Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии ЗАО "Илимхимпром"

Назначение

Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии ЗАО «Илимхимпром» (далее - АИИС КУЭ) предназначена для измерений активной и реактивной электрической энергии и мощности, времени; сбора, обработки, хранения и передачи информации; формирования отчетных документов.

Описание

Конструктивно АИИС КУЭ представляет собой многофункциональную, трехуровневую систему с централизованным управлением и распределенной функцией измерений активной и реактивной электрической энергии и мощности.

АИИС КУЭ включает в себя следующие уровни:

1) первый уровень - измерительно-информационные комплексы (ИИК) точек измерений, выполняющие функцию автоматического проведения измерений активной и реактивной электрической энергии и мощности и включающие в себя:

- измерительные трансформаторы тока класса точности 0,2S;

- измерительные трансформаторы напряжения класса точности 0,5;

- счетчики электрической энергии многофункциональные СЭТ-4ТМ.03М (счетчики) класса точности 0,2S при измерении активной энергии и 0,5 - реактивной энергии;

- вторичные электрические цепи;

2) второй уровень - устройство сбора и передачи данных «ЭКОМ-3000» (УСПД), размещенный в шкафу УСПД;

3) третий уровень - информационно-вычислительный комплекс (ИВК), включающий в себя технические средства приёма-передачи, сервер базы данных (БД), сервер сбора данных и автоматизированные рабочие места (АРМ) оператора с установленным программным комплексом «Энергосфера».

ИИК, УСПД, ИВК и технические средства приёма-передачи данных образуют измерительные каналы АИИС КУЭ. Структурная схема АИИС КУЭ приведена на рисунке 1.

АИИС КУЭ представляет собой единичный экземпляр измерительной системы. Заводской номер 001.

АИИС КУЭ обеспечивает выполнение следующих функций:

- измерение 30-минутных приращений активной и реактивной электрической энергии;

- измерение средней активной и реактивной электрической мощности за интервал времени 30 мин;

- периодический или по запросу автоматический сбор от отдельных точек учета привязанных к единому календарному времени результатов измерений приращений электрической энергии и мощности с заданной дискретностью;

- хранение результатов измерений и данных о состоянии средств измерений АИИС КУЭ в специализированной базе данных в течение 3,5 лет;

- формирование и передача в автоматическом режиме отчетных документов, в том числе файлов в XML-формате в центры сбора информации;

- защита на программном уровне при передаче результатов измерений с использованием электронной цифровой подписи;

- предоставление пользователям и персоналу, эксплуатирующему АИИС КУЭ, регламентированного доступа к результатам измерений и данным о состоянии средств измерений АИИС КУЭ;

- защита оборудования, программного обеспечения и данных АИИС КУЭ от несанкционированного доступа на физическом (пломбирование) и программном уровне (разграничение прав доступа);

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

- конфигурирование и настройка параметров АИИС КУЭ;

- ведение системы обеспечения единого времени АИИС КУЭ.

Принцип действия АИИС КУЭ основан на измерении первичного тока и напряжения контролируемого присоединения АИИС КУЭ с использованием измерительных трансформаторов тока и напряжения и масштабном преобразовании в аналоговые унифицированные сигналы, которые по проводным линиям связи поступают на входы счётчиков электрической энергии. В счетчиках осуществляется преобразование входных аналоговых сигналов тока и напряжения в цифровой код и математическая обработка с вычислением тридцатиминутных приращений активной и реактивной электрической энергии.

Вычисленные значения приращений активной и реактивной электрической энергии, служебная информация в виде цифрового кода передаются в УСПД. Связь между счетчиками и УСПД осуществляется по интерфейсу Ethernet. УСПД осуществляет автоматизированный сбор, накопление, хранение и передачу результатов измерений и служебной информации в базу данных сервера. Связь между УСПД и сервером осуществляется по интерфейсу RS-232 и Ethernet. Программа «Редактор расчетных схем», входящая в состав установленного на сервере программного комплекса (ПК) «Энергосфера», вычисляет с учётом коэффициентов трансформации ТТ и ТН приращения активной и реактивной электрической энергии и среднюю за интервал времени 30 мин мощность.

Сервер осуществляет также сбор, накопление, хранение, отображение результатов измерений электрической энергии и мощности; вычисление нарастающим итогом электрической энергии за учётный период по отдельным точкам измерений; формирование и передачу отчетных документов. Для передачи информации используется Ethernet (основной канал) и телефонные линии (резервный канал). Переключение передачи данных с основного канала связи на резервный осуществляется в ручном режиме оператором АИИС КУЭ.

