Системы автоматизированные информационно-измерительные коммерческого учета электроэнергии "Изумруд"

Назначение

Системы автоматизированные информационно-измерительные коммерческого учёта электрической энергии «Изумруд» (далее - АИИС КУЭ «Изумруд») предназначены для измерений, автоматизированной регистрации, накопления, обработки и отображения показаний измерительных приборов потребления электроэнергии в коммунальном хозяйстве, а также передачи первичной и аналитической информации в диспетчерские и расчетные центры.

АИИС КУЭ «Изумруд» могут применяться энергокомпаниями и местными электросетями; муниципальными коммунальными предприятиями; фирмами, обслуживающими жилищные кооперативы, кондоминиумы, дачные и коттеджные поселки.

Описание

АИИС КУЭ «Изумруд» представляет собой информационно-измерительную систему, включающую в свой состав специализированные счетчики электрической энергии, имеющие встроенный электросетевой модем (ЭСМ) для передачи измерительной информации. Что упрощает систему и делает её более надёжной. Счётчики преобразуют информацию о потребляемой электроэнергии в пропорциональное количество импульсов. Данная информация из измерительной части счётчика передаётся и храниться в энергонезависимой памяти ЭСМ счётчика. Далее данные энергопотребления считывается по запросу устройства сбора и передачи данных «Изумруд» (далее - УСПД «Изумруд»), входящего в АИИС КУЭ «Изумруд», по линии электросети 0,4 кВ и привязываются к астрономическому времени. В УСПД «Изумруд» информация может долговременно храниться в энергонезависимой памяти, откуда, по запросу пользователя, передаваться в центральную диспетчерскую по цифровым каналам связи (GSM/GPRS, телефонного модемов).

В состав АИИС КУЭ «Изумруд» входят следующие устройства:

1) Счетчики электрической энергии с встроенными ЭСМ, типы которых утверждены и внесены в Государственный реестр средств измерений: СЭОС (Госреестр № 24898-08), СЭТС (Госреестр № 23131 -07).

2) УСПД «Изумруд» - это устройства с тремя встроенными ЭСМ и выходами по последовательному интерфейсу RS-232 и RS-485 для подключения к УСПД GSM-модема (для связи с центральной диспетчерской) или ноутбука (для снятия данных непосредственно на контролируемом объекте), и выходом на телефонную линию. УСПД предназначены для считывания показаний счетчиков электроэнергии, накопления, запоминания и передачи данных о потреблённой электроэнергии в центральную диспетчерскую (Госреестр № 38215-08);

3) Компьютер центральной диспетчерской (ЦД), оснащенный модемом для связи с устройствами УСПД, используется для сбора и анализа показаний счетчиков (расчет суммы платежа за потребленную электроэнергию, статистический и прогностический анализ потребления и т.п.), выписывания счетов, синхронизации часов УСПД «Изумруд». Функции ЦД может выполнять переносной персональный компьютер (ноутбук).

4) Измерительный канал (далее - ИК) строится следующим образом.

Измерительная часть счетчика электрической энергии преобразуют величину приращений измеренной энергии в последовательность электрических импульсов, количество которых пропорционально измеряемой величине. Количество импульсов считается контроллером ЭСМ, встроенного в счётчик, и заносится в его энергонезависимую память.

ЭСМ счётчиков обеспечивают дальность передачи информации по электрической сети 230/400 В до 2000 м. ЭСМ имеют функцию ретрансляции, что позволяет существенно увеличить дальность связи в условиях сильных помех в сети 0,4 кВ.

В ЭСМ первичная телеметрическая информация преобразуется к виду, обеспечивающему ее передачу без потери и искажений по электросети до УСПД «Изумруд». Протокол информационного обмена по электросети реализован в соответствии со стандартом - DL/T 645 на частоте 270 кГц.

УСПД «Изумруд» подключен к электросети с помощью трех встроенных модемов к каждой из трех фаз силовой электропроводки, выполняющей роль информационной сети. УСПД «Изумруд» через последовательный интерфейс и модем передает данные по цифровому каналу связи на компьютер ЦД. Для децентрализованных систем считывание первичной информации осуществляется непосредственно из УСПД «Изумруд» с помощью переносного носителя информации (им может быть ноутбук), подключаемый к УСПД «Изумруд» через последовательный интерфейс. Количество счетчиков, обслуживаемых одним УСПД «Изумруд» - до 1000. Количество УСПД «Изумруд», обслуживаемое центральной диспетчерской, определяется скоростью каналов связи и производительностью устанавливаемого в ЦД компьютера.

