Система сбора и передачи информации (ПТК ССПИ) ПС 220 кВ Чара

Назначение

Система сбора и передачи информации (ПТК ССПИ) ПС 220 кВ Чара (далее по тексту - система) предназначена для измерений действующих значений силы электрического тока (Ia, Ib, Ic, 1ср, I0); действующих значений линейного напряжения (Uab, Ubc, Uca, ил. ср); действующих значений фазного напряжения (Ua, Ub, Uc, иф.ср); действующих значений напряжений нейтрали (U0), активной, реактивной и полной мощности (P, Q, S); частоты переменного тока (f), коэффициента мощности (cos^)), фазовых углов между током и напряжением основной гармоники (ф), температуры окружающего воздуха (Т).

Система решает следующие задачи:

- автоматизированный сбор информации о функционировании оборудования ПС 220 кВ Чара и передачи их в Забайкальское РДУ и ЦУС МЭС Сибири по протоколу МЭК 60870-5-104;

- восприятие дискретных сигналов;

- передача измерительной и дискретной информации на автоматизированное рабо

чее место (АРМ);

- регистрация результатов измерений с присвоением меток времени;

- формирование предупредительных и аварийных сигналов и сообщений;

- формирование архивов результатов измерений и сообщений, их визуализация на

экранах АРМ в табличной и графической форме (графики, отчеты) по запросу оператора;

- протоколирование действий оператора;

Описание

Система представляет собой многофункциональную, многоуровневую автоматизированную систему с централизованным управлением и распределённой функцией измерения.

Система реализована на основе «ARIS-SCADA» на базе контроллеров многофункциональных «ARIS C303» (Госреестр № 52608-13), приборов для измерений показателей качества и учета электрической энергии PM130P Plus (Госреестр № 36128-07), различных коммуникационных средств и программного обеспечения (ПО).

Система включает в себя следующие уровни:

1-й уровень включает в себя трансформаторы тока (далее - ТТ) по ГОСТ 7746-2001, трансформаторы напряжения (далее - ТН) по ГОСТ 1983-2001, приборы для измерений показателей качества и учета электрической энергии PM130P Plus, контроллеры многофункциональные «ARIS C303» в состав которых входят модули измерений и осциллографирования без входов нулевой последовательности на токи до 6 А, вторичные измерительные цепи и технические средства приема-передачи данных. Метрологические и технические характеристики измерительных компонентов системы приведены в таблице 2.

2 -й уровень включает в себя коммутаторы Hirschmann MACH 1030, Hirschmann MACH 1040.

3 -й уровень включает в себя сервер ССПИ «ARIS-SCADA» (основной и резервный), автоматизированные рабочие места оперативного персонала (АРМ ОП), средства передачи информации (коммуникационное оборудование) на диспетчерский пункт Забайкальское РДУ и ЦУС МЭС Сибири, NTP сервер (основной и резервный).

Первичные фазные токи и напряжения масштабируются измерительными трансформаторами в сигналы низкого уровня, которые по проводным линиям связи поступают на соответствующие входы приборов PM130P Plus и на входы модулей измерений и осциллографирова-ния без входов нулевой последовательности на токи до 6А контроллеров многофункциональ-

ных «ARIS C303», преобразующих мгновенные значения аналоговых сигналов в цифровой код. По мгновенным значениям силы электрического тока и напряжения в микропроцессоре преобразователя вычисляются действующие значения силы электрического тока (Ia, Ib, Ic, 1ср, I0); действующие значения линейного напряжения (Uab, Ubc, Uca, ил. ср); действующие значения фазного напряжения (Ua, Ub, Uc, иф.ср); действующие значения напряжений нейтрали (U0); активная, реактивная и полная мощность (P, Q, S); частота переменного тока (f); коэффициент активной мощности (cos(9)), фазовые углы между током и напряжением основной гармоники (ф).

В приборах PM130P Plus и контроллерах многофункциональных «ARIS C303» осуществляется приведение действующих значений фазного и линейного напряжения, действующих значений силы тока, активной, реактивной, полной мощности и коэффициента активной мощности в именованные величины с учетом коэффициентов трансформации ТТ и ТН. присвоение данным меток времени. Цифровой сигнал с выхода приборов PM130P Plus по линиям локальной вычислительной сети поступает на входы коммуникационное оборудование где осуществляется группирование и промежуточное хранение измерительной информации.