Оперативный доступ к информации, хранящейся в базе данных (отображение и вывод на печать результатов измерений), осуществляется с АРМ оператора с использованием программы «АРМ Энергосфера», входящей в состав ПК «Энергосфера».

АИИС КУЭ оснащена системой обеспечения единого времени (СОЕВ), включающей в себя устройство синхронизации времени на основе GPS-приемника (входит в состав УСПД), счетчики и сервер. СОЕВ выполняет измерение времени и обеспечивает синхронизацию времени компонентов ИК АИИС КУЭ - счетчиков, УСПД, сервера ИВК, АРМ оператора. Измерение интервалов времени осуществляется таймерами счетчиков. По результатам измерений формируются тридцатиминутные интервалы, для которых осуществляется вычисление приращений электрической энергии.

Устройство синхронизации времени УСПД с помощью встроенного GPS приемника один раз в час осуществляет привязку к шкале координированного времени государственного первичного эталона Российской Федерации UTC (SU) и формирует собственную шкалу времени. УСПД один раз в час осуществляет синхронизацию внутренних часов сервера и счетчика. Корректировка времени сервера и счетчиков выполняется при достижении расхождения с временем УСПД более 2 с. Сервер один раз в час осуществляет корректировку времени АРМ оператора при достижении расхождения более 2 с. Журналы событий счётчика электрической энергии и УСПД отражают: время (дата, часы, минуты) коррекции часов указанных устройств и расхождение времени в секундах корректируемого и корректирующего устройств в момент, непосредственно предшествующий корректировке.

Сервер АНИС КУЭ ОЛО1.1 рупия «ИЛИИ» I'T'iijiini.'i ОАО <1 руина «И.1ИМ» в т. Братске}

Сервер А И ИС КУ 4 НЛО «РУСЛ1! Ьриити (ОАО il’MA.I bpiiK KHii ЯЛТПЧИЯНСВЪТЙ ЧЯВйТЛ)

Сервер АНИС КУ Ч ООО '<И риупмгл n'jji ut5i-i । » (ООО «Ирку । liuln. Энергосбытовая ночпаяпяч!

Сервер efinpa .яаяяих Филиал ОАО "СО h JC

И р i^ i Скае |',Ц У

Серверная

1 3 уровень ИВ К

Сервер ЛИНС? КУЭ ЗАО s :1ЕШ > Г1АО «Или мч им прим»}

CiiciCjia г.втомашзлрованнаи коммерческою учен и чьей грани epi и и ЗАО "Илкмхи чиром" 1 осросстр Ае 47507-11

еш.-.лл > b'Foil

2 уровень ИВКЭ ---------

ГПП-З ЮкВ

[ РУ П.4кВ '

। । I уровень ИИК

УСПД эком-зоии SAO «ILXU» f эАО «Или мч им прим»}

isis.'«, i !).-1hR

TCH-I ]U'U,4xB

RUS!

РП ''Рассолопромыссл'’ бкВ ГРУ 0.4кВ

i;2.ii9) kh.ij П.-1 и R К Н-2 lti. ti,4xB cjr^rvi с jm.cs

уровень ИИК

14-W1:

РУ lOliB

I-! уровень ИИК

(2. .■?) mm 4,4 кВ

ICH-1 i'i-'DAkB

C.1T-4 МлУМ Qb

И-Н?5

?:■ Jc.u. LUuB. s-.ч i: ГЭТ.1ТМ.01М

Пч-1К«

(2.79) ввод h,4kH I CH-2 Г..'1).4кН

VJl-4 .M.Q.;M.'Ji>

РУ и кВ

(2.671 2г.hi lOh'Hi яч.4у L' УГ-4ТМ.(ПМ

RC-(K^

1 уровень ИИК

(2,6Ы 2с,ш, ЮкВ,яч,1£ Г ЧТ-1ТМ.0’У!

