Система автоматизированная информационно-измерительная контроля качества электроэнергии (АИИС ККЭ) цеха электроснабжения АО "Невиномысский Азот"

Назначение

Система автоматизированная информационно-измерительная контроля качества электроэнергии (АИИС ККЭ) цеха электроснабжения АО «Невиномысский Азот» (далее по тексту - АИИС ККЭ) предназначена для измерения показателей качества электроэнергии (далее - ПКЭ) за установленные интервалы времени, календарного времени, а также сбора, контроля, обработки, хранения, формирования отчетных документов и передачи полученной информации.

Описание

АИИС ККЭ представляет собой многофункциональную двухуровневую автоматизированную систему с централизованным управлением и распределённой функцией измерения.

Первый уровень - измерительно-информационный комплекс (ИИК), включающий в себя измерительные трансформаторы напряжения (ТН), измерительные трансформаторы тока (ТТ), счетчики-измерители показателей качества электрической энергии многофункциональные BINOM3 (счетчики-измерители ПКЭ), установленные на присоединениях, указанных в таблице 2,вторичные измерительные цепи и технические средства приема-передачи данных.

Второй уровень - информационно-вычислительный комплекс (ИВК), включающий в себя совмещенный Сервер сбора данных, баз данных и WEB-приложений АИИС ККЭ (далее -Сервер АИИС ККЭ); с программным обеспечением (далее - ПО) ПК «KONTAKT 3W», автоматизированные рабочие места персонала (АРМ), каналообразующую аппаратуру, технические средства для организации локальной вычислительной сети и разграничения прав доступа к информации.

Измерение показателей качества электроэнергии проводится в соответствии с классом характеристик процесса измерений А по ГОСТ 30804.4.30-2013 и ГОСТ IEC 61000-4-30-2017, классом точности I по ГОСТ 30804.4.7-2013, классом F1 по ГОСТ IEC 61000-4-15-2014. Усреднение (объединение) результатов измерений ПКЭ на требуемых интервалах и статистическая оценка соответствия ПКЭ установленным нормам выполняется по ГОСТ 321442013, формируется протокол испытаний электрической энергии по форме, рекомендованной ГОСТ 33073. Реализовано измерение полного перечня дополнительных характеристик электроэнергии, согласно ГОСТ Р 8.655-2010, необходимых для аналитических задач.

Первичные напряжения и токи трансформируются измерительными трансформаторами в аналоговые сигналы низкого уровня, которые по проводным линиям связи поступают на соответствующие входы счетчика-измерителя ПКЭ, который осуществляет измерение мгновенных значений величин параллельно по шести каналам. Над выборками мгновенных значений напряжений (Uk) и токов (Ik) производится цифровая и математическая обработка, основанная на быстром преобразовании Фурье, и вычисления.

Результаты измерений и анализа ПКЭ от счетчиков передаются в сервер АИИС ККЭ. Сбор измерительной и служебной информации осуществляется по инициативе ИВК. Сбор осуществляется автоматически или, при необходимости, по запросу.

На верхнем - втором уровне системы выполняется дальнейшая обработка измерительной информации, в частности, хранение измерительной информации, ее накоплениеи передача, оформление отчетных документов, отображение информации на мониторах АРМ.

АИИС ККЭ имеет систему обеспечения единого времени (СОЕВ), которая охватывает уровни ИИК и ИВК. Для синхронизации времени в СОЕВ входит модуль приема сигнала точного времени «DF01» (рег.№ 60327-15), который принимает радиосигналы времени от глобальных навигационных спутниковых систем, формирует шкалу системного времени, синхронизированную с национальной шкалой координированного времени UTC (SU) и обеспечивает передачу информации о текущем времени и дате в протоколе NMEA 0183.

