Назначение
Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии и мощности ОАО «Павловский завод» (далее АИИС КУЭ) предназначена для измерения активной и реактивной электрической энергии и мощности, потребленной за установленные интервалы времени отдельными технологическими объектами ОАО «Павловский завод», сбора, обработки, хранения полученной информации.
Описание
АИИС КУЭ представляет собой многофункциональную, многоуровневую систему с централизованным управлением и распределенной функцией измерения.
АИИС КУЭ решает следующие задачи:
- измерение 30-минутных приращений активной и реактивной электрической энергии;
- периодический (1 раз в 30 мин., 1 раз в сутки) и/или по запросу автоматический сбор привязанных к единому календарному времени результатов измерений приращений электрической энергии с заданной дискретностью учета (30 мин);
- хранение результатов измерений в специализированной базе данных, отвечающей требованию повышенной защищенности от потери информации (резервирование баз данных) и от несанкционированного доступа;
- предоставление по запросу контрольного доступа к результатам измерений данных о состоянии средств измерений со стороны организаций-участников розничного рынка электрической энергии;
- обеспечение защиты оборудования, программного обеспечения и данных от несанкционированного доступа на физическом и программном уровне (установка паролей и т.п.);
- диагностика функционирования технических и программных средств АИИС КУЭ;
- конфигурирование и настройка параметров АИИС КУЭ;
- ведение единого времени в АИИС КУЭ (коррекция времени).
АИИС КУЭ включает в себя следующие уровни:
1-й уровень - трансформаторы тока (ТТ) типа ТОЛ-10-1-1 У2, 300/5, Госреестр СИ № 15128-07 и ТОП-0,66 У3, 50/5 Госреестр СИ № 15174-06, класс точности 0,5S по ГОСТ 7746-2001, измерительные трансформаторы напряжения (ТН) типа НАМИТ-10-2 УХЛ2, 10000/100, класс точности 0,5, по ГОСТ 1983-2001, Госреестр СИ № 16687-07 и счётчики активной и реактивной электрической энергии Альфа А1800 A1805RAL-P4G-DW-4 (Госреестр СИ № 31857-06), класс точности 0,5S по активной энергии (ГОСТ Р 52323-2005) и класс точности 1,0 по реактивной энергии (ГОСТ 26035-83), установленные на объекте, указанные в табл. 1 (4 точки измерения).
2-й уровень - информационно-вычислительный комплекс (ИВК), включающий в себя МАВР Е104, МОВ Е303, сервер баз данных (БД) АИИС КУЭ, программный комплекс (ПК) «СПРУТ».
Первичные фазные токи и напряжения трансформируются измерительными трансформаторами в аналоговые сигналы низкого уровня, которые по проводным линиям связи поступают на соответствующие входы счетчиков электрической энергии типа Альфа А1800 A1805RAL-P4G-DW-4.
Счетчик производит измерение действующих (среднеквадратических) значений напряжения и тока и рассчитывает полную мощность.
Измерения активной мощности (Р) счетчиками выполняется путём перемножения мгновенных значений сигналов напряжения (u) и тока (i) и интегрирования полученных значений мгновенной мощности (р) по периоду основной частоты сигналов.
Счетчики производят измерения действующих (среднеквадратических) значений напряжения (U) и тока (I) и рассчитывает полную мощность S = U-I.
Реактивная мощность (Q) рассчитывается в счетчике по алгоритму Q = (S2 - P2)0,5.
Средние значения активной и реактивной мощностей рассчитываются путем интегрирования текущих значений P и Q на 30-минутных интервалах времени.
Посредством программного обеспечения измерительно-вычислительного комплекса «Спрут» (Госреестр СИ № 18897-05) осуществляется сбор данных со счетчиков и их хранение на сервере БД АИИС КУЭ ОАО «Павловский завод».
Формирование базы данных ИВК «Спрут» осуществляется в автоматическом режиме считывания данных с цифровых выходов счетчиков.
Подключение счетчиков к МАВР Е104 осуществляется посредством цифрового интерфейса RS-485. В состав функций МАВР Е104 входит считывание по стыку RS-485 со счетчиков архивов значений измеренных величин в формате 30-ти минутных графиков нагрузки, протоколов событий счетчиков, архивирование в энергонезависимой памяти считанной информации и передача ее на верхний уровень системы. Кроме того МАВР Е104 формирует технические профили нагрузки (5 минут) и информацию о текущих значениях измеряемых величин для реализации в системе контроля параметров потребления с периодом 5 - 10 секунд. При организации опроса счетчиков МАВР Е104 совместно с другими устройствами ИВК «Спрут» реализует функцию доставки пакетов протоколов «ANSI C12.18-C12.21» к счетчикам и обратно.
