калибровочное программное обеспечение. Оно используется для настройки прибора при выпуске из производства, а также для корректировки калибровочных коэффициентов в случаях, когда прибор не прошёл очередную поверку. Понятно, что калибровочные программы должны быть недоступны широкому кругу лиц.


      К сожалению, сейчас складывается тревожная ситуация, связанная с тем, что изготовители приборов нередко передают специальные калибровочные програм-мы внедренческим предприятиям. Почему? Видимо, потому, что качество прибо-ров оставляет желать лучшего, в процессе эксплуатации при многолетних межпо-верочных интервалах (МПИ) характеристики приборов «плывут», появляются сверхнормативные расхождения показаний расходомеров в подающем и обратном трубопроводах, «зависает» программное обеспечение и т.д. У энергоснабжающих организаций часто возникают сомнения в достоверности показаний приборов. И тогда сервисная фирма или потребитель обращаются на завод-изготовитель с просьбой отремонтировать прибор. Очевидно, что изготовитель не заинтересован в том, чтобы его прибор имел плохую репутацию в регионе, где он эксплуатиру-ется, и передаёт сервисной фирме калибровочную программу. Представитель сер-висной фирмы загружает программу в ноутбук, подключает ноутбук к штатному интерфейсному разъёму теплосчётчика, снимает и анализирует архивные данные, пересчитывает калибровочные коэффициенты и вводит их новые значения в па-мять теплосчётчика. В результате таких «наладочных» работ нуждающийся в ре-монте теплосчётчик снова «хорошо показывает» или начинает демонстрировать заметную «экономию».


      Интерфейсный разъём не может быть опломбирован энергоснабжающей орга-низацией, поскольку он предназначен для периодического съёма архивов при подготовке ежемесячных отчётов. Сервисная фирма также заинтересована в нали-чии у неё такой программы с тем, чтобы у поставщика и потребителя не было претензий к точности выполняемых измерений и качеству обслуживания прибо-ров. Потребитель тепловой энергии заинтересован в сотрудничестве с сервисной фирмой, имеющей калибровочную программу, для исключения конфликтов с энергоснабжающей организацией при сбоях в работе прибора и, в отдельных слу-чаях, для решения вопросов «практического энергосбережения».


      Таким образом, и изготовители приборов, и сервисные (внедренческие) фир-мы, и потребители тепла заинтересованы в негласном распространении специаль-ных программ, способных в обход существующих защит, блокировок и пломб проникать в память микропроцессорных вычислителей. Понятно, какими будут результаты коммерческого учёта при таком единстве интересов.


      При анализе результатов измерений, накопленных теплосчётчиками на месте их эксплуатации, факты несанкционированного вмешательства в метрологические или эксплуатационные настройки становятся очевидными, при этом наиболее часто встречаются случаи тайного вмешательства в метрологические настройки каналов измерения расхода теплоносителя. Обратим внимание на рис. 1, где в наглядном графическом виде показан при-мер «ремонта» теплосчётчика прямо на месте эксплуатации, без его отключения и демонтажа, видимо, с применением ноутбука и «сервисной» программы.


      По данным энергоснабжающей организации данный узел учёта оснащён весь-ма современным теплосчётчиком и введён в эксплуатацию осенью 2002-го г. Но уже к февралю 2003 г. сервисная организация, обслуживающая этот узел учёта, обнаружила заметное отставание показаний канала М1 от соответствующих пока-заний канала М2 (измеренная «утечка» и несанкционированный водоразбор со-ставили около минус 120 тонн за месяц).


      

Рис. 1. Изменение во времени среднечасовых расходов М1 и М2 на вводе системы отопления и относительного расхождения их показаний.


      Отрицательное расхождение каналов измерений М1 и М2 в закрытой системе на -1,7% «наладчику» показалось неприличным, и «эффективное» решение про-блемы было найдено: на 22-й минуте 12-го часа 27-го февраля (видимо, после снятия данных для февральского отчёта) цена импульса расходомера обратной воды была уменьшена ровно на 3,0%! И это при том, что допускаемая погреш-ность измерения расхода для данных расходомеров равна ±1%. Таким образом, отрицательная поправка к показаниям расходомера М2 троекратно (!) превысила метрологический допуск!


      В результате такой тайной «наладки» (энергоснабжающая организация, как всегда, оказалась не в курсе этого события) образовалась «утечка» положительная (около 100 тонн в месяц). И здесь вполне уместно предположить, что таким вот образом сервисная организация решила скомпенсировать убытки, ранее причи-нённые поставщику тепла своим безответственным «сервисом».


      Конечно же, сервисная организация не призналась в факте самовольного и не-законного вмешательства в работу защищённого и всеми опломбированного ком-мерческого узла учёта, тут же предложив собственную «правдоподобную» вер-сию этого явления: коль скоро «наладчики» сервисной фирмы тут ни при чём, то скачкообразное уменьшение показаний канала измерений М2 ровно на 3% про-изошло как бы «само по себе».


