Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ) "НПО "ПРЗ"

Назначение

Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ) «НПО «ПРЗ» (далее - АИИС КУЭ) предназначена для измерения активной и реактивной электрической энергии за установленные интервалы времени, а также для автоматизированного сбора, обработки, хранения и отображения информации. Результаты измерений системы могут быть использованы для коммерческих расчётов.

Описание

АИИС КУЭ «НПО «ПРЗ» представляет собой многофункциональную трехуровневую автоматизированную систему с централизованным управлением и распределённой функцией измерения. В состав АИИС КУЭ «НПО «ПРЗ» входит система обеспечения единого времени (СОЕВ), формируемая на всех уровнях.

АИИС КУЭ включает в себя следующие уровни:

1-й уровень - измерительные каналы, включающие измерительные трансформаторы тока (ТТ) класса точности 0,5S и 0,5 по ГОСТ 7746-2001, измерительные трансформаторы напряжения (ТН) класса точности 0,5 по ГОСТ 1983-2001 и счетчики активной и реактивной электроэнергии типа СЭТ-4ТМ.02М, СЭТ-4ТМ.02.2 класса точности 0,5S/1,0 по ГОСТ Р 5232305 (в части активной электроэнергии), по ГОСТ Р 52425-2005 (в части реактивной электроэнергии); вторичные электрические цепи; технические средства каналов передачи данных.

2-й уровень - измерительно-вычислительный комплекс электроустановки АИИС КУЭ «НПО «ПРЗ», созданный на базе устройства сбора и передачи данных (далее - УСПД) типа ЭКОМ-3000 (Госреестр СИ РФ № 17049-04, зав. № 08061425), к которому подключен GPS-модуль, и технических средств приема-передачи данных.

3-й - информационно-вычислительный комплекс (далее - ИВК) АИИС КУЭ, включающий в себя: модемы, каналообразующую аппаратуру, сервер баз данных, автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора, программное обеспечение (далее - ПО) «Альфа-Центр», технические средства для организации разграничений прав доступа к информации.

Измерительно-информационные комплексы (далее - ИИК) состоят из трех уровней АИИС КУЭ.

Первичные фазные токи и напряжения трансформируются измерительными трансформаторами в аналоговые сигналы низкого уровня, которые по проводным линиям связи поступают на соответствующие входы электронного счетчика электрической энергии. В счетчике мгновенные значения аналоговых сигналов преобразуются в цифровой сигнал. По мгновенным значениям силы электрического тока и напряжения в микропроцессоре счетчика вычисляются мгновенные значения активной и полной мощности, которые усредняются за период 0,02 с.

Средняя за период реактивная мощность вычисляется по средним за период значениям активной и полной мощности.

Электрическая энергия, как интеграл по времени от средней за период 0,02 с мощности, вычисляется для интервалов времени 30 мин.

Данные со счетчиков на УСПД поступают при помощи GSM-модемов. УСПД проводит опрос счетчиков 1 раз в сутки, производит коррекцию времени при достижении разницы во времени между счетчиком и УСПД порогового значения 1 с. Данные с УСПД передаются по

запросу на сервер ИВК и АРМ главного энергетика «НПО «ПРЗ» по сети Ethernet. На сервере ИВК установлен GSM-модем как резервный канал связи с GSM-модемами на уровнях ИИК и ИВКЭ.

Сервер ИВК осуществляет автоматизированный ввод и хранение данных об объемах отданной и полученной электроэнергии (мощности), формирование отчетных документов и передачу информации по корпоративной локальной сети с доступом к сети «Интернет» в центры сбора: ОАО «АТС», филиал ОАО «СО ЕЭС» Нижегородское РДУ, ООО «ВПК-Энерго», ООО «ГАРАНТ-ЭНЕРГО».

В состав СОЕВ входит устройство приёма сигналов точного времени GPS - модуль, внутренние таймеры средств учета (счетчиков, сервера).

GPS приемник осуществляет прием сигналов точного времени системы GPS каждую секунду и передает данные о времени через последовательный интерфейс RS-232 (COM-порт) на УСПД. При достижении отклонения времени УСПД от времени GPS приемника более 1 с, УСПД устанавливает в качестве текущего время, полученное от GPS - модуля.

