Комплексы технических средств Энергия+

Назначение

Комплексы технических средств «Энергия+» (в дальнейшем - КТС «Энергия+») предназначены для измерений активной и реактивной электрической энергии и мощности, измерений времени и интервалов времени в составе автоматизированных информационноизмерительных систем (АИИС).

Описание

Конструкция КТС «Энергия+» включает в себя:

- технические средства приема-передачи данных (каналообразующая аппаратура), применяемые для организации каналов связи посредством выделенных линий связи, сетей GSM (Global System Mobile) с использованием GPRS (General Packet Radio Service) и других линий и видов связи;

- информационно-вычислительный комплекс (ИВК), в состав которого входят сервер (серверы), технические средства приема-передачи данных и программное обеспечение;

- систему обеспечения единого времени (СОЕВ), в состав которой входят: приемник меток времени GPS, устройство сервисное и модули интерфейсов групповые.

Принцип работы КТС «Энергия+» заключается в следующем.

Данные со счётчиков электрической энергии при помощи каналообразующей аппаратуры и каналов связи поступают на сервер (серверы) ИВК, представляющий собой IBM-совместимый компьютер.

ИВК обеспечивает обработку полученных данных, их хранение и выдачу результатов измерений электрической энергии и мощности в виде таблиц, ведомостей, графиков на монитор. Данные, хранимые в ИВК, могут быть переданы другим пользователям по локальной вычислительной сети, выделенным или коммутируемым линиям связи, телефонной или сотовой связи, через интернет-провайдера.

КТС «Энергия+» оснащены СОЕВ, построенной на функционально объединенной совокупности программно-технических средств измерений и коррекции времени, и состоит из приемника меток времени GPS или устройства синхронизации системного времени по сигналам ГНСС ГЛОНАСС/GPS (УСВ-Г) и сервера ИВК.

Приемник меток времени GPS (или УСВ-Г) принимает сигналы точного времени от спутников глобальной системы позиционирования (GPS или ГЛОНАСС/GPS), преобразует их в сигналы проверки времени (СПВ) («шесть точек»), которые поступают на устройство сервисное.

Устройство сервисное принимает СПВ от приемника меток времени GPS (или УСВ-Г), и по началу шестого СПВ производит синхронизацию корректора времени, встроенного в устройство сервисное. Корректор времени представляет собой таймер, ведущий часы, минуты, секунды, миллисекунды.

Сервер ИВК по интерфейсу RS-232C каждую секунду обращается к устройству сервисному, считывает с корректора время и сравнивает это время со своим временем. При расхождении времени сервера и корректора более чем на 60 мс, сервер ИВК корректируют свое время по времени корректора. На сервере ИВК установлена программа «NTP-сервер», которая использует таймер сервера ИВК в качестве опорного источника.

Для измерительных каналов, построенных на базе выделенных линий связи, с заданным интервалом времени производится сличение времени ИВК со временем в счетчиках электрической энергии и при расхождении времени более ±2 с, ИВК производит корректировку времени в счетчиках (с учетом задержек в каналах связи).

Для измерительных каналов на базе сетей GSM/GPRS коррекция времени в счетчиках осуществляется с помощью модуля интерфейсов группового (МИГ). Интегрированный в МИГ «NTP-клиент» по сети GPRS с заданным интервалом времени выполняет синхронизацию собственного таймера с NTP-сервером на ИВК. При условии, что собственный таймер МИГ синхронизирован с NTP-сервером. МИГ обеспечивает проверку времени в счётчиках ИИК, подключенных к нему, и, при расхождении времени в счётчиках со временем таймера МИГ более ±2 с производит синхронизацию счетчиков электрической энергии.

Журналы событий ИВК отражают время (дата, часы, минуты, секунды) до и после коррекции указанных устройств.

Структурная схема АИИС, построенной с применением КТС «Энергия+», приведена на рис. 1, схема пломбирования устройств - на рис. 2.

Рисунок 1 - Структурная схема АИИС, построенной с применением КТС «Энергия+»

Рисунок 2 - Схема пломбировки от несанкционированного доступа

Программное обеспечение

Структура программного обеспечения (ПО) ИВК:

- общесистемное ПО включает в себя:

а) операционную систему Windows 7/Windows XP/Windows 10/Windows Server 2008/ Windows Server 2008 R2/Windows Server 2003/Windows Server 2003 R2/Windows Server 2012 R2;

б) WEB-сервер для публикации WEB-документов;

в) WEB-браузер для просмотра WEB-документов - Microsoft Internet Explorer;

- специальное ПО включает в себя:

а) базовое ПО КТС «Энергия+»;

б) дополнительное ПО КТС «Энергия+»;

в) систему управления базами данных MS SQL Server 2008 R2/MS SQL Server 2005/ MS SQL Server 2016;

г) ПО для нанесения электронной цифровой подписи.

ПО реализовано по технологии «клиент-сервер». Серверная часть содержит программы приема и обработки данных, а также SQL-сервер и WEB-сервер. Серверная часть обеспечивает основные функции - прием, обработку, хранение и публикацию данных.

Идентификационные данные метрологически значимых частей ПО приведены в таблицах 1-3.

Таблица 2 - Идентификационные данные ПО «Запись в БД: Энергия +»

Влияние программного обеспечения на суммарную относительную погрешность ИК оценивается относительной погрешностью ИВК при переводе числа импульсов в единицы измеряемой физической величины, вычислении и округлении, пределы которой составляют ±0,01 %.

Уровень защиты ПО «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

Номинальная функция преобразования для измерений: - электрической энергии

Wp (WQ)= 2~XNa Х Ктн Х Ктт

- электрической мощности где: N - число импульсов в регистре профиля нагрузки электросчетчика, имп;

р (Q )=

60

Т

СР

X КТН

X Ктт

А - постоянная счётчика электрической энергии, имп/кВт^ч (квар^ч);

Ктн - коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения (тН);

Ктт - коэффициент трансформации измерительного трансформатора тока (тт);

тср - время интегрирования, мин.

