Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии ОАО "ВНИИТрансмаш"

Назначение

Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии ОАО «ВНИИТрансмаш» (далее АИИС) предназначена для измерения активной и реактивной электрической энергии, средней активной и реактивной электрической мощности, измерения времени в координированной шкале времени UTC(SU).

Описание

АИИС представляет собой многофункциональную, многоуровневую систему с централизованным управлением и распределенной функцией измерений.

АИИС выполняет следующие функции:

- измерение 30-минутных приращений активной и реактивной электроэнергии;

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

- хранение результатов измерений в специализированной базе данных в течении 3,5 лет;

- разграничение доступа к базам данных для разных групп пользователей и фиксация всех действий пользователей с базами данных;

- подготовка данных в XML формате для их передачи по электронной почте внешним организациям;

- предоставление по запросу контрольного доступа к результатам измерений, данным о состоянии средств измерений со внешних систем;

- обеспечение защиты оборудования, программного обеспечения и данных от несанкционированного доступа на физическом и программном уровне (установка паролей и т.п.);

- диагностика и мониторинг функционирования технических и программных средств АИИС;

- конфигурирование и настройка параметров АИИС;

- измерение времени.

АИИС имеет двухуровневую структуру:

- 1-й уровень - информационно-измерительные комплексы точек измерений (ИИК ТИ);

- 2-й уровень - измерительно-вычислительный комплекс (ИВК).

ИИК ТИ состоит из:

- трансформаторов тока (ТТ);

- трансформаторов напряжения (ТН);

- счётчиков электроэнергии типов СЭТ-4ТМ.03М

ИВК состоит из комплекса программно-технического измерительного «Е-ресурс» ES.01 (далее ПТК, Госреестр СИ №46554-11) в составе:

- устройства сбора и передачи данных (УСПД) в составе комплекса программнотехнического «Е-ресурс» ES.01;

- сервера баз данных (СБД);

- GPS-приемника меток точного времени Global Sat MR-350;

- автоматизированных рабочих мест.

ТТ и ТН, входящие в состав ИИК ТИ, выполняют функции масштабного преобразования тока и напряжения для каждого присоединения, в которых они используются.

Мгновенные значения аналоговых сигналов тока и напряжения преобразуются счетчиками электрической энергии АИИС в цифровой код. По мгновенным значениям силы электрического тока и напряжения в микропроцессоре счетчика вычисляются мгновенные значения мощности. За период сети из мгновенных значений мощности вычисляется активная мощность, из мгновенных значений тока и напряжения их среднеквадратические значения и, затем, полная мощность. Реактивная мощность вычисляется из значений активной и полной мощности. Вычисленные значения активной и реактивной мощности каждого направления преобразуются в частоту следования импульсов. Во внутренних регистрах счетчиков осуществляется накопление импульсов, соответствующих каждому виду и направлению передачи электроэнергии. Количество накопленных в регистрах импульсов за 30-минутный интервал времени пропорционально энергии каждого вида и направления.

По окончании 30-минутного интервала накопленное количество импульсов из каждого регистра переносится в долговременную энергонезависимую память с указанием времени измерений в координированной шкале времени UTC. Результаты измерений электроэнергии за 30-минутный интервал передаются по цифровому интерфейсу RS-485 в GSM модем и далее в УСПД по сети сотовой связи GSM.

УСПД один раз в 30 минут опрашивает счетчики электрической энергии и собирает результаты измерений, осуществляет обработку, заключающуюся в пересчете количества накопленных импульсов за период 30 минут в именованные величины, хранит результаты измерений в регистрах собственной памяти и передает их в СБД. СБД осуществляет сбор результатов измерений с УСПД, их обработку, заключающуюся в умножении на коэффициенты трансформации ТТ и ТН, хранение в базе данных АИИС.

На уровне ИВК обеспечивается визуальный просмотр результатов измерений из базы данных и автоматическая передача результатов измерений во внешние системы по протоколу SMTP в формате XML 1.0, в том числе в ПАК ОАО «АТС».

Связь между ИИК ТИ и УСПД осуществляется по каналу мобильной связи стандарта GSM посредством коммуникатора типа С-1.01.