УСПД осуществляет автоматический опрос счетчиков, при этом устанавливает в счетчиках значение текущего времени УСПД один раз в сутки (значение времени сервера ИВК на значение времени счетчиков не влияет). Изменение хода часов счетчиков в диапазоне рабочих температур Д счТ = 0,1 с/°С/сут

Программное обеспечение сервера каждую секунду устанавливает время, полученное с УСПД, на сервере. Между сервером и УСПД организован Ethernet канал связи.

Задержка времени передачи данных на всех уровнях АИИС КУЭ по последовательному интерфейсу RS-232/485, по GSM - каналу установлена протоколом передачи данных, и составляет не более 250 мс (при превышении 250 мс отправка данных повторяется).

Погрешность часов компонентов АИИС КУЭ не превышает ± 5 с.

Программное обеспечение

Уровень ИВК включает в себя ПО «Альфа-Центр», с помощью которого решаются задачи автоматического накопления, обработки, хранения и отображения измерительной информации.

Таблица 1 - Сведения о программном обеспечении.

• Метрологические характеристики ИИК АИИС КУЭ, указанные в таблице 2

нормированы с учетом ПО.

• Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует

уровню «С» по МИ 3286-2010.

Технические характеристики

Состав измерительных каналов и метрологические характеристики измерительно-информационных комплексов приведены в таблице 2 Таблица 2 - Состав ИК и метрологические характеристики ИИК.

Продолжение таблицы 2

Продолжение таблицы 2

Продолжение таблицы 2

Продолжение таблицы 2

Продолжение таблицы 2

Примечания:

1. В Таблице 2 в графе в графе 10 приведены пределы погрешности ИИК при доверительной вероятности Р=0,95, cosф=0,5 ($тф=0,87), токе ТТ, равном 2 (5) % от 1ном и температуре окружающего воздуха в месте расположения счетчиков электроэнергии от 5 °С до 35 °С.

2. Нормальные условия эксплуатации:

- параметры питающей сети: напряжение - (220±4,4) В; частота - (50 ± 0,5) Гц;

- параметры сети: диапазон напряжения - (0,98 - 1,02)Uh; диапазон силы тока - (1,0 -1,2)Ih; диапазон коэффициента мощности coscp (sincp) - 0,87(0,5); частота - (50 ± 0,5) Гц;

- температура окружающего воздуха: ТТ - от минус 40 °С до 50 °С;ТН- от минус40 °С до 50 °С; счетчиков: (23±2) °С ; УСПД - от 15 °С до 25 °С;

- относительная влажность воздуха - (70±5) %;

- атмосферное давление - (750±30) мм рт.ст. ((100±4) кПа)

3. Рабочие условия эксплуатации:

для ТТ и ТН:

- параметры сети: диапазон первичного напряжения - (0,9 - 1,1)Uh1; диапазон силы первичного тока - (0,01 - 1,2)Ihi; коэффициент мощности coscp (sincp) - 0,5 - 1,0(0,6 -0,87); частота - (50 ± 0,5) Гц;

- температура окружающего воздуха - от минус 40 °С до 40 °С;

- относительная влажность воздуха - (70±5) %;

- атмосферное давление - (750±30) мм рт.ст. ((100±4) кПа)

Для электросчетчиков:

- параметры сети: диапазон вторичного напряжения - (0,9 - 1,1)Uh2; диапазон силы вторичного тока - (0,02 (0,01 при cosф=1) - 1,2)Ih2; диапазон коэффициента мощности coscp (sincp) - 0,5 - 1,0(0,6 - 0,87); частота - (50 ± 0,5) Гц;

- магнитная индукция внешнего происхождения - 0,5 мТл;

- температура окружающего воздуха - от минус 40 °С до 55 °С;

- относительная влажность воздуха - (40-60) %;

- атмосферное давление - (750±30) мм рт.ст. ((100±4) кПа)

Для аппаратуры передачи и обработки данных:

- параметры питающей сети: напряжение - (220±10) В; частота - (50 ± 1) Гц;

- температура окружающего воздуха - от 15 °С до 30 °С;