Пределы допускаемой относительной погрешности КТС «Энергия+» при передаче данных от счётчиков электрической энергии с импульсными интерфейсами до ИВК в рабочих условиях применения при:

- передаче данных по симплексным линиям связи при отсутствии коррекции внутренних интервалов подсчета импульсов в устройстве сбора данных (УСД) от СОЕВ вычисляют по формуле

5    = ±f0085 + 2 'lx 100 %,

сим бк                                      ,

I n Ni)

г де 5сим бк - пределы допускаемой относительной погрешности при отсутствии коррекции внутренних интервалов подсчета импульсов в УСД от СОЕВ, %;

n - количество трёхминутных интервалов за время измерений (3, 15, 30, 60 мин, 1 сутки, 1 месяц);

Ni - количество импульсов, поступающих от счётчиков электрической энергии в ИВК за время измерений (3, 15, 30, 60, 1 сутки, 1 месяц).

- передаче данных по полудуплексным и симплексным линиям связи при наличии коррекции внутренних интервалов подсчета импульсов в УСД от СОЕВ вычисляют по формуле

2

5 ,  = ±—x100 %,

пдс/сим      N            ,

где 5пдс/сим - пределы допускаемой относительной погрешности при коррекции внутренних интервалов подсчета импульсов в УСД от СОЕВ, %;

Ni - количество импульсов, поступающих от счётчиков электрической энергии в ИВК за время измерений (15 с, 3, 15, 30, 60 мин, 1 сутки, 1 месяц).

Пределы допускаемой относительной погрешности ИВК (5во) при переводе числа импульсов в единицы измеряемой величины, вычислении и округлении в рабочих условиях применения ±0,01 %.

Доверительные границы относительной погрешности ИВК при накоплении информации в рабочих условиях применения, при доверительной вероятности 0,95 при:

- передаче данных по симплексным линиям связи при отсутствии коррекции внутренних интервалов подсчета импульсов в УСД от СОЕВ вычисляют по формуле

>5.. = ± 1,1 V«2Um . + 5в %,

- передаче данных по полудуплексным и симплексным линиям связи при наличии коррекции внутренних интервалов подсчета импульсов в УСД от СОЕВ вычисляют по формуле

5 =± 1,1, /5Г~ +5Г %, н , у пдс/сим во ,

- передаче данных от счётчиков электрической энергии по цифровым интерфейсам (RS-485, CAN и др.) равны пределам допускаемой относительной погрешности ИВК при вычислении и округлении (5н = 5во).

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений времени ±3 с.

Средний срок службы КТС «Энергия+» - 12 лет.

Среднее время наработки до отказа - 1900 ч.

Нормальные условия применения:

- температура окружающего воздуха от 15 до 25 °С;

- относительная влажность воздуха от 30 до 80 %;

- атмосферное давление от 84 до 106 кПа (от 630 до 795 мм рт. ст.);

- напряжение питающей сети переменного тока от 215,6 до 224,4 В;

- частота питающей сети переменного тока от 49 до 51 Гц;

- коэффициент искажения синусоидальной кривой напряжения и тока не более 2 %;

- индукция внешнего магнитного поля не более 0,05 мТл.

Рабочие условия применения:

- температура окружающего воздуха: для ИВК от 10 до плюс 35 °С; для УСД, модулей интерфейсов, модулей интерфейсов групповых, плат ввода, модулей приема СИМ, плат ПДС, модулей приема-передачи ПДС, модемов, источников питания (каналообразующей аппаратуры) -в соответствии с техническими условиями на них;

- относительная влажность воздуха: для ИВК 75 % при температуре окружающего воздуха 30 °С, для УСД, модулей интерфейсов, модулей интерфейсов групповых, плат ввода, модулей приема СИМ, плат ПДС, модулей приема-передачи ПДС, модемов, источников питания (каналообразующей аппаратуры) - в соответствии с техническими условиями на них;

- атмосферное давление: для ИВК от 70 до 106,7 кПа (от 630 до 795 мм рт. ст.), для УСД, модулей интерфейсов, модулей интерфейсов групповых, плат ввода, модулей приема СИМ, плат ПДС, модулей приема-передачи ПДС, модемов, источников питания (каналообразующей аппаратуры) - в соответствии с техническими условиями на них.

Знак утверждения типа

наносится с помощью принтера на титульные листы (место нанесения - вверху, справа) эксплуатационной документации КТС «Энергия+».

Комплектность

В комплект КТС «Энергия+» входят технические средства, программные средства и документация в соответствии с таблицей 4.

Таблица 4 - Технические средства, программные средства и документация

Продолжение таблицы 4

Поверка

осуществляется по документу НЕКМ.421451.001 РЭ с Изменением № 1 «Комплекс технических средств «Энергия+». Руководство по эксплуатации», раздел 6, утвержденному ФБУ «Пензенский ЦСМ» 22.02.2017 г.

Основные средства поверки:

- частотомер электронно-счетный портативный Ч3-63 (регистрационный номер 9084-83 в Федеральном информационном фонде);

- радиочасы РЧ-011/2 (регистрационный номер 35682-07 в Федеральном информационном фонде).

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых КТС «Энергия+» с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационной документации.

Нормативные документы

1 Комплекс технических средств «Энергия +». Технические условия. НЕКМ.421451.001 ТУ

2 ГОСТ Р 8.596-2002 «ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения».

3 Комплекс технических средств «Энергия+». Руководство по эксплуатации. НЕКМ.426451.001 РЭ. Раздел 6. Методика поверки.