Сравнение шкалы времени сервера АИИС ККЭ с DF01 осуществляется встроенным программным обеспечением сервера АИИС ККЭ автоматически, коррекция производится автоматически при любом расхождении шкалы времени сервера АИИС ККЭ от DF01. Сравнение показаний шкалы времени счетчика-измерителя ПКЭ с сервером АИИС ККЭ осуществляется встроенным программным обеспечением по вычислительной сети, во время сеанса связи со счетчиком не чаще 1 раз в 10 минут, коррекция производится автоматически при любом расхождении шкалы времени счетчика-измерителя ПКЭ с сервером АИИС ККЭ. Допускаемая абсолютная погрешность установки времени при приеме метки синхронизации не превышает 1мс без учета дополнительной погрешности, вызванной неопределенностью времени передачи пакетов по сети TCP/IP, зависящего от конфигурации сети.

Журналы событий счетчика ПКЭ и сервера отражают: время (дата, часы, минуты, секунды) факта коррекции часов указанных устройств и расхождение времени в секундах корректируемого и корректирующего устройств в момент непосредственно предшествующий корректировке.

АИИС ККЭ присвоен заводской номер 0000306. Заводской номер АИИС ККЭ наносится типографским способом на этикетку, которая располагается на корпусе сервера ИВК и в паспорте-формуляре на АИИС ККЭ типографским способом.

Программное обеспечение

В АИИС ККЭ используется ПК «KONTAKT 3W». Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений предусматривает ведение журналов фиксации ошибок, фиксации изменений параметров, защиты прав пользователей и входа с помощью пароля, защиты передачи данных с помощью контрольных сумм, что соответствует уровню -«средний» в соответствии Р 50.2.077-2014. Метрологически значимая часть ПО приведена в таблице 1.

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО

Технические характеристики

Состав ИК АИИС ККЭ и их основные метрологические характеристики приведены в таблицах 2-5.

Таблица 2 - Состав ИК АИИС ККЭ цеха электроснабжения АО «Невиномысский Азот»

Продолжение таблицы 2

Продолжение таблицы 2

Примечания к таблице 1:

1. Допускается замена ТТ, ТН и счетчиков на аналогичные утвержденных типов с метрологическими характеристиками не хуже, чем у перечисленных в Таблице 2.

2. Замена оформляется техническим актом в установленном собственником АИИС ККЭ порядке. Технический акт хранится совместно с настоящим описанием типа АИИС ККЭ как его неотъемлемая часть.

Таблица 3 - Измеряемые физические величины

Продолжение таблицы 3

Таблица 4 - Метрологические характеристики ИК при измерении показателей качества электроэнергии, относящихся к продолжительным измерениям характеристик напряжения

Таблица 5 - Метрологические характеристики ИК при измерении показателей качества

электроэнергии, относящихся к случайным событиям____________________________________

Примечания к таблице 4, 5:

1) Погрешности АИИС ККЭ при измерении параметров несинусодальности напряжения (коэффициентов гармонической составляющей фазного или междуфазного напряжения порядка n, коэффициентов интергармонической составляющей фазного или междуфазного напряжения порядка n, суммарных коэффициентов гармонической составляющей фазного или междуфазного напряжения) не нормируются, так как погрешность данных параметров не нормируется у ТН. Пределы допускаемой основной погрешности счетчика-измерителя ПКЭ при измерении параметров несинусодальности напряжения соответствует описанию типа на Счетчики-измерители ПКЭ многофункциональные BINOM3, регистрационный № 60113-15.

2) Погрешность АИИС ККЭ при измерении дозы фликера (кратковременной Prt и длительной Plt) не нормируется, так как погрешность данного параметра не нормируется у ТН. Пределы допускаемой основной погрешности счетчика при измерении дозы фликера соответствует описанию типа на Счетчики-измерители ПКЭ многофункциональные BINOM3, регистрационный № 60113-15.

3) В качестве характеристик относительной погрешности указаны границы интервала, соответствующие вероятности Р=0,95.

4) Погрешность в рабочих условиях указана для температуры окружающего воздуха в месте расположения Счетчиков-измерителей ПКЭ многофункциональных от плюс 15 до плюс 25 °С.