Цифровой сигнал с выходов коммуникационного оборудования поступает в сервер ССПИ «ARIS-SCADA», где выполняется дальнейшая обработка измерительной информации, в частности, формирование и хранение поступающей информации, оформление справочных и отчетных документов.

В системе содержится канал измерений температуры наружного воздуха с термометров сопротивления ТС012. Состав канала и метрологические характеристики измерительных компонентов приведены в таблице 3. Канал измерений температуры наружного воздух, состоящий из первичного преобразователя, нормирующего преобразователя (с унифицированным токовым выходом) на первом уровне системы и модуля ввода аналоговых сигналов комплекса программно-технического измерительного на базе устройств серии ADAM-4000 и контроллера многофункционального «ARIS C303» выполняет сбор и обработку измерительной информации и передает результаты измерений на верхний уровень системы.

Передача информации в Забайкальское РДУ и ЦУС МЭС Сибири осуществляется от коммуникационного оборудования по выделенным цифровым каналам (основной и резервный) по протоколу МЭК 60870-5-104.

Система сбора и передачи информации включает в себя подсистему ведения точного времени.

Подсистема ведения точного времени обеспечивает синхронизацию внутренних часов сервера, АРМ и измерительных приборов от спутниковой системы глобального позиционирования GPS.

Для синхронизации используются протоколы NTP (спецификация RFC 1361) и/или TIME (спецификация RFC 868). Сервер подключается к локальной вычислительной сети.

П ериод опроса текущих параметров телеизмерений, с, не более                    1

Пределы допускаемой погрешности

в ременной метки результата измерений, с,                                      ±1

Программное обеспечение

В системе используется ПО «ARIS-SCADA», предназначенный для создания информа-ционно-управляющих систем для автоматизации технологического процесса передачи и распределения электрической энергии, в состав которого входят программы, указанные в таблице 1. ПО «ARIS-SCADA» обеспечивает разграничение прав доступа пользователей к функциям и данным с использованием паролей.

Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения

Оценка влияния ПО на метрологические характеристики СИ - метрологические харак-

теристики ИК системы, 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

Состав измерительных каналов и их метрологические характеристики приведены в

таблице 2

Таблица 2 - Состав измерительных каналов и их метрологические характеристики

Примечания:

1 Номера точек измерений указаны в соответствии с однолинейной электрической схе

мой ПС 220 кВ Чара.

2 В качестве характеристик относительной погрешности указаны границы интервала, соответствующие вероятности 0,95;

* в качестве характеристик погрешности измерений коэффициента мощности указаны пределы относительной погрешности измерений;

**в качестве характеристик погрешности измерений частоты и фазовых углов между током и напряжения указаны пределы абсолютной погрешности измерений.

3 . Диапазоны измерений (без учета коэффициентов трансформации) и номинальные значения:

- действующие значения силы электрического тока от 0,25 А до 6 А; 1ном = 5 А;

- действующие значения линейного, фазного напряжений, напряжений нейтрали от 51,9 В до 63,5 В, ином = 57,7 В; 90 В до 110 В; Uhom = 100 В;

- активная мощность Phom = 288,5 Вт (Ihom = 5 А, Uhom = 57,7 В, cos9=0,8);

- реактивная мощность Qhom =173,1 Вар (Ihom = 5 А, Uhom = 57,7 В, sin9=0,6);

- полная мощность Shom = 288,5 ВА (Ihom = 5 А, Uhom = 57,7 В);

- фазовые углы между током и напряжением основной гармоники от минус 180 ° до 180 °;

- частота от 42,5 до 57,5 Гц, fHOM = 50 Гц;

- коэффициент мощности от 0,5 инд. до 1,0, от 1,0 до 0,8 емк.

4 Нормальные условия:

- параметры сети: напряжение Uhom; ток Ihom, cos9 = 0,9 инд.;

- температура окружающей среды (20 ± 5) °С.

5 Рабочие условия:

- параметры сети: напряжение (0,9 - 1,1) Uhom; ток (0,05 - 1,2) Ihom; cos9 = 0,5 инд. -0,8 емк.;

- допускаемая температура окружающей среды для измерительных трансформаторов от минус 40 до плюс 70 °С, для контроллеров многофункциональных ARIS С30х от минус 20 до плюс 50 °С; для приборов PM130P Plus от минус 20 до плюс 60 °С; для сервера от плюс 15 до плюс 30 °С.