Информационное взаимодействие между счётчиками и УСПД «Изумруд» осуществляется по схеме “Запрос - Ответ”. Протокол обмена обеспечивает достоверный контроль принимаемой информации. Программная логика информационного обмена обеспечивает гарантированную доставку информации в ЦД. УСПД «Изумруд» даёт запрос счётчику на приём данных, счётчик даёт ответ на запрос и УСПД «Изумруд» принимает данные, отмечая время прихода данных по своим внутренним часам. Если данные не приняты, по каким-либо причинам, то операция по запросу данных многократно повторяется по заданному алгоритму программы и заданию пользователя до получения данных, либо до окончания интервала чтения установленного в УСПД «Изумруд».

Интервалы чтения устанавливают временные промежутки в течение суток в которые разрешается производить считывание данных по электросети со счётчиков. Количество интервалов чтения от 1 до 24, продолжительность интервала от 1 мин до 23 часов 59 мин.

Планирование работы, накопление информации и ее аналитическая обработка осуществляется с помощью специального программного обеспечения, устанавливаемого на компьютере ЦЦ. Компьютер ЦД связывается с УСПД «Изумруд» в заданные моменты времени или по команде оператора. Обмен информацией между ЦЦ и УСПД «Изумруд» осуществляется всегда по инициативе ЦЦ. Механизм аналогичен взаимодействию УСПД «Изумруд» со счётчиком. ЦД согласно оговоренному протоколу выдает команду УСПД «Изумруд», а УСПД «Изумруд» по этой команде собирает данные и либо сохраняет их в своей энергонезависимой памяти, либо передает в ЦЦ в ответном блоке информации. Протокол обмена информацией между ЦД и УСПД «Изумруд» включает в себя взаимную идентификацию.

Для защиты метрологических характеристик системы от несанкционированных изменений (корректировок) предусмотрен многоступенчатый доступ к текущим данным и параметрам реализуемый с помощью средств, включённых в ПО.

Технические характеристики

Пределы допускаемых относительных погрешностей по электроэнергии не зависят от способов передачи измерительной информации в цифровом виде и определяются классами точности применяемых электросчетчиков.

Пределы допускаемых основных погрешностей для разных ИК указаны в табл. 1.

Предел допускаемой основной погрешности при измерении времени в УСПД «Изумруд» ± 0,5 с/сут. Предел допускаемой дополнительной погрешности при измерении времени в УСПД ± 0,3 с/(сут-°С).

Таблица 1

При подключении счетчиков электрической энергии к нагрузке с помощью трансформатора тока по ГОСТ 7746 пределы допускаемой основной относительной погрешности ИК (Зик) определяются по следующим формулам:

5ик=[$сч ~*"(5трт +(0,029Гбфтрт^ ф) )/N] *, где:

5СЧ - предел допускаемой относительной погрешности счетчика электрической энергии;

5,рт - предел допускаемой относительной амплитудной погрешности трансформатора;

5<ртрт- предел допускаемой угловой погрешности трансформатора тока;

tg ф - тригонометрическая функция угла ф - сдвига фазы тока относительно напряжения;

N - коэффициент учитывающий число подключаемых трансформаторов тока к счетчику. N=1 для однофазного счетчика и N=3 для трехфазного 4-х проводного счетчика.

Таблица 2

Таблица 2 (продолжение)

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульных листах эксплуатационной документации, на щитках счётчиков СЭОС и СЭТС, устройства сбора данных УСПД «Изумруд».

Комплектность

Таблица 3

Поверка

Поверка производится по документу «Системы автоматизированные информационноизмерительные коммерческого учета электрической энергии «Изумруд». Методика поверки» Ув2.940.211 МП, утвержденной ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» в 2008 году.

Перечень основного оборудования, необходимого для поверки:

1. Персональный компьютер с предварительно установленным программным обеспечением: Windows 95/98/2000/NT;

2. Программа AMRS - для обмена информацией ПК с УСПД (входит в комплект поставки). Межповерочный интервал - 4 года.

Нормативные документы

ГОСТ 22261-94 “Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия”;

ГОСТ Р 52320-2005 «Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Испытания и условия испытаний. Часть 11. Счетчики электрической энергии.»;

ГОСТ Р 52322-2005 «Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 21. Статические счетчики активной энергии классов точности 1 и 2»;

ГОСТ Р МЭК 61107-2001 “Обмен данными при считывании показаний счетчиков, тарификации и управления нагрузкой. Прямой локальный обмен данными”;

ГОСТ 29216-91 «Радиопомехи индустриальные от оборудования информационной техники»;

ГОСТ 23511-79 «Радиопомехи индустриальные от электротехнических устройств, эксплуатируемых в жилых домах или подключаемых к их электрическим сетям»;

Технические условия «Системы автоматизированные информационно-измерительные коммерческого учёта электрической энергии «Изумруд». 4222-001-07526952-2007 ТУ».

Заключение

Тип систем автоматизированных информационно-измерительных коммерческого учёта электрической энергии “Изумруд” утверждён с техническими и метрологическими характеристиками, приведёнными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации.