Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии (мощности) тяговых подстанций Юго-Восточной ЖД филиала ОАО "РЖД" в границах Пензенской области

Назначение

Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии (мощности) тяговых подстанций Юго-Восточной ЖД филиала ОАО «РЖД» в границах Пензенской области предназначена для измерений активной и реактивной электрической энергии и мощности, времени и интервалов времени.

Описание

Конструкция системы автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета электрической энергии (мощности) тяговых подстанций ЮгоВосточной ЖД филиала ОАО «РЖД» в границах Пензенской области (далее АИИС КУЭ) представляет многофункциональную трехуровневую автоматизированную систему с централизованным управлением и распределённой функцией измерений активной и реактивной электрической энергии и мощности и включает в себя следующие уровни:

Первый уровень - измерительные трансформаторы тока и напряжения и счетчики активной и реактивной электрической энергии, вторичные измерительные цепи и технические средства приема-передачи данных, образующие два измерительных канала системы по количеству точек учета электрической энергии.

Второй уровень - измерительно-вычислительный комплекс регионального Центра энергоучёта, реализованный на базе устройства сбора и передачи данных (УСПД ) RTU-327, номер 19495-03 в Государственном реестре средств измерений (Госреестр СИ) и Комплекса измерительно-вычислительного для учета электрической энергии «Альфа-Центр», номер 20481-00 в Госреестре СИ, выполняющих функции сбора, хранения результатов измерений и передачи их на третий уровень организации коммерческого многотарифного учета электроэнергии в течение заданного интервала времени, измерения средних мощностей на заданных интервалах времени;

Третий уровень - измерительно-вычислительный комплекс (ИВК) Центра сбора данных АИИС КУЭ, включающий Комплекс измерительно-вычислительный для учета электроэнергии «ЭНЕРГИЯ-АЛЬФА» (номер 35052-07 в Госреестре СИ), серверное оборудование, каналы сбора данных с уровня регионального Центра энергоучёта, каналы передачи данных субъектам ОРЭ.

Принцип действия АИИС КУЭ тяговых подстанций Юго-Восточной ЖД филиала ОАО «РЖД» в границах Пензенской области заключается в следующем.

Первичные токи и напряжения преобразуются измерительными трансформаторами в унифицированные аналоговые сигналы, которые по проводным линиям связи поступают на измерительные входы счетчика электрической энергии. В счетчике электрической энергии мгновенные значения аналоговых сигналов преобразуются в цифровой код. По мгновенным значениям электрического тока и напряжения в микропроцессоре счетчика электрической энергии вычисляются соответствующие мгновенные значения активной электрической мощности без учета коэффициентов трансформации. За каждый интервал времени измерений 0,02 с счетчик электрической энергии измеряет активную электрическую мощность, рассчитывает полную электрическую мощность как произведение действующих

Лист № 2

Всего листов 16 значений напряжения и тока, рассчитывает реактивную электрическую мощность по значениям полной и активной мощности.

Средние активная и реактивная электрические мощности на интервале времени измерений, равном 30 мин, вычисляются как средние значения результатов измерений на интервале времени усреднения 0,02 с.

Информация о результатах измерений с выходов счетчиков в виде цифрового кода по каналам связи поступает на входы УСПД RTU-327, где производится хранение данных и передача их на уровень ИВК.

Результаты измерений электрической энергии и мощности с УСПД RTU 327 поступают по цифровым каналам связи в ИВК, где производится их обработка (умножение результатов измерений энергии на коэффициенты трансформации), сбор и хранение.

АИИС КУЭ тяговых подстанций Юго-Восточной ЖД филиала ОАО «РЖД» в границах Пензенской области включает систему обеспечения единого времени (СОЕВ). В состав ИВК входит устройство синхронизации системного времени (УССВ) типа 35LVS (35HVS), которое обеспечивает автоматическую коррекцию времени сервера при расхождении времени сервера и от времени УССВ на 1 с. Часы УСПД синхронизируются при каждом сеансе обмена данными ИВК с УСПД при расхождении времени на 1 с. Часы счетчика электрической энергии синхронизируются УСПД с периодичностью 1 раз в 30 минут при расхождении времени на 1 с.

