Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии (мощности) ОАО "Новосибирский стрелочный завод"

Назначение

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

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 и по запросу автоматический сбор привязанных к единому календарному времени результатов измерений приращений электроэнергии с заданной дискретностью учета (30 мин);

- хранение результатов измерений в специализированной базе данных;

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

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

- 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) с функцией сбора информации от ИИК ТИ.

ИИК ТИ включают в себя:

- трансформаторы тока (ТТ) и их вторичные цепи;

- трансформаторами напряжения (ТН) и их вторичные цепи;

- счётчики электроэнергии типа СЭТ4-ТМ.03М.

ИВК включает в себя:

- устройство сбора и передачи данных (УСПД) «ЭКОМ-3000» со встроенным приемником меток времени GPS;

- сервер баз данных (БД) на базе промышленного компьютера HP ProLiant DL180;

- автоматизированные рабочие места.

Принцип действия АИИС основан на масштабном преобразовании параметров контролируемого присоединения (ток и напряжение) с использованием электромагнитных трансформаторов тока (ТТ) и напряжения (ТН), измерении и интегрировании мгновенной

мощности с использованием счетчиков электрической энергии, автоматическом сборе, хранении и передаче по каналам связи результатов измерений.

ТТ и ТН, входящие в состав ИИК ТИ, выполняют функции масштабного преобразования тока и напряжения.

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. Вычисление активной мощности осуществляется путем интегрирования на временном интервале 20 мс мгновенных значений электрической мощности. Вычисление полной мощности осуществляется путем перемножения среднеквадратичных значений тока и фазного напряжения. Реактивная мощность вычисляется из значений активной и полной мощности. Вычисленные значения мощности преобразуются в частоту следования внутренних импульсов, число которых подсчитывается на интервале времени 30 минут и сохраняется во внутренних регистрах счетчика вместе с временем окончания интервала интегрирования в шкале UTC.

Средняя активная (реактивная) электрическая мощность вычисляется как среднее значение мощности на интервале времени усреднения 30 мин.

УСПД осуществляет: сбор, обработку (преобразование числа импульсов в именованные величины активной (реактивной) мощности и умножения на коэффициенты трансформации) хранение и передачу в сервер баз данных результатов измерений и журналов событий счетчиков; измерение времени в шкале UTC; синхронизацию часов счетчиков, опрашиваемых УСПД; ведение журналов событий, в которые записывается служебная информация, касающаяся изменения состояния УСПД и внештатные ситуации.

На уровне ИВК обеспечивается визуальный просмотр результатов измерений из базы данных и автоматическая передача результатов измерений во внешние системы по протоколу SMTP (спецификация RFC 821) в формате XML 1.0, в том числе в:

- ПАК ОАО «АТС»;

- ОАО «СибирьЭнерго»;

- региональный филиал ОАО «СО ЕЭС».

Связь между ИИК ТИ и УСПД осуществляется посредством GSM/GPRS-коммуникаторов PGC.

Связь между УСПД и сервером БД осуществляется посредством ЛВС (локальной вычислительной сети) по интерфейсу Ethernet.

Связь между ИВК и внешними по отношению к АИИС системами обеспечивается по основному и резервному каналам связи. В качестве основного канала связи используется глобальная сеть передачи данных Интернет, в качестве резервного канала связи используется телефонная сеть общего пользования и модем ZyXEL U-336E.

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

Перечень и состав ИК АИИС приведен в таблице 1.

АИИС выполняет измерение времени в шкале UTC. Синхронизация часов УСПД со шкалой UTC производится от встроенного в УСПД GPS-приемника в постоянном режиме. Передача шкалы времени от УСПД часам счетчиков электрической энергии осуществляется следующим образом: при опросе счетчика по окончании каждого 30-минутного интервала производится проверка поправки счетчиков относительно шкалы времени УСПД. УСПД вычисляет разницу между показаниями своих часов и часов счетчика, и, если поправка часов счетчика превышает ±2 с, производит коррекцию часов счетчика.

Таблица 1 - Перечень и состав ИК АИИС

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 2999-2011

Программное обеспечение

В ИВК АИИС используется программное обеспечение «Энергосфера». Метрологически значимая часть программного комплекса «Энергосфера» и ее идентификационные признаки приведены в таблице 2.