R>JSS

Yi) I e.i:i. 6 xB, лч. 11 C.VMT.M LOM

О ,'<|I 4с ,ш. IQudJ.XB.i'j г. .тмтм.еом

<2 . 2.ш Юки,яч.24

Г..ТГ-1ТМ.01М

ТП-137 J0.'0.4kB

ГУ

1 уровень ИИК

21 . l .ев 101Ш, ЯЧ.2 r.lT-ITM.C'IM

R^-JKI

?Ч ?с.ш Юи11, я Г.ТМТМ.ОЯМ

Rvlli

ГЗТ-4ТМ.О1М

; РУ 0;4кВ

1 । 1 уровень ИИК

. । Г

(5 .5) l< in. Iltli. нч лч (:чт-1тм.С'1м

R-r4K^

NPuri

Рисунок 1 - Структурная схема АИИС КУЭ

Пломбирование компонентов АИИС КУЭ от несанкционированного доступа осуществляется в соответствии с технической документацией (рисунок 2).

Пломбирование счетчика и крепление защитной крышки

Пломбирование               Пломбирование шкафов

испытательной коробки        УСПД и сервера

Рисунок 2 - Места установки пломб на технические средства АИИС КУЭ

Программное обеспечение

В АИИС КУЭ ЗАО «Илимхимпром» используется программное обеспечение (ПО) «Энергосфера» версии 7.1, в состав которого входят программы указанные в таблице 1. ПО «Энергосфера» обеспечивает защиту программного обеспечения и измерительной информации паролями в соответствии с правами доступа. Средством защиты данных при передаче является кодирование данных, обеспечиваемое программными средствами ПО «Энергосфера».

Таблица 1 - Метрологические значимые модули ПО

Программно-технический комплекс «ЭКОМ», включающий в себя программный комплекс (ПК) «Энергосфера», внесен в Госреестр № 19542-05.

Оценка влияния ПО на метрологические характеристики СИ - метрологические характеристики ИК АИИС КУЭ, указанные в таблице 2, нормированы с учетом ПО.

Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

Перечень и состав измерительных каналов АИИС КУЭ приведен в таблице 2. Таблица 2

Пределы абсолютной погрешности измерений времени в АИИС КУЭ ± 5 с.

Границы относительной погрешности измерительных каналов АИИС КУЭ при измерении активной и реактивной электрической энергии и средней мощности при доверительной вероятности, равной 0,95, приведены в таблице 3.

Таблица 3

Примечания:

1 Нормальные условия:

параметры сети: напряжение (0,98-1,02)/ином, ток (1-1,2)-1н0М; cosф=0,9 инд.;

температура окружающей среды (15-25) °С.

2 Рабочие условия:

параметры сети: напряжение (0,95-1,05)-ином; ток (0,01-1,2)-!ном; частота (49,5-50,5) Гц; 0,5 инд. < cosф < 0,8 емк.;

индукция внешнего магнитного поля в местах установки счётчиков не более 0,5 мТл;

допускаемая температура окружающей среды: трансформаторы тока - от минус 45 до 50 °С; трансформаторы напряжения - от минус 40 до 60 °С; счетчики электрической энергии - от минус 40 до 60 °С; УСПД - от минус 10 до 50 °С; сервер - от 10 до 40 °С.

3 Границы относительной погрешности измерительных каналов АИИС КУЭ в рабочих условиях приведены для температуры окружающего воздуха от минус 10 до 30 °С.

4 Трансформаторы тока по ГОСТ 7746-2001, трансформаторы напряжения по

ГОСТ 1983-2001, счетчики электрической энергии по ГОСТ Р 52323-2005 в режиме измерений активной электрической энергии и по ГОСТ Р 52425-2005 в режиме измерений реактивной электрической энергии.

5 Допускается замена измерительных трансформаторов и счетчиков электрической энергии на однотипные утвержденных типов с метрологическими характеристиками не хуже, чем у приведенных в таблице 2. Допускается замена устройства сбора и передачи данных «ЭКОМ-3000» на однотипный утвержденного типа. Замена оформляется актом в установленном в ЗАО «Илимхимпром» порядке. Акт хранится совместно с описанием типа АИИС КУЭ как его неотъемлемая часть.

Показатели надежности применяемых в АИИС КУЭ компонентов:

- трансформаторы тока: среднее время наработки на отказ 4000000 ч, средний срок службы 25 лет;

- трансформаторы напряжения: среднее время наработки на отказ 440000 ч, средний срок службы 25 лет;

- счётчики электрической энергии многофункциональные СЭТ-4ТМ.03М: среднее время наработки на отказ 140000 ч, средний срок службы 30 лет, среднее время восстановления не более 168 ч;

- устройство сбора и передачи данных «ЭКОМ-3000»: среднее время наработки на отказ 75000 ч, средний срок службы 20 лет, среднее время восстановления не более 24 ч;

- сервер: коэффициент готовности 0,99; среднее время восстановления работоспособности - 1 ч.

