Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии (АИИС КУЭ) МП "Нижегородское метро"

Назначение

Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии (далее по тексту - АИИС КУЭ) МП «Нижегородское метро» предназначена для измерения активной и реактивной электроэнергии, переданной и потребленной за установленные интервалы времени, а также для автоматизированного сбора, обработки, хранения и отображения информации.

Область применения - коммерческий учёт электрической энергии и мощности, поставленной с оптового рынка электроэнергии для нужд Муниципального Предприятия «Нижегородское метро», г. Нижний Новгород.

Описание

Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии (АИИС КУЭ) МП «Нижегородское метро» представляет собой многофункциональною, многоуровневую систему с централизованным управлением и распределенной функцией измерения.

АИИС КУЭ решает следующие задачи:

- измерение 30-минутных приращений активной и реактивной электроэнергии;

- периодический (1 раз в сутки) и /или по запросу автоматический сбор привязанных к единому астрономическому времени результатов измерений приращений электроэнергии с заданной дискретностью учета (30 мин);

- хранение результатов измерений в специализированной базе данных, отвечающей требованию повышенной защищенности от потери информации (резервирование баз данных) и от несанкционированного доступа;

- передача в организации-участники оптового рынка электроэнергии результатов измерений;

- предоставление по запросу контрольного доступа к результатам измерений, данных о состоянии объектов и средств измерений со стороны сервера организаций - участников оптового рынка электроэнергии;

- обеспечение защиты оборудования, программного обеспечения и данных от несанкционированного доступа на физическом и программном уровне, путем установки паролей;

- диагностика и мониторинг функционирования технических и программных средств АИИС КУЭ;

- конфигурирование и настройка параметров АИИС КУЭ;

- ведение системы единого времени в АИИС КУЭ (коррекция времени).

АИИС КУЭ включает в себя следующие уровни:

1-й уровень - информационно-измерительные комплексы (ИИК), включающие:

- трансформаторы тока класса точности 0,5s по ГОСТ 7746, ТИОЛ-10 (Госреестр № 1261-02), ТПЛ-Ю-М (Госреестр № 22192-07), ТОЛ-Ю-1 (Госреестр № 15128-07);

- трансформаторы напряжения класса точности 0,5 по ГОСТ 1983 НАМИ-10-95 (Госреестр № 20186-05);

- счетчики электрической энергии трехфазные Альфа А1800, класса точности 0,5S по ГОСТ Р 52323 (активная электроэнергия) и 1,0 по ГОСТ 26035 (реактивная электроэнергия) (Госреестр № 31857-06);

- аппаратура передачи данных: преобразователь интерфейса на 2 порта ICPCON ICP-7188D; радиомодем Невод-5; преобразователи интерфейса ADAM-4520, ADAM-4571-АЕ, Advantech; индустриальный коммутатор МОХА EDS-405A-SS-SC, оптический кросс HIKO-H-MA-SM-ST-32.

2 -й уровень - измерительно-вычислительный комплекс электроустановки (ИВКЭ) АИИС КУЭ, включающий в себя:

- УСПД RTU-327 E1-R2M2-M08;

-УССВ-16НУ8;

- аппаратура передачи данных: модем Zyxel U3336S; коммутатор Cisco Catalyst 2950; маршрутизатор Cisco 2801; радиомодем Невод-5; индустриальный коммутатор МОХА EDS-405A-SS-SC.

3-й уровень - измерительно-вычислительный комплекс (ИВК) АИИС КУЭ, включающий в себя:

- сервер HP DL380;

- рабочие станции АРМ;

- переносной инженерный пульт на базе компьютера Notebook в комплекте с оптическим преобразователем АЕ1.

Программное обеспечение (ПО) АИИС КУЭ - ПО Meter Cat 2.10, ПО Альфа-Центр AC_SE_5, ПО Альфа-Центр AC_L, ПО Альфа-Центр АС_М, ПО Альфа-Центр АС^Циспетчер заданий АСКП, ПО Альфа-Центр АС Диспетчер заданий _XML, ПО Альфа-Центр АС_Т, ПО Альфа-Центр АС_АСКП, - обеспечивает выполнение расчетных функций, визуальное отображение измеряемых параметров и обеспечение доступа к ним пользователей.

Конструктивно система скомпонована из электрошкафов с установленным в них оборудованием.