- относительная влажность воздуха - (70±5) %;

- атмосферное давление - (750±30) мм рт.ст. ((100±4) кПа)

4. Измерительные каналы включают измерительные трансформаторы тока по ГОСТ 7746-2001, измерительные трансформаторы напряжения по ГОСТ 1983-2001, счетчики электрической энергии по ГОСТ 30206-94, ГОСТ Р 52323-05 в режиме измерения активной электрической энергии и по ГОСТ 26035-83, ГОСТ Р 52425-2005 в режиме измерения реактивной электрической энергии;

5. Допускается замена измерительных трансформаторов и счетчиков на аналогичные, утвержденных типов с метрологическими характеристиками не хуже, чем у перечисленных в Таблице 2, УСПД на однотипный утвержденного типа. Замена оформляется актом в установленном на объекте «НПО «ПРЗ» порядке. Акт хранится совместно с настоящим описанием типа АИИС КУЭ как его неотъемлемая часть.

Надежность применяемых в системе компонентов:

• электросчетчик типа СЭТ-4ТМ.02М - среднее время наработки на отказ не менее Т0= 140000 ч., электросчетчик типа СЭТ-4ТМ.02.2 - среднее время наработки на отказ не менее Т0 90000 ч, время восстановления работоспособности TB=168 ч.;

• компоненты ИВКЭ - УСПД - среднее время наработки на отказ Т0=75 000 ч., среднее время восстановления работоспособности Тв = 24 ч.;

Оценка надежности АИИС КУЭ в целом:

КГ_АИИС = 0,917 - коэффициент готовности;

ТО_АИИС = 1849 ч. - среднее время наработки на отказ.

Надежность системных решений:

• Применение конструкции оборудования и электрической компоновки, отвечающих требованиям IEC - Стандартов;

• Стойкость к электромагнитным воздействиям;

• Ремонтопригодность;

• Программное обеспечение отвечает требованиям ISO 9001;

• Мощные функции контроля процесса работы и развитые средства диагностики системы;

• Резервирование элементов системы;

• Резервирование каналов связи при помощи переносного инженерного пульта;

• Резервирование электропитания оборудования системы.

Регистрация событий:

• журнал событий счетчика:

- попытки несанкционированного доступа;

- связи со счетчиком, приведшие к каким-либо изменениям данных;

- изменение текущих значений времени и даты при синхронизации времени;

- отсутствие напряжения при наличии тока в измерительных цепях;

- перерывы питания.

• журнал событий ИВКЭ:

- ввод расчётных коэффициентов  измерительных каналов (коэффициентов

трансформации измерительных трансформаторов тока и напряжения);

- ввод/изменение групп измерительных каналов учёта электроэнергии для расчёта агрегированных значений электроэнергии по группам точек измерений (необходимость формирования групп измерительных каналов в промконтроллере определяется на стадии проектирования); потеря и восстановление связи со счетчиком;

- установка текущих значений времени и даты;

- попытки несанкционированного доступа;

- связи с промконтроллером, приведшие к каким-либо изменениям данных;

- перезапуски промконтроллера (при пропадании напряжения, зацикливании и т.п);

- изменение текущих значений времени и даты при синхронизации времени;

- отключение питания.

• журнал событий ИВК:

- даты начала регистрации измерений;

- перерывов электропитания;

- программных и аппаратных перезапусков;

- установка и корректировка времени;

- нарушение защиты ИВК;

- отсутствие/довосстановление данных с указанием точки измерений и соответствующего интервала времени.

Защищенность применяемых компонентов:

• механическая защита от несанкционированного доступа и пломбирование:

- привод разъединителя трансформаторов напряжения;

- клеммы низкого напряжения трансформаторов напряжения;

- корпус (или кожух) автоматического выключателя в цепи трансформатора напряжения, а так же его рукоятка (или прозрачная крышка);

- клеммы вторичной обмотки трансформаторов тока;

- промежуточные клеммники, через которые проходят цепи тока и напряжения;

- испытательная коробка (специализированный клеммник);

- крышки клеммных отсеков счетчиков;

- крышки клеммного отсека УСПД.