Серверная часть программного комплекса «Энергосфера» включает в себя базу данных «ЭКОМ», функционирующую под управлением системы управления базами данных MS SQL Server и обеспечивающую хранение результатов измерений, конфигурации АИИС и расчетных алгоритмов.

В качестве средства сбора данных используется программное обеспечение «Сервер опроса», обеспечивающее сбор результатов измерений и служебной информации, хранящейся в УСПД.

Клиентское программное обеспечение представлено программами «АРМ Энергосфера», обеспечивающей визуальное представление результатов измерений, и «Центр им-порта/экспорта», обеспечивающей автоматический прием и рассылку результатов измерений.

Служебные программы представлены программами «Редактор расчетных схем», обеспечивающей создание структуры объекта учета и редактирование ее параметров; «Консоль администратора», обеспечивающей выполнение задач администрирования базы данных «ЭКОМ».

Таблица 2. Идентификационные данные метрологически значимой части ПО

Уровень защиты метрологически значимой части программного обеспечения в соответствии с МИ 3286-2010 соответствует уровню «С».

Технические характеристики

Количество измерительных каналов ...................................................................................... 24

Границы допускаемой относительной погрешности измерений активной и реактивной электрической энергии, активной и реактивной средней мощности при доверительной вероятности Р=0,951 в рабочих условиях применения ...................... приведены в таблице 3

Границы допускаемой основной относительной погрешности измерений активной электрической энергии и средней мощности ..................................... приведены в таблице 4

Предел допускаемого значения поправки часов счетчиков электрической энергии относительно шкалы времени UTC 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

Лист № 6 всего листов 8

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 40 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 для.......................................................................................................от 2 до 120

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

коэффициент мощности cos ф ..............................................................0,5 инд. - 1,0 - 0,5 емк.

коэффициент реактивной мощности, sin ф..........................................0,5 инд. - 1,0 - 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, 120 % номинального и значений коэффициента мощности 0,5, 0,8, 0,865 и 1.

Таблица 4. Границы допускаемой основной относительной погрешности ИК АИИС при измерении активной (3WoA) энергии для значений тока 2, 5, 20, 100, 120 % номинального и значений коэффициента мощности 0,5, 0,8, 1.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульный лист документа МГНО.411711.001. ПС Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии (мощности) ОАО «Новосибирский стрелочный завод». Паспорт.

Комплектность

Комплектность АИИС представлена в таблице 5.

Таблица 5 - Комплектность АИИС

Поверка

осуществляется по документу МГНО.411711.001. Д1. Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии (мощности) ОАО «Новосибирский стрелочный завод». Методика поверки, утвержденному ФГУП «СНИИМ» в июле 2012 г.

Основное поверочное оборудование: миллитесламетр портативный ТП-2-2У, мультиметр АРРА-109, клещи токовые АТК-2001, 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;

Лист № 8 всего листов 8 - счетчики электрической энергии - в соответствии с методикой поверки ИЛГШ.411152.145РЭ1, согласованной с ГЦИ СИ ФГУ «Нижегородский ЦСМ» в 2007 г. - УСПД «ЭКОМ-3000М»- в соответствии с "ГСИ. Комплекс программно-технический измерительный ЭКОМ-3000. Методика поверки. ПБКМ.421459.003 МП", утвержденной ГЦИ СИ ФГУП "ВНИИМС" в мае 2009 г.

Сведения о методах измерений

Методика измерений изложена в документе «Методика измерений электрической энергии с использованием системы автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета электроэнергии (мощности) ОАО «Новосибирский стрелочный завод». Свидетельство об аттестации методики измерений №134-01.00249-2012 от 27.08.2012 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 52323-05 Статические счетчики активной энергии классов точности 0,2S и 0,5S; 5. ГОСТ Р 52425-05 Статические счетчики реактивной энергии;

6. МГНО.411711.001.ТРП Автоматизированная информационно - измерительная система коммерческого учета электроэнергии (мощности) ОАО «Новосибирский стрелочный завод». Технорабочий проект.

Рекомендации к применению

Осуществление торговли и товарообменных операций.