Надежность системных решений:

- резервирование питания УСПД и сервера с помощью источника бесперебойного питания;

- резервирование каналов передачи данных;

- резервирование каналов связи: информация о результатах измерений передаётся по электронной почте.

Р егистрация в журналах событий счетчиков электрической энергии и УСПД событий:

- параметрирования;

- пропадания напряжения;

- коррекции времени в счетчиках электрической энергии.

Защищенность применяемых компонентов АИИС КУЭ:

1) наличие механической защиты от несанкционированного доступа и пломбирование:

- счетчиков электрической энергии:

- промежуточных клеммников вторичных цепей напряжения;

- испытательных коробок;

- УСПД и сервера БД;

2) наличие защиты на программном уровне:

- результатов измерений (при передаче - использование цифровой подписи);

- установка паролей на счетчики электрической энергии;

- установка паролей на УСПД;

- установка паролей на сервере и компьютерах АРМ оператора.

Глубина хранения информации:

- счетчики электрической энергии - тридцатиминутный профиль нагрузки - не менее 35 суток, при отключении питания - не менее 10 лет;

- УСПД - суточные данные о тридцатиминутных приращениях электрической энергии по каждому измерительному каналу АИИС КУЭ - не менее 45 суток (функция автоматизирована), сохранение информации при отключении питания - не менее 3 лет;

- ИВК - хранение результатов измерений и информации о состоянии средств измерений - не менее 3,5 лет.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульный лист паспорта АИИС КУЭ типографским способом.

Комплектность

В комплект АИИС КУЭ входят технические и программные средства, а также документация, приведенные в таблицах 4-6 соответственно.

Таблица 5 - Программные средства АИИС КУЭ

Таблица 5 - Программные средства АИИС КУЭ

Таблица 6 - Документация

Поверка

осуществляется по документу МП 47507-11 «Система автоматизированная информационноизмерительная коммерческого учета электроэнергии ЗАО «Илимхимпром». Методика поверки», утвержденным руководителем ГЦИ СИ ФГУ «Томский ЦСМ» в июне 2011 г.

Перечень основных средств поверки.

Радиочасы МИР РЧ-02: пределы допускаемой абсолютной погрешности синхронизации фронта выходного сигнала 1 Гц по шкале координированного времени UTC не более ± 1 мкс.

Средства поверки компонентов АИИС КУЭ - в соответствии с нормативными документами, регламентирующими проведение их поверки: трансформаторы тока - по ГОСТ 8.217-2003;

трансформаторы напряжения - по ГОСТ 8.216-88;

счетчики электрической энергии многофункциональные СЭТ-4ТМ.03М - по методике поверки ИЛГШ.411152.145РЭ1, являющейся приложением к руководству по эксплуатации и согласованной с руководителем ГЦИ СИ ФГУ «Нижегородский ЦСМ» 04.12.2007 г.;

устройства сбора и передачи данных «ЭКОМ-3000» - по методике «ГСИ. Комплекс технический измерительный ЭКОМ-3000. Методика поверки. ПБКМ.421459.003 МП, утвержденной ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» в мая 2009 г.

Средство измерений для проверки нагрузки на вторичные цепи измерительных трансформаторов и падения напряжения в линии связи между вторичной обмоткой трансформатором напряжения и счетчиком - мультиметр «Ресурс-ПЭ»: пределы допускаемой относительной погрешности измерений напряжения в диапазоне от 15 до 150 мВ ± 2,0 %, в диапазоне от 15 до 300 В ± 0,2 %; пределы допускаемой относительной погрешности измерений силы тока в диапазоне от 0,05 до 0,25 А ± 1,0 %, в диапазоне от 0,25 до 7,5 А ± 0,3 %; пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений угла фазового сдвига между напряжениями ± 0,1°; пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений частоты ± 0,02 Гц.

Сведения о методах измерений

Методика измерений приведена в документе «Рекомендация. ГСИ. Методика измерений электрической энергии и мощности системой автоматизированной информационноизмерительной коммерческого учета электроэнергии ЗАО «Илимхимпром» (Свидетельство об аттестации методики измерений № 01.00241-2008/34-78-2011, выданное ФГУ «Томский ЦСМ» 03.05.2011 г.).

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.