Информация в цифровом виде с интерфейсов счетчиков по проводной линии связи поступает на вход МАВР Е104, который осуществляет сбор и хранение в собственной памяти полученной информации, передачу накопленных данных по проводным линиям на верхний уровень системы (уровень ИВК), а также обеспечение доступа энергоснабжающей организации к памяти счетчиков по коммутируемой телефонной линии.
На верхнем - втором уровне системы выполняется последующее формирование и хранение поступающей информации, оформление справочных и отчетных документов.
Передача информации в организации-участники розничного рынка электрической энергии осуществляется от счетчиков электрической энергии по коммутируемым телефонным линиям телефонной сети общего пользования (ТФОП) и сети стандарта GSM.
Модуль образцового времени (МОВ) Е303 входит в состав системы обеспечения единого времени (СОЕВ). МОВ Е303 оснащен приемником сигналов точного времени от спутников глобальной системы позиционирования (GPS). Время МОВ Е303 синхронизировано с временем приемника, сличение 1 раз в минуту, погрешность синхронизации не более 0,1 с. По часам МОВ Е303 осуществляется коррекция внутренних часов СБД и МАВР Е104. МАВР Е104 осуществляет коррекцию времени счетчиков. Сличение времени СБД с временем МОВ Е303 осуществляется каждые 30 мин, и корректировка времени выполняется при расхождении времени СБД и МОВ Е303 более, чем на ±2 с. Сличение времени МАВР Е104 с временем МОВ Е303 осуществляется каждые 30 мин, и корректировка времени выполняется при расхождении времени МАВР Е104 и МОВ Е303 более чем на ±3 с. Сличение времени счетчиков с временем МАВР Е104 не реже одного раза в 30 минут, корректировка времени счетчиков при расхождении со временем МАВР Е104 более чем на ±2 с.
Погрешность системного времени не превышает ±5 с.
Журнал событий счетчиков электрической энергии отражает: время (дата, часы, минуты) коррекции часов и расхождение времени в секундах корректируемого и корректирующего устройств в момент непосредственно предшествующий корректировке.
Состав измерительных каналов приведен в табл. 1 и табл. 2.
Таблица 1
| Канал учета | Средство измерений | Наименование измеряемой величины |
| Номер ИК | Наименование объекта учета (по документ. предприятия) | Номер по схеме (документ. предприятия), вид СИ | Обозначение, тип, стандарт, технические условия либо метрологические характеристики |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 | ЦРП-10 кВ, ввод 1, 10 кВ | ТТ1-1а. Трансформатор тока. | ТОЛ-10-1-1 У2, 300/5; ГОСТ 7746-2001; класс точности 0,5 S Госреестр СИ № 15128-07 зав.№ 8062 | Сила переменного тока |
| ТТ1-1Ь. Трансформатор тока. | Тол-10-1-1 У 2, 300/5; ГОСТ 7746-2001; класс точности 0,5 S Госреестр СИ № 15128-07 зав.№ 8079 |
| ТТ1-1С. Трансформатор тока. | ТОЛ-10-1-1 У2, 300/5; ГОСТ 7746-2001; класс точности 0,5 S Госреестр СИ № 15128-07 зав.№ 8075 |
| ТН1-1. Трансформатор напряжения. | НАМИТ-10-2 УХЛ2, 10000/100; ГОСТ 1983-2001; класс точности 0,5 Госреестр СИ № 16687-07 зав.№ 1652110000001 | Напряжение переменного тока |
| СК1-1. Счетчик электрической энергии электронный. | «Альфа А1800» A1805RAL-P4G-DW-4; Uhom = 3х57,7/100 В; Ihom = 5 А; каке = 200 %Ihom; класс точности в части активной энергии 0,5 S ГОСТ Р 52323-2005; в части реактивной энергии 1,0 ГОСТ 26035-83; Госреестр СИ № 31857-06 зав.№ 01 203 412 | Электрическая энергия активная и реактивная, средняя мощность активная и реактивная |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 2 | ЦРП-10 кВ, ввод 2, 10 кВ | ТТ1-2а. Трансформатор тока. | ТОЛ-10-1-1 У2, 300/5; ГОСТ 7746-2001; класс точности 0,5 S Госреестр СИ № 15128-07 зав.№ 8065 | Сила переменного тока |