Предусмотрены следующие способы защиты информации от несанкционированного доступа:

- путем пломбирования испытательных коробок, электросчетчиков, клеммников, цепей передачи информации от электросчетчиков к УСПД и УСПД;

- путем пломбирования элементов счетчиков и УСПД, с помощью которых может осуществляться изменение параметров настройки устройств, системного времени и накопленных данных;

- путем ограничения доступа к трансформаторам тока и напряжения, счетчикам, УСПД и ИВК (размещением технических средств в закрываемых помещениях и закрываемых шкафах).

Состав измерительных каналов АИИС КУЭ Юго-Восточной ЖД филиала ОАО «РЖД» в границах Пензенской области приведен в таблице 1.

Уровень измерительно-вычислительного комплекса регионального Центра энергоучёта реализован на базе УСПД RTU-327, номер 19495-03 в Госреестре СИ и и Комплекса измерительно-вычислительного для учета электрической энергии «Альфа ЦЕНТР», номер 20481-00 в Госреестре СИ.

Таблица 1 - Состав измерительных каналов АИИС КУЭ Юго-Восточной ЖД филиала ОАО «РЖД» в границах Пензенской области

сл

о

Программное обеспечение

В состав ПО АИИС КУЭ входит: ПО счетчиков электрической энергии, ПО УСПД и ПО сервера БД АИИС КУЭ. Программные средства сервера БД АИИС КУЭ содержат: базовое (системное) ПО, включающее операционную систему, программы обработки текстовой информации, сервисные программы, ПО систем управления базами данных (СУБД) и прикладное ПО ИВК «Альфа ЦЕНТР», ПО СОЕВ.

Состав и идентификационные данные ПО АИИС КУЭ Юго-Восточной ЖД филиала ОАО «РЖД» в границах Пензенской области приведены в таблице 2.

Управление сбором данных осуществляется при помощи программного обеспечения «Альфа ЦЕНТР», которое функционирует на сервере ИВК. Интерфейс ПО содержит в себе средства предупреждения пользователя, если его действия могут повлечь изменение или удаление результатов измерений. Программное обеспечение и конструкция счетчиков, УСПД и сервера сбора данных после конфигурирования и настройки обеспечивают защиту от несанкционированного доступа и изменения его параметров.

Метрологически значимая часть ПО содержит специальные средства защиты, исключающие возможность несанкционированной модификации, загрузки (в том числе загрузки фальсифицированного ПО и данных), считывания из памяти счетчиков, УСПД и сервера, удаления или иных преднамеренных изменений метрологически значимой части ПО и измеренных данных.

Специальными средствами защиты метрологически значимой части ПО и измеренных данных от преднамеренных изменений являются:

- средства проверки целостности ПО, выполняющие расчёт контрольной суммы метрологически значимой части ПО и сравнение ее с требуемым значением;

- средства обнаружения и фиксации событий;

- средства управления доступом с использованием многоуровневой системы паролей;

- средства защиты на физическом уровне (HASP-ключи).

Таблица 2 - Идентификационные данные ПО

Влияние программного обеспечения на метрологические характеристики АИИС КУЭ Юго-Восточной ЖД филиала ОАО «РЖД» в границах Пензенской области оценивается относительным отличием результатов расчёта от опорных значений, пределы которого составляют ± 1 единицу младшего разряда результата измерений.

Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню С по МИ 3286-2010.

Пределы допускаемых значений относительной погрешности измерений активной и реактивной электроэнергии не зависят от способов передачи измерительной информации и способов организации измерительных каналов ИВК «АльфаЦЕНТР».

Технические характеристики

Метрологические характеристики АИИС КУЭ Юго-Восточной ЖД филиала ОАО «РЖД» в границах Пензенской области приведены в таблицах 3-4.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений времени ± 5 с.

Пределы допускаемой погрешности измерений интервалов времени ± 5 с/сут.

Таблица 3 - Метрологические характеристики АИИС КУЭ при измерении активной электрической энергии, ее приращений за интервал времени 30 мин и . средней мощности_______________________________________________________________________________

Лист № 9

Всего листов 16

Лист № 10

Всего листов 16

Таблица 4 - Метрологические характеристики АИИС КУЭ Юго-Восточной ЖД филиала ОАО «РЖД» при измерении реактивной

электрической энергии, ее приращений за интервал времени 30 мин и средней мощности

Лист № 11

Всего листов 16

Лист № 12

Всего листов 16

Лист № 13

Всего листов 16

Нормальные условия эксплуатации:

Параметры электрической сети:

• диапазон напряжения переменного тока (0,99 - 1,01)UH;

• диапазон силы переменного тока - (0,01 - 1,2) Iн;

• диапазон коэффициента мощности ф 0,8 - 1,0;

• частота - (50 ± 0,15) Гц;

• магнитная индукция внешнего происхождения, не более 0,05 мТл.