Основные технические характеристики ИК приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Основные технические характеристики ИК

Надежность системных решений:

- защита от кратковременных сбоев питания сервера с помощью источника бесперебойного питания;

- резервирование каналов связи: информация о результатах измерений может передаваться в организации-участники оптового рынка электроэнергии с помощью электронной почты и сотовой связи;

-наличие в счетчике-измерителе ПКЭ аккумуляторной батареи счетчика, обеспечивающей работу счетчика случае пропадания напряжения питания, и наличие аккумуляторной батареи часов (при пропадании питающей сети питание часов осуществляется от аккумуляторной батареи счетчика, при разряде аккумуляторной батареи счетчика питание часов обеспечивается от аккумуляторной батареи часов).

В журналах событий фиксируются факты:

- журнал счетчика-измерителя ПКЭ:

• изменения конфигурации;

• вскрытия клеммной крышки,

• пропадания напряжения;

• неисправности аккумулятора,

• самодиагностики,

• перехода питания на аккумулятор и от сети

• аппаратного и программного рестарта,

• включения и выключения питания,

• изменения ПО,

• изменения даты и времени,

• изменения паролей,

• коррекции времени в счетчике-измерителе ПКЭ,

• отклонения частоты за пределы нормативных значений,

• отклонения напряжения за пределы нормативных значений,

• отклонения коэффициентов несимметрии напряжений по обратной и нулевой последовательностям за пределы нормативных значений,

• провалов напряжения, прерываний напряжения, перенапряжений,

-журнал сервера:

• параметрирования;

• пропадания напряжения;

• коррекции времени в счетчике и сервере;

• пропадание и восстановление связи со счетчиком и прибором измерений ПКЭ.

Защищённость применяемых компонентов:

-механическая защита от несанкционированного доступа и пломбирование:

• счетчика-измерителя ПКЭ;

• промежуточных клеммников вторичных цепей напряжения;

• испытательной коробки;

• сервера.

-защита на программном уровне информации при хранении, передаче, параметрировании:

•счетчика ПКЭ;

•сервера.

Возможность коррекции времени в:

- счетчика ПКЭ (функция автоматизирована);

- ИВК (функция автоматизирована).

Возможность сбора информации:

- о состоянии средств измерений (функция автоматизирована);

- о результатах измерений (функция автоматизирована).

Цикличность:

- измерений ПКЭ - 10 периодов основной частоты (функция автоматизирована);

- объединение результатов измерений ПКЭ (функция автоматизирована) - на интервалах, равных:

• 3 с или 10 с - отклонение частоты,

• 1 мин, 10 мин или 30 мин - положительное и отрицательное отклонения напряжения, коэффициенты несимметрии напряжений по обратной и нулевой последовательностям, суммарные коэффициенты гармонических составляющих напряжения, коэффициенты гармонических и интергармонических составляющих напряжения),

• 10 мин - кратковременная доза фликера,

• 2 ч. - длительная доза фликера.

Знак утверждения типа

наносится на титульные листы эксплуатационной документации АИИС ККЭ способом цифровой печати.

Комплектность

Комплектность АИИС ККЭ приведена в таблице 7.

Таблица 7 - Комплектность средства измерений

Сведения о методах измерений

приведены в п. 2.7 Паспорта-формуляра № 26.01.002-ФО.

Нормативные документы

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

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

ГОСТ Р8.655-2009 ГСИ Средства измерений показателей качества электрической энергии. Общие технические требования;

ГОСТ 30804.4.7-2013 Совместимость технических средств электромагнитная. Общее руководство по средствам измерений и измерениям гармоник и интергармоник для систем электроснабжения и подключаемых к ним технических средств;

ГОСТ 30804.4.30-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электрической энергии;

ГОСТ IEC 61000-4-30-2017 Электромагнитная совместимость. Методы испытаний и измерений. Методы измерений качества электрической энергии;

ГОСТ Р 51317.4.15-2012 Совместимость технических средств электромагнитная. Фликерметр. Технические требования и методы испытаний;

ГОСТ IEC 61000-4-15-2014 Электромагнитная совместимость. Часть 4. Методики испытаний и измерений. Раздел 15. Фликерметр. Технические условия на функциональные характеристики и конструкцию;

ГОСТ 32144-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения;

ГОСТ 33073-2014 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Контроль и мониторинг качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения;

ГОСТ Р 58289-2018 Оценка соответствия. Правила сертификации электрической энергии.