| ТТ1-2Ь. Трансформатор тока. | Тол-10-1-1 У 2, 300/5; ГОСТ 7746-2001; класс точности 0,5 S Госреестр СИ № 15128-07 зав.№ 8106 |
| ТТ1-2с. Трансформатор тока. | ТОЛ-10-1-1 У2, 300/5; ГОСТ 7746-2001; класс точности 0,5 S Госреестр СИ № 15128-07 зав.№ 8122 |
| ТН1-2а. Трансформатор напряжения. | НАМИТ-10-2 УХЛ2, 10000/100; ГОСТ 1983-2001; класс точности 0,5 Госреестр СИ № 16687-07 зав.№ 1155100000002 | Напряжение переменного тока |
| СК1-2. Счетчик электрической энергии электронный. | «Альфа А1800» A1805RAL-P4G-DW-4; Uhom = 3х57,7/100 В; Ihom = 5 А; каке = 200 %Ihom; класс точности в части активной энергии 0,5 S ГОСТ Р 52323-2005; в части реактивной энергии 1,0 ГОСТ 26035-83; Госреестр СИ № 31857-06 зав.№ 01 203 404 | Электрическая энергия активная и реактивная, средняя мощность активная и реактивная |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 3 | ЦРП-10 кВ, ТСН-1, 10 кВ | ТТ2-1а. Трансформатор тока. | ТОП-0,66 У3, 50/5; ГОСТ 7746-2001; класс точности 0,5 S Госреестр СИ № 15174-06 зав.№ 0026678 | Сила переменного тока |
| IT2-1b. Трансформатор тока. | ТОП-0,66 У3, 50/5; ГОСТ 7746-2001; класс точности 0,5 S Госреестр СИ № 15174-06 зав.№ 0026077 |
| ТТ2-1С. Трансформатор тока. | ТОП-0,66 У3, 50/5; ГОСТ 7746-2001; класс точности 0,5 S Госреестр СИ № 15174-06 зав.№ 0026379 |
| СК2-1. Счетчик электрической энергии электронный. | «Альфа А1800» A1805RAL-P4G-DW-4; Uhom = 3х220/380 В; Ihom = 5 А; каке = 200 %Ihom; класс точности в части активной энергии 0,5 S ГОСТ Р 52323-2005; в части реактивной энергии 1,0 ГОСТ 26035-83; Госреестр СИ № 31857-06 зав.№ 01 203 380 | Электрическая энергия активная и реактивная, средняя мощность активная и реактивная |
| 4 | ЦРП-10 кВ, ТСН-2, 10 кВ | ТТ2-2а. Трансформатор тока. | ТОП-0,66 У3, 50/5; ГОСТ 7746-2001; класс точности 0,5 S Госреестр СИ № 15174-06 зав.№ 0026367 | Сила переменного тока |
| ТТ2-2Ь. Трансформатор тока. | ТОП-0,66 У3, 50/5; ГОСТ 7746-2001; класс точности 0,5 S Госреестр СИ № 15174-06 зав.№ 0026383 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 4 | ЦРП-10 кВ, ТСН-2, 10 кВ | ТТ2-2с. Трансформатор тока. | ТОП-0,66 У3, 50/5; ГОСТ 7746-2001; класс точности 0,5 S Госреестр СИ № 15174-06 зав.№ 0026365 | Сила переменного тока |
| СК2-2. Счетчик электрической энергии электронный. | «Альфа А1800» A1805RAL-P4G-DW-4; Uhom = 3х220/380 В; Ihom = 5 А; 1макс = 200 %1ном; класс точности в части активной энергии 0,5 S ГОСТ Р 52323-2005; в части реактивной энергии 1,0 ГОСТ 26035-83; Госреестр СИ № 31857-06 зав.№ 01 203 394 | Электрическая энергия активная и реактивная, средняя мощность активная и реактивная |
Таблица 2
| Канал учета | Средство измерений | Наименование измеряемой величины |
| Номер ИК | Наименование объекта учета (по документ. предприятия) | Обозначение, тип, стандарт, технические условия либо метрологические характеристики |
| 1 | ЦРП-10 кВ, ввод 1, 10 кВ | ИВК «Спрут» № 0060 (ТУ 4222-002-52156036-04), предназначенного для многоуровневых АИИС КУЭ Госреестр СИ № 18897-05 | Электрическая энергия активная и реактивная, средняя мощность активная и реактивная |
| 2 | ЦРП-10 кВ, ввод 2, 10 кВ |
| 3 | ЦРП-10 кВ, ТСН-1, 10 кВ |
| 4 | ЦРП-10 кВ, ТСН-2, 10 кВ |
Примечание:
Допускается замена измерительных трансформаторов и счетчиков на аналогичные, утвержденных типов с метрологическими характеристиками не хуже, чем у перечисленных в табл. 1. Замена оформляется актом. Акт хранится совместно с настоящим описанием типа АИИС КУЭ как его неотъемлемая часть.