• защита информации на программном уровне:

- результатов измерений при передаче информации( возможность использования цифровой подписи);

- установка пароля на счетчик;

- установка пароля на промконтроллер (УСПД);

- установка пароля на сервер БД ИВК.

Глубина хранения информации:

• электросчетчик - тридцатиминутный профиль нагрузки в двух направлениях - не менее 30 дней; при отключении питания - не менее 35 суток;

• ИВКЭ - суточные данные о тридцатиминутных приращениях электропотребления по каждому каналу и электропотребление за месяц по каждому каналу - не менее 35 дней; при отключении питания - не менее 35 суток;

• ИВК - хранение результатов измерений и информации состояний средств измерений - не менее 3,5 лет.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульные листы эксплуатационной документации на систему автоматизированную информационно-измерительную коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ) «НПО «ПРЗ» типографским способом.

Комплектность

В комплект поставки входит техническая документация на систему и на комплектующие средства измерений.

Комплектность АИИС КУЭ «НПО «ПРЗ» представлена в таблице 3.

Таблица 3 - Комплектность АИИС КУЭ «НПО «ПРЗ»

Продолжение таблицы 3

Поверка

осуществляется по документу МП 50920-12 «Система автоматизированная информационноизмерительная коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ) «НПО «ПРЗ». Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» в июле 2012 г.

Средства поверки - по НД на измерительные компоненты:

- Трансформаторы напряжения - в соответствии с ГОСТ 8.216-88 «ГСИ. Трансформаторы напряжения. Методика поверки» и/или МИ 2845-2003 «Измерительные трансформаторы напряжения 6/^3... 35 кВ. Методика поверки на месте эксплуатации»;

- Трансформаторы тока - в соответствии с ГОСТ 8.217-20003 «ГСИ. Трансформаторы тока. Методика поверки»;

- Средства измерений МИ 3195-2009 «Государственная система обеспечения единства измерений мощность нагрузки трансформаторов напряжения без отключения цепей. Методика выполнения измерений».

- Средства измерений МИ 3196-2009 «Государственная система обеспечения единства измерений вторичная нагрузка трансформаторов тока без отключения цепей. Методика выполнения измерений».

- Счетчики типа СЭТ-4ТМ.02М - по документу ИЛГШ.411152.145РЭ1, являющимся приложением к руководству по эксплуатации ИЛГШ.411152.145РЭ;

- Счетчики типа СЭТ-4ТМ.02 - по документу «Счетчики активной и реактивной энергии переменного тока, статические многофункциональные СЭТ-4ТМ.02. руководство по эксплуатации. ИЛГШ.411152.087РЭ1», раздел «Методика поверки»

- УСПД «ЭКОМ-3000» - по документу «ГСИ. Комплекс программно-технический измерительный ЭКОМ-3000. Методика поверки. ПБКМ.421459.003 МП»;

- переносной компьютер с ПО и оптический преобразователь для работы со счетчиками системы и с ПО для работы с радиочасами МИР РЧ-01;

- Радиочасы МИР РЧ-01, принимающие сигналы спутниковой навигационной системы Global Positioning System (GPS)), номер в Государственном реестре средств измерений № 27008-04.

Сведения о методах измерений

Метод измерений изложен в документе «Автоматизированная информационноизмерительная система коммерческого учета электроэнергии «НПО «ПРЗ» (АИИС КУЭ «НПО «ПРЗ») Технорабочий проект. 10.2010.ПРЗ-АУ.ПЗ».

Нормативные документы

электроэнергии (АИИС КУЭ) «НПО «ПРЗ»

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

2. ГОСТ 1983-2001 «Трансформаторы напряжения. Общие технические условия».

3. ГОСТ 7746-2001 «Трансформаторы тока. Общие технические условия».

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

5. 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».

6. ГОСТ Р 52425-2005 (МЭК 62053-23:2003). Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 23. Статические счетчики реактивной энергии.

7. ГОСТ 34.601-90 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания».

8. «Автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета электроэнергии «НПО «ПРЗ» (АИИС КУЭ «НПО «ПРЗ») Технорабочий проект. 10.2010.ПРЗ-АУ.ПЗ»

Рекомендации к применению

Осуществление торговли и товарообменных операций.