6 Трансформаторы тока по ГОСТ 7746-2001, трансформаторы напряжения по ГОСТ 1983-2001.

7 Допускается замена измерительных трансформаторов и измерительных преобразователей на аналогичные утвержденных типов с метрологическими характеристиками не хуже, чем у перечисленных в Таблице 2.

Таблица 3- Состав измерительного канала температуры и его метрологические характеристики

Параметры надежности применяемых в системе измерительных компонентов:

- контроллер многофункциональный ARIS С30х - среднее время наработки на отказ не менее 75000 часов, среднее время восстановления работоспособности 48 часов;

- преобразователь нормирующий НП 002 - среднее время наработки на отказ не менее 40000 часов, среднее время восстановления работоспособности 48 часов;

- комплекс программно-технический измерительный на базе устройств серии ADAM-4000 - среднее время наработки на отказ не менее 50000 часов, среднее время восстановления работоспособности 48 часов;

- термопреобразователь сопротивления ТС012 - среднее время наработки на отказ не менее 20000 часов, среднее время восстановления работоспособности 48 часов;

- прибор PM130 PLUS - среднее время наработки на отказ не менее 92000 часов, среднее время восстановления работоспособности 48 часов;

- сервер - среднее время наработки на отказ не менее 40000 часов, среднее время восстановления работоспособности 1 час.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульные листы эксплуатационной документации на систему сбора и передачи информации (ПТК ССПИ) ПС 220 кВ Чара типографским способом.

Комплектность

Комплектность системы определяется проектной документацией. В комплект поставки

входит техническая документация на систему и на комплектующие средства измерений.

Комплектность системы представлена в таблице 4.

Таблица 4 - Комплектность

Поверка

осуществляется по документу МП 59878-15 «Система сбора и передачи информации (ПТК ССПИ) ПС 220 кВ Чара. Измерительные каналы. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» в ноябре 2014 г.

Перечень основных средств поверки:

• трансформаторов тока - в соответствии с ГОСТ 8.217-2003 «ГСИ. Трансформаторы тока. Методика поверки»;

• трансформаторов напряжения - в соответствии с ГОСТ 8.216-2011 «ГСИ. Трансформаторы напряжения. Методика поверки» и/или МИ 2925-2005 «Измерительные трансформаторы напряжения 35...330/V3 кВ. Методика поверки на месте эксплуатации с помощью эталонного делителя»;

• по МИ 3195-2009. «ГСИ. Мощность нагрузки трансформаторов напряжения без отключения цепей. Методика выполнения измерений»;

• по МИ 3196-2009. «ГСИ. Вторичная нагрузка трансформаторов тока без отключения цепей. Методика выполнения измерений»;

• PM130P PLUS - по документу МП 58210-14 «Приборы для измерений показателей качества и учета электрической энергии серий PM130 Plus и РМ135. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» 10.07.2014 г.;

• ARIS C30x - по документу ПБКМ 424359.001 МП «Контроллер многофункциональный ARIS C30x. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» 12 декабря 2012 г.;

• ТС012 - по ГОСТ 8.461-2009 ГСИ. «Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Методика поверки»;

• НП 002 - по документу Раздел 9. Руководство по эксплуатации РЭ 4211-0228131168-98, утвержденного начальником ГЦИ СИ «Воентест» 32 ГНИИИ МО РФ;

• ADAM-4017 - по документу «ГСИ. Комплексы программно-технические измерительные на базе устройств серии ADAM-4000. Методика поверки», утвержденному ФГУ «Рос-тест-Москва» в июне 2007 г.;

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

• переносной компьютер с ПО для работы с радиочасами МИР РЧ-01.

Сведения о методах измерений

Метод измерений изложен в документе «Система сбора и передачи информации (ПТК ССПИ) ПС 220 кВ Чара. Методика измерений», аттестованной ФГУП "ВНИИ метрологической службы", аттестат об аккредитации № 01.00225-2008 от 25.09.2008 г., 119361, Москва, ул. Озерная, 46.

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.

Рекомендации к применению

- вне сферы государственного регулирования обеспечения единства измерений.