Программное обеспечение
ПК «СПРУТ» предназначен для сбора накопления и анализа учётной информации об энергопотреблении предприятия за различные промежутки времени в диспетчерском режиме, дистанционного управления оборудованием на удалённых объектах, визуализации данных анализа в виде графиков, формирования отчётной документации.
Идентификационные данные ПО представлены в табл. 3.
Таблица 3
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| ПК «СПРУТ» | Atempo | 1.5.4.1105 | 2BF421398F9454A7 B5B1466199BC2E65 | MD5 |
| ПК «СПРУТ» | AxReport | 5.5.3 | 14D48E999A8541E1 66ECA9641393CEF9 | MD5 |
Уровень защиты ПО ПК «СПРУТ» от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С».
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики АИИС КУЭ приведены в табл. 4 и 5.
Таблица 4
| Количество измерительных каналов (ИК) коммерческого учета | 4 |
| Номинальное напряжение на вводах системы, кВ | 10 (ИК 1, 2); 0,4 (ИК 3, 4) |
| Отклонение напряжения от номинального, % | ±20 |
| Номинальные значения первичных токов ТТ измерительных каналов, А | 300 (ИК 1, 2); 50 (ИК 3, 4) |
| Диапазон изменения тока в % от номинального значения тока | от 1 до 120 |
| Коэффициент мощности, cos ф | 0,5 - 1 |
| Диапазон рабочих температур для компонентов системы: - трансформаторов тока, трансформаторов напряжения, счетчиков, °С | от 0 до 30 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности часов всех компонентов системы, с, не более | ±5 |
| Средняя наработка на отказ счетчиков, ч, не менее | 120 000 |
Пределы относительных погрешностей (приписанные характеристики погрешности) измерения активной и реактивной электрической энергии и мощности, %, для рабочих условий эксплуатации АИИС КУЭ ОАО «Павловский завод» приведены в табл. 5.
Таблица 5
| № ИК | Наименование присоединения | Значение cos ф | 1%1ном < I < 5%1ном | 5%1ном < I < 20%1ном | 20%1ном < I < 100%1ном | 100%1ном < I < 120%1ном |
| Активная энергия |
| 1 2 | ЦРП-10 кВ, ввод 1, 10 кВ ЦРП-10 кВ, ввод 2, 10 кВ | 1,0 | ±2,5 | ±1,7 | ±1,6 | ±1,6 |
| 3 4 | ЦРП-10 кВ, ТСН-1, 0,4 кВ ЦРП-10 кВ, ТСН-2, 0,4 кВ | ±2,4 | ±1,7 | ±1,5 | ±1,5 |
| № ИК | Наименование присоединения | Значение cos ф | 1%1ном < I < 5%1ном | 5%1ном < I < 20%1ном | 20%1ном < I < 100%1ном | 100%1ном < I < 120%1ном |
| Активная энергия |
| 1 2 | ЦРП-10 кВ, ввод 1, 10 кВ ЦРП-10 кВ, ввод 2, 10 кВ | 0,8 | ±3,3 | ±2,4 | ±2,0 | ±2,0 |
| 3 4 | ЦРП-10 кВ, ТСН-1, 0,4 кВ ЦРП-10 кВ, ТСН-2, 0,4 кВ | ±3,3 | ±2,3 | ±1,8 | ±1,8 |
| 1 2 | ЦРП-10 кВ, ввод 1, 10 кВ ЦРП-10 кВ, ввод 2, 10 кВ | 0,5 | ±5,7 | ±3,5 | ±2,8 | ±2,8 |
| 3 4 | ЦРП-10 кВ, ТСН-1, 0,4 кВ ЦРП-10 кВ, ТСН-2, 0,4 кВ | ±5,6 | ±3,3 | ±2,5 | ±2,5 |
| Реактивная энергия |
| 1 2 | ЦРП-10 кВ, ввод 1, 10 кВ ЦРП-10 кВ, ввод 2, 10 кВ | 0,8 | ±9,6 | ±3,9 | ±2,7 | ±2,6 |
| 3 4 | ЦРП-10 кВ, ТСН-1, 0,4 кВ ЦРП-10 кВ, ТСН-2, 0,4 кВ | ±9,5 | ±3,8 | ±2,5 | ±2,4 |
| 1 2 | ЦРП-10 кВ, ввод 1, 10 кВ ЦРП-10 кВ, ввод 2, 10 кВ | 0,5 | ±6,8 | ±3,0 | ±2,3 | ±2,2 |
| 3 4 | ЦРП-10 кВ, ТСН-1, 0,4 кВ ЦРП-10 кВ, ТСН-2, 0,4 кВ | ±6,8 | ±2,9 | ±2,2 | ±2,1 |
Примечание: В качестве характеристик погрешности указаны пределы относительной погрешности измерений (приписанные характеристики погрешности) при доверительной вероятности 0,95.