• температура окружающего воздуха:

- для ТТ и ТН - (минус 20 -плюс 30) °С;

- для счетчиков электроэнергии - (плюс 18 плюс 25)°С;

- для УСПД, ИВК - (плюс 10 - плюс 30) °С;

Рабочие условия эксплуатации:

Для ТТ иТН:

• диапазон напряжения переменного тока (0,9 - 1,1)UH;

• диапазон силы переменного тока - (0,01 - 1,2) Iн;

• диапазон коэффициента мощности cos ф 0,5 - 1,0;

• частота - (50 ± 0,4) Гц;

• температура окружающего воздуха (минус 40 - плюс 50) °С.

Для счётчиков электроэнергии:

• диапазон напряжения переменного тока (0,9 - 1,1)UH;

• диапазон силы переменного тока - (0,01 - 1,2)1н;

• диапазон коэффициента мощности 0,5 - 1,0;

• частота - (50 ± 0,4) Гц;

• температура окружающего воздуха (плюс 10 - плюс 30) °С.

• магнитная индукция внешнего происхождения, не более - 0,5 мТл.

Трансформаторы тока соответствуют ГОСТ 7746, трансформаторы напряжения соответствуют ГОСТ 1983, счетчики электроэнергии соответствуют ГОСТ Р 52323 при измерении активной электроэнергии и ГОСТ 26035 при измерении реактивной электроэнергии.

Допускается замена измерительных трансформаторов и счетчиков на аналогичные утвержденных типов с метрологическими характеристиками не хуже, чем у перечисленных в таблице 1.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульные листы эксплуатационной документации на систему автоматизированную информационно-измерительную коммерческого учета электрической энергии (мощности) тяговых подстанций ЮгоВосточной ЖД филиала ОАО «РЖД» в границах Пензенской области.

Комплектность

Комплектность АИИС КУЭ Юго-Восточной ЖД филиала ОАО «РЖД» в границах Пензенской области определяется проектной документацией на систему. В комплект поставки входит техническая документация на систему и на комплектующие средства измерений.

Комплектность АИИС КУЭ Юго-Восточной ЖД филиала ОАО «РЖД» в границах Пензенской области представлена в таблице 5.

Таблица 5 - Комплектность

Поверка

осуществляется по документу МП 47569-11 «Система автоматизированная информационноизмерительная коммерческого учета электрической энергии (мощности) тяговых подстанций Юго-Восточной ЖД филиала ОАО «РЖД» в границах Пензенской области. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» 29 июня 2011г.

Рекомендуемые средства поверки:

- мультиметр «Ресурс-ПЭ». Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений угла фазового сдвига между напряжениями ± 0,1°. Пределы допускаемой относительной погрешности измерений напряжения: от 15 до 300 В ± 0,2 %; от 15 до 150 мВ ± 2,0 %. Пределы допускаемой относительной погрешности измерений тока: от 0,05 до 0,25 А ± 1,0 %; от 0,25 до 7,5 А ± 0,3 %. Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений частоты ± 0,02 Гц;

- радиочасы РЧ-011. Погрешность синхронизации шкалы времени ± 0,1 с.

- переносной компьютер с ПО и оптический преобразователь для работы с счетчиками системы и с ПО для работы с радиочасами РЧ-011.

Сведения о методах измерений

Методика измерений изложена в документе «Методика измерений количества электрической энергии (мощности) с использованием автоматизированной информационноизмерительной системы коммерческого учета электроэнергии (мощности) тяговых подстанций Юго-Восточной ЖД филиала ОАО «РЖД» в границах Пензенской области».

Лист № 16

Всего листов 16

Нормативные документы

1 ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.

2 ГОСТ 34.601-90 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания.

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

4 ГОСТ 7746-2001 Трансформаторы тока. Общие технические условия.

5 ГОСТ 1983-2001 Трансформаторы напряжения. Общие технические условия.

6 ГОСТ Р 52323-2005 Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 22. Статические счетчики активной энергии классов точности 0,2S и 0,5S.

7 ГОСТ Р 52425-2005 Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 23. Статические счетчики реактивной энергии.

Рекомендации к применению

Осуществление торговли и товарообменных операций.