      Приведём ещё один наглядный пример тому, как «сами по себе» по рабочим дням и в рабочее время изменяются важнейшие настройки тепловычислителей, непосредственно влияющие на результаты учёта и, следовательно, на объёмы платежей за потребляемые тепловую энергию и теплоноситель.


      На рис. 2 приведен график изменения во времени среднечасовых относитель-ных расхождений измеренных часовых энергий W (хранящихся в часовых архи-вах) и их упрощённых расчётных аналогов Wрасч=0,001•[M1•(t1-t2)+(M1-M2)•(t2-tхв)]. При этом для определения Wрасч были использованы значения М1, М2, t1 и t2 из соответствующих часовых архивов, а среднечасовые расхождения для каж-дого часа были рассчитаны по формуле dW=[(W-Wрасч)/Wрасч]•100%.


      

Рис. 2. Изменение во времени относительного расхождения часовых измеренных и расчётных энергий.


      Как видно из рис. 2, в начальный период времени среднечасовые значения dW близки к нулю, что однозначно свидетельствует о том, что до 16-го часа 19-го де-кабря в теплосчётчике применялась полная формула расчёта теплопотребления W=0,001•[M1•(h1-h2)+(M1-M2)•(h2-hхв)]. Но 19-го декабря кто-то решил, что теп-лосчётчик, видимо, «много показывает», и на 16-м часе суток (примерно в 15:40) скачкообразно возникла систематическая нехватка энергии в часовых архивах на среднем уровне -4,7%.


      Более детальное изучение этого явления показало, что в этот момент времени таинственным образом выполнено переключение опломбированного тепловычис-лителя на «неполное» уравнение измерений Wот=0,001•[M1•(h1-h2)], что и привело к потере (обнулению) «учётной» составляющей Wгвс=0,001•[(M1-M2)•(h2-hхв)] и, как следствие, к систематическому занижению теплопотребления на уровне -4,7%. Однако и в данном случае сервисная организация активно отрицала факт тайного переключения уравнений измерений тепловой энергии, и, коль скоро «наладчик» не был пойман с поличным в присутствии свидетелей, то и доказать преднамерен-ность тайного искажения результатов учёта весьма непросто. А вдруг в самом деле разработчик такого «современного» теплосчётчика и сервисная организация тут ни при чём, а вся эта «экономия» то и дело происходит исключительно из-за случай-ных программных сбоев, которые почему-то никогда не случаются ранним утром или поздним вечером, по выходным или праздничным дням?


      По данным авторов, уже многие типы цифровых теплосчётчиков могут быть перенастроены без снятия пломб через интерфейс или клавиатуру при помощи калибровочных программ или известных кодов доступа. Для входа в калибровоч-ную программу достаточно предъявить «пароль», т.е. одновременно нажать неко-торую комбинацию клавиш на лицевой панели прибора. Известны типы тепло-счётчиков и расходомеров, у которых для входа в режим корректировки калибро-вочных данных необходимо к известному месту корпуса прибора просто поднести специальное устройство. Однако публично доказать факт несанкционированного доступа, а особенно его преднамеренный характер, практически невозможно – официальные структу-ры пока не проявляют практического интереса к этой проблеме, а энергоснаб-жающие организации просто не имеют специалистов требуемой квалификации для компетентного проведения сложных экспертиз программного обеспечения, применяемого в тех или иных теплосчётчиках или расходомерах.


      На основании вышеизложенного авторы считают необходимым в ближайшее время:

  • скорректировать отечественные стандарты на водосчётчики в части сниже-ния минимального измеряемого расхода до 6 литров в час, что приведёт их в со-ответствие европейским стандартам;
  • разработать и внедрить в практику проливные поверочные установки с ми-нимальным воспроизводимым расходом 6 л/ч;
  • разработать для персонала сбытовых подразделений водо- и теплоснабжаю-щих организаций, предприятий Госэнергонадзора методики выявления фальси-фикаций при ведении учёта водо- и теплопотребления;
  • считать обязательным при испытаниях для целей утверждения типа тепло-счётчиков и расходомеров проведение испытаний по обеспечению надёжной за-щиты от несанкционированного вмешательства в условиях эксплуатации.

  •       Сведения об авторах. Каргапольцев Василий Петрович, начальник лаборатории теплоэнергоресурсов Кировского Центра стандартизации и метрологии, т. (8332) 63-11-45, e-mail vasiliy20012001@mail.ru [1] Лупей Александр Григорьевич, зам. главного метролога ОАО «Ленэнерго», т. (812) 318-39-99, e-mail sml@upr.energo.ru [2]





    Ссылки в этой статье
      [1] vasiliy20012001@mail.ru
      [2] sml@upr.energo.ru

       Rambler's Top100      
    Электрик © 2002-2008 Oleg Kuznetsov