Надежность применяемых в системе компонентов:
- счётчик - среднее время наработки на отказ не менее Т = 120000 ч, средний срок службы 30 лет;
- трансформатор тока - средняя наработка до отказа 4-105 часов;
- трансформатор напряжения - средняя наработка до отказа 4-106 часов.
Надежность системных решений:
■ резервирование каналов связи: информация о результатах измерений может передаваться в организации-участники рынка электрической энергии по коммутируемой телефонной линии сети стандарта GSM;
■ регистрация событий:
- в журнале событий счётчика:
- параметрирования;
- пропадания напряжения;
- коррекции времени в счетчике и журнале событий компьютера автоматизированного рабочего места.
Защищённость применяемых компонентов:
■ механическая защита от несанкционированного доступа и пломбирование:
- электросчётчика;
- промежуточных клеммников цепей напряжения;
- испытательной колодки;
- сервера БД;
■ защита информации на программном уровне:
- установка пароля на счетчик;
- установка пароля на сервер БД.
Глубина хранения информации:
■ счетчик - тридцатиминутный профиль нагрузки в двух направлениях не менее 35 суток;
■ сервер БД - хранение результатов измерений и информации состояний средств измерений - за весь срок эксплуатации системы.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится типографским способом на титульный лист эксплуатационной документации на систему автоматизированную информационно-измерительную коммерческого учета электрической энергии и мощности ОАО «Павловский завод».
Комплектность
В комплект поставки АИИС КУЭ ОАО «Павловский завод» входят:
1. Трансформатор тока ТОЛ-10-1-1 У2 - 6 шт.
2. Трансформатор тока ТОП-0,66 У3 - 6 шт.
3. Трансформатор напряжения НАМИТ-10-2 УХЛ2 - 2 шт.
4. Счетчик электрической энергии электронный
«Альфа А1800» A1805RAL-P4G-DW-4 - 4 шт.
5. Измерительно-вычислительный комплекс «Спрут» - 1 шт.
6. Модем ZyXEL U-336E Plus E - 1 шт.
7. Сотовый модем Cinterion MC-35i - 1 шт.
8. Методика измерений 4222-002.ПВЗ-52156036 МИ - 1 шт.
9. Методика поверки 432-041-2011 МП - 1 шт.
10. Паспорт 4222-002.ПВЗ-52156036 ПС - 1 шт.
Поверка
осуществляется по документу 432-041-2011 МП «Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии и мощности ОАО «Павловский завод». Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФБУ «Тест-С.-Петербург» 20.10.2011 г.
Перечень эталонов, применяемых при поверке:
- средства поверки трансформаторов тока по ГОСТ 8.217-2003 «ГСИ. Трансформаторы тока. Методика поверки»;
- средства поверки трансформаторов напряжения по ГОСТ 8.216-88 «Трансформаторы напряжения. Методика поверки»;
- средства поверки счетчиков электрической энергии по документу МП-2203-00422-2006 «Счетчик электрической энергии трехфазный многофункциональный типа АЛЬФА А1800. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 19 мая 2006 г.;
- радиочасы МИР РЧ-01.
Сведения о методах измерений
Методика измерений приведена в документе 4222-002.ПВЗ-52156036 МИ «Методика измерений электрической энергии и мощности с использованием системы автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета электрической энергии и мощности (АИИС КУЭ) ОАО «Павловский завод». Свидетельство об аттестации МИ № 01.00292.432.00152-2011 от 02.03.2011.
Нормативные документы
1. ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия».
2. ГОСТ Р 8.596-2002 «ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения».
3. 432-041-2011 МП «Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии и мощности ОАО «Павловский завод». Методика поверки».
Рекомендации к применению
- осуществление торговли и товарообменных операций.