Передача данных от СБД во внешние по отношению к АИИС системы осуществляется по глобальной сети передачи данных Интернет.

ИИК ТИ, ИВК и каналы связи между ними образуют измерительные каналы (ИК).

Перечень ИК и состав ИИК ТИ приведен в таблице 1.

АИИС выполняет измерение времени в шкале UTC. Синхронизация часов ПТК со шкалой UTC производится от GPS-приемника в постоянном режиме. Передача шкалы времени от ПТК часам счетчиков электрической энергии осуществляется каждый раз при их опросе. ПТК вычисляет разницу между показаниями своих часов и счетчика, и если поправка часов счетчика превышает ±2 с, производит коррекцию часов счетчика. Коррекция часов счетчика производится не чаще одного раза в сутки на величину не более 119 с.

Структура АИИС допускает изменение количества измерительных каналов с ИИК ТИ, аналогичными указанным в таблице 1, а также с ИИК ТИ отличными по составу от указанных в таблице 1, но совместимыми с компонентами ИК по электрическим, информационным и конструктивным параметрам.

В АИИС допускается замена измерительных трансформаторов и счетчиков на аналогичные утвержденных типов с метрологическими характеристиками, не худшими, чем у перечисленных в таблице 1. Замена оформляется в порядке, установленном МИ 29992011.

Таблица 1 - Перечень ИК и состав ИИК ТИ

Лист № 3

всего листов 9

Программное обеспечение

Программное обеспечение АИИС состоит из подсистем запуска и контроля работы программных модулей (модуль «en_daemon»); обеспечения единого времени (служба NTP); сбора данных (модуль «server»); коммутации каналов связи (модуль «communicator»); планирования заданий (модуль «sheduler»); поддержки каналов связей (модули «ip_server» и «ip_client»); поддержки центральной БД и обеспечения доступа к данным, аппаратно размещаемых на СБД и УСПД.

Подсистема запуска и контроля работы программных модулей функционирует на УСПД и включает в себя модули обнаружения отказа работы других подсистем, модули запуска и перезапуска подсистем.

Подсистема обеспечения единого времени функционирует на СБД и УСПД, включает в себя программную службу NTP и драйвер приёмника сигнала точного времени.

Подсистема сбора данных функционирует на УСПД и включает в себя программные модули драйвера счётчиков электрической энергии, драйвера внутреннего протокола обмена информацией между модулями, драйвера взаимодействия с СУБД. Подсистема периодически, по командам подсистемы планирования заданий, опрашивает счётчики электрической энергии, поддерживающие протокол обмена «СЭТ4ТМ», выполняет сбор результатов измерений и данных служебных журналов счётчиков электрической энергии, синхронизацию шкалы времени встроенных часов счётчиков электрической энергии.

Подсистема коммутации каналов связи функционирует на УСПД и включает в себя программные модули обеспечения связи счётчиков электрической энергии с подсистемой сбора данных.

Подсистема планирования заданий функционирует на УСПД и включает в себя программные модули для периодического формирования заданий на опрос счётчиков электрической энергии и сбор с них требуемой информации.

Подсистема поддержки центральной БД состоит из одного программного модуля и функционирует на СБД. Подсистема, помимо прочих функций, выполняет периодическую отправку информации с квитированием по заранее заданным адресам с использованием протоколов электронной почты (POP3, SMTP).

Подсистема обеспечения доступа к данным состоит из набора программ, функционирующих в программной среде веб-сервера, который размещается на УСПД. Подсистема предоставляет пользователям интерфейса для санкционированного доступа к результатам измерений и данным служебных журналов счётчиков электрической энергии, хранящихся в центральной БД

Подсистемы сбора данных, коммутации каналов связи и планирования заданий ведут системные журналы событий, в которые заносятся сведения о всех выполняемых действиях, связанных с функционированием подсистем ПТК.

Идентификационные признаки метрологически значимой части ПО АИИС приведены в таблице 2.

аблица 2. Идентификационные данные метрологически значимой части ПО

Уровень защиты метрологически значимой части программного обеспечения в соответствии с МИ 3286-2010 соответствует уровню «С». Составляющая погрешности из-за влияния программного обеспечения не превышает единицы младшего разряда результата измерений.