Шкаф серверный содержит: источники питания, оптические кроссы для двух вводимых кабелей, 46.5x262x190 IIIKO-C-19-SM-ST-16, УСПД RTU-327 E1-R2M2-M08, сервер HP DL380, УССВ-16 HVS, модем Zyxel U3336S, коммутатор Cisco Catalyst 2950, маршрутизатор Cisco 2801, радиомодем Невод-5, индустриальные коммутаторы МОХА EDS-405A-SS-SC.

Шкаф коммуникационный НКУ с радиомодемом содержит: источники питания, преобразователь на 2 порта ICPCON ICP-7188D, радиомодем Невод-5, преобразователь интерфейса ADAM-4520, Advantech.

Шкаф коммуникационный НКУ с оптическим кроссом (32 входа) содержит: источники питания, оптический кросс для четырех вводимых кабелей 90x430x306 IIIKO-H-MA-SM-ST-32, медиаконвертер Advantech ADAM-4571-АЕ, индустриальные коммутаторы МОХА EDS-405A-SS-SC.

Шкаф коммуникационный НКУ с оптическим кроссом (16 входов) содержит: источники питания, оптический кросс для двух вводимых кабелей 430x306x80 ШКО-Н-MA-SM-ST-16, медиаконвертер Advantech ADAM-4571-AE, индустриальные коммутаторы МОХА EDS-405A-SS-SC.

Первичные фазные токи и напряжения трансформируются измерительными трансформаторами в аналоговые сигналы, которые по проводным линиям связи поступают на соответствующие входы электронного счетчика электрической энергии. В счетчике с помощью измерительной микросхемы осуществляется выборка входных сигналов токов и напряжений по каждой фазе, используя встроенные аналого-цифровые преобразователи, и выполняются различные вычисления для получения всех необходимых величин. С выходов измерительной микросхемы на микроконтроллер поступают интегрированные по времени сигналы активной и реактивной энергии.

Микроконтроллер осуществляет дальнейшую обработку полученной информации и накопление данных в энергонезависимой памяти; также микроконтроллер осуществляет управление отображением информации на ЖКИ, выводом данных по энергии на выходные импульсные устройства и обменом по цифровому интерфейсу.

Для передачи информации с цифровых выходов счетчиков в УСПД на всех объектах (кроме ТП-2740 - измерительный канал № 3) созданы основной и резервный каналы передачи информации, организованные по интерфейсу RS-485 с последующим преобразованием в формат канала волоконно-оптической связи (ВОЛС). На объекте ТП-2740 основной канал передачи информации организован по интерфейсу RS-485, резервный с помощью модемной радиосвязи с УСПД.

В УСПД осуществляется вычисление значений электроэнергии с учетом коэффициентов трансформации ТТ и TH, хранение измерительной информации, ее накопление, обработка (вычисление электропотребления за заданные периоды для заданных групп измерительных каналов) и передача по линии Ethernet на сервер баз данных по интерфейсу RS-232.

На сервере баз данных системы выполняется накопление, хранение, резервное копирование измерительной информации, оформление справочных и отчетных документов и передача информации на автоматизированные рабочие места (АРМ) по линии Ethernet.

На АРМ операторов системы выполняется мониторинг измерительной информации, анализ, печать отчетных форм.

Сервер баз данных АНИС КУЭ выполнен на базе компьютера типа «Pentium» под управлением Windows Server 2003 с установленным комплексом программного обеспечения Альфа Центр. Сервер баз данных обеспечивает визуализацию измеренных счетчиками электрической энергии параметров и состояний компонентов системы, задание режимов автоматического опроса счётчиков, конфигурирование и настройку установок отдельных счетчиков по точкам учёта, формирование групп учёта, ведение протоколов и архивирование данных, экспорт информации в базы данных, а также считывание и вывод (в табличном или графическом виде) на устройство печати отчётов с коммерческой информацией по расходу электрической энергии.

АИИС КУЭ оснащена системой обеспечения единого времени, созданной на основе устройства синхронизации системного времени УССВ-16 HVS. УССВ включает в себя приемник сигналов точного времени от спутников глобальной системы позиционирования (GPS). GPS-приемник ежесекундно без обработки передает в УСПД сигналы точного времени с точностью до целых секунд. Таким образом, точность хода часов в УСПД составляет 1 секунду. При каждом сеансе связи и не реже чем 1 раз в 30 минут осуществляется сличение времени между счетчиком и УСПД. Сличение времени между УСПД и сервером происходит при каждом сеансе связи не резе чем 1 раз в 1 мин. Коррекция осуществляется при обнаружении рассогласования более чем на ± 2 с.