Технические характеристики

Количество измерительных каналов................................................................................ 9

Границы допускаемой относительной погрешности при доверительной вероятности

Р=0,95 при измерении активной и реактивной электрической энергии в рабочих условиях применения .............................................................................................приведены в таблице 3

Границы допускаемой основной относительной погрешности при доверительной вероятности Р=0,95 при измерении активной электрической энергии .......приведены в таблице 4

Предел допускаемого значения поправки часов счетчиков электрической энергии относительно шкалы времени UTC(SU) не более, с

Период измерений активной и реактивной средней электрической мощности и приращений электрической энергии, минут

Период сбора данных со счетчиков электрической энергии, минут

Формирование XML-файла для передачи внешним системам......................автоматическое

Формирование базы данных с результатами измерений с указанием времени проведения измерений и времени поступления результатов измерений в базу данных автоматическое Глубина хранения результатов измерений в базе данных не менее, лет............................ 3,5

Ведение журналов событий ИВК и ИИК ТИ................................................... автоматическое

Рабочие условия применения компонентов АИИС: температура окружающего воздуха (кроме ТТ и ТН), °С..............................от 0 до плюс 40

температура окружающего воздуха (для ТТ и ТН), °С.....................от минус 45 до плюс 40

частота сети, Гц .................................................................................................... от 49,5 до 50,5

напряжение сети питания, В.................................................................................. от 198 до 242

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

Допускаемые значения информативных параметров: ток, % от 1ном ............................................................................................................от 5 до 120

напряжение, % от ином...........................................................................................от 90 до 110

коэффициент мощности, cos ф...............................................от 0,5 инд. через 1,0 до 0,5 емк.

Таблица 3. Границы допускаемой относительной погрешности ИК АИИС при измерении активной (3WA) и реактивной (3WP) энергии в рабочих условиях применения для значений тока 2, 5, 20, 100% номинального и значений коэффициента мощности 0,5, 0,8, 0,865 и 1.

Таблица 4. Границы основной допускаемой относительной погрешности ИК АИИС при измерении активной (3WoA) энергии

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульный лист формуляра АИИС.8/810311. ФО «Автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета электроэнергии ОАО «ВНИИТрансмаш». Формуляр»

Комплектность

Поверка

Поверка осуществляется по документу АИИС.8/810311. МП «Автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета электроэнергии ОАО «ВНИИТрансмаш». Методика поверки», утвержденному ФГУП «СНИИМ» в ноябре 2011 г.

Основное поверочное оборудование: миллитесламетр портативный ТП-2-2У, мультиметр АРРА-109, вольтамперфазометр «Парма ВАФ-А», измеритель комплексных сопротивлений электрических цепей «Вымпел», часы «Электроника-65».

Поверка измерительных компонентов АИИС проводится в соответствии со следующими нормативными документами по поверке:

- измерительные трансформаторы тока - в соответствии с ГОСТ 8.217;

- измерительные трансформаторы напряжения - в соответствии с ГОСТ 8.216;

- счетчики электрической энергии СЭТ-4ТМ.03М - в соответствии с методикой поверки ИЛГШ.411152.145РЭ1, согласованной с ГЦИ СИ ФГУ «Нижегородский ЦСМ» в декабре 2007 г.

- ПТК «Е-ресурс» ES.01 - в соответствии с документом «Комплекс программнотехнический «Е-ресурс» ES.01. Методика поверки» ЭНРС.421711.001 Д1 (утверждён ГЦИ СИ ФГУП «СНИИМ» «13» декабря 2010 г.).

Сведения о методах измерений

Методика измерений изложена в документе «Методика измерений электрической энергии с использованием системы автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета электроэнергии ОАО «ВНИИТрансмаш». Свидетельство об аттестации методики измерений №135-01.00249-2011 от 21 июня 2012 г.

Нормативные документы

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

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

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

4. ГОСТ Р 52323-2005 (МЭК 62053-22:2003). Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 22. Статические счетчики активной энергии классов точности 0,2S и 0,5S.

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

6. АИИС.8/810311. ТРП Автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета электроэнергии ОАО «ВНИИТрансмаш» Технорабочий проект

Рекомендации к применению

Осуществление торговли и товарообменных операций.