Журналы событий счетчика электроэнергии отражают: время (дата, часы, минуты) коррекции часов указанных устройств и расхождение времени в секундах, корректируемого и корректирующего устройств в момент непосредственно предшествующий корректировке.

Технические характеристики

Состав измерительных каналов приведен в таблице 1.

Таблица 1 Состав измерительных каналов.

Продолжение таблицы 1.

Пределы допускаемой относительной погрешности измерения активной

(где I/Ihom - отношение измеряемого значения тока к его номинальному значению, coscp, sin(p - коэффициент мощности)

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения времени АПИС КУЭ ± 4 секунды в сутки.

Максимальное время рассогласования между счетчиками из состава АНИС КУЭ и УСПД в пределах ± 2 секунды в сутки.

Условия эксплуатации компонентов АПИС КУЭ:

- допускаемая температура окружающей среды:

для измерительных трансформаторов от минус 20 до плюс 40 °C; для счетчиков от 10 до 35 °C (для ИК № 3 от минус 20 до плюс 40), для УСПД от 0 до 45 °C; для сервера и АРМ от 10 до 30 °C;

- относительная влажность воздуха от 30 до 90 %;

- атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа.

Питание компонентов АПИС КУЭ осуществляется от сети переменного тока + 10%

напряжением 220 ~15% В, частотой (50±1) Гц.

Мощность, потребляемая компонентами АИИС КУЭ, при номинальном

напряжении питания от сети переменного тока, не более:

- шкаф серверный                                                 1400 ВА;

- шкаф коммуникационный НКУ с радиомодемом                    350 ВА;

- шкаф коммуникационный НКУ с опт. кроссом-32                     500 ВА;

- шкаф коммуникационный НКУ с опт. кроссом-16                     350 ВА;

- АРМ                                                       500 ВА.

Средняя наработка на отказ АИИС КУЭ не менее 40000 часов.

Среднее время восстановления не более 24 часов.

Средний срок службы АИИС КУЭ не менее 10 лет.

Габаритные размеры компонентов АИИС КУЭ, не более:

Надежность применяемых в АНИС КУЭ компонентов:

- счетчик электроэнергии - среднее время наработки на отказ не менее Т=120000 ч, среднее время восстановления работоспособности tB—24 ч;

- УСПД - среднее время наработки на отказ не менее Т=40000 ч, среднее время восстановления работоспособности tB=24 ч;

- сервер - среднее время наработки на отказ не менее Т = 206742, ч среднее время восстановления работоспособности tB - 1 ч.

Глубина хранения информации:

счетчик электроэнергии - тридцатиминутный профиль нагрузки в двух направлениях - не менее 120 суток; хранение профиля нагрузки при отключении питания - не менее 5 лет при 25 °C;

УСПД - суточные данные о тридцатиминутных приращениях электропотребления по каждому ИК и электропотребление за месяц по каждому каналу -не менее 45 суток; при отключении питания - не менее 3 лет;

- ИВК - хранение результатов измерений и информации состояний средств измерений за весь срок эксплуатации АИИС КУЭ.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульные листы эксплуатационной документации на систему автоматизированную информационно-измерительную коммерческого учета электрической энергии (АИИС КУЭ) МП «Нижегородское метро».

Комплектность

Поверка

Поверка системы проводится в соответствии с документом «Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии (АПИС КУЭ) МП «Нижегородское метро». Методика поверки», утвержденным руководителем ГЦИ СИ ФГУ «Нижегородский ЦСМ» в декабре 2008 г.

Перечень основных средств поверки:

- средства поверки измерительных трансформаторов напряжения по МИ 2925-2005 и/или по ГОСТ 8.216-88;

- средства поверки измерительных трансформаторов тока по ГОСТ 8.217-2003;

- средства поверки счетчиков электрической энергии Альфа А1800 в соответствии с методикой поверки МП-2203-0042-2006 «Счетчики электрической энергии трехфазные многофункциональные Альфа А1800», утвержденной ГЦИ СИ «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»;

- приемник сигналов точного времени.

Межповерочный интервал - 4 года.

Нормативные документы

ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия»,

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

Заключение

Тип системы автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета электрической энергии (АИИС КУЭ) МП «Нижегородское метро» утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации.