Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии (мощности) ОАО "Ульяновскнефть" (АИИС КУЭ ОАО "Ульяновскнефть")

Назначение

Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии (мощности) ОАО "Ульяновскнефть" (далее по тексту - АИИС КУЭ ОАО «Ульяновскнефть») предназначена для:

- измерения активной и реактивной электрической энергии, потребленной за установленные интервалы времени, сбора, обработки и хранения полученной информации,

- автоматизированного контроля и учета   потребления    электрической

энергии и мощности,

выполнения коммерческих расчетов за   потребленные   электрическую

энергию и мощность,

- оценки, локализации, выявление потерь электроэнергии,

- создания первичного информационного банка, необходимого для функционирования других информационных систем, систем управления и планирования.

Полученные данные и результаты измерений могут быть использованы для коммерческих расчетов и оперативного управления энергопотреблением.

Описание

АИИС КУЭ ОАО «Ульяновскнефть» представляет собой многофункциональную, многоуровневую систему с централизованным управлением и распределенной функцией измерения и проектируется под определенный объект, как законченное изделие непосредственно на объекте эксплуатации. АИИС КУЭ ОАО «Ульяновскнефть» комплектуется из компонентов серийного изготовления, монтаж и наладка её осуществляются в соответствии с проектной документацией.

АИИС КУЭ «Ульяновскнефть» предназначена для осуществления автоматизированного коммерческого учета электроэнергии (мощности) ОАО «Ульяновскнефть» за установленные промежутки времени по всем точкам учета «Ульяновскнефть», а также регистрации параметров электропотребления, формирования отчетных документов и передачи информации в центры сбора информации, а также другим заинтересованным субъектам РРЭ.

АИИС КУЭ ОАО «Ульяновскнефть» решает следующие задачи:

- измерение 30-минутных приращений активной и реактивной электрической энергии;

- периодический (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;

- передача в организации-участники розничного рынка электрической энергии результатов измерений;

- представление по запросу контрольного доступа к результатам измерений, данных о состоянии объектов и средств измерений со стороны сервера организаций-участников оптового рынка электрической энергии;

о беспечение 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 КУЭ;

- конфигурирование и настройка параметров АИИС КУЭ ОАО «Ульяновскнефть»;

- ведение системы единого времени в АИИС КУЭ ОАО «Ульяновскнефть» (коррекция времени);

- передача журналов событий счетчика и УСПД с дискретностью 30 мин, 1 час, 1 сутки,1 месяц.

Система обеспечивает расчет совмещенного графика нагрузки по всем коммерческим точкам учета в одном срезе времени, что позволяет заявлять, контролировать и оплачивать энергоснабжающему предприятию единую по всем объектам электроснабжения мощность и тем самым снижать заявленный оплачиваемый максимум нагрузки. Также система позволяет вести оперативный контроль за фактическим графиком нагрузки, что дает возможность управлять режимом потребления электроэнергии и мощности.

В целом АИИС КУЭ ОАО «Ульяновскнефть» представляет собой трехуровневую автоматизированную систему с централизованным управлением и распределённой функцией измерения.

Первый уровень - измерительно-информационный комплекс (ИИК).

Первый уровень выполняет функцию автоматического проведения измерений в точке измерений.

В его состав входят:

- измерительные трансформаторы тока и напряжения;

- вторичные измерительные цепи;

- счетчики электрической энергии,

- преобразователи интерфейса,

- модемы.

Методы измерения электрической мощности и энергии.

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 преобразуют в цифровой сигнал. По мгновенным значениям силы электрического тока и напряжения в микропроцессоре счетчика вычисляются мгновенные значения активной и полной мощности без учета коэффициентов трансформации. Электрическая энергия, как интеграл по времени от мощности, вычисляется для интервалов времени 30 мин, 1 час, 1 сутки, 1 месяц.

Цифровой сигнал с выходов счетчиков, при помощи технических средств приема-передачи данных, поступает на входы УСПД (где производится сбор и хранение результатов измерений).

Первый уровень АИИС КУЭ ОАО «Ульяновскнефть» представлен - трансформаторами тока (ТТ) класса точности 0,5 по ГОСТ 7746-2001, трансформаторами напряжения (TH) класса точности 0,5 по ГОСТ 1983-2001 и счетчиками активной и реактивной СЭТ-4ТМ.03, СЭТ-4ТМ.02, ПСЧ-4ТМ-05, СЭТ-1М.01 класса точности 0,5 по ГОСТ 30206-94 для активной энергии и 1,0 по ГОСТ 26035-83 для реактивной энергии, установленными на объектах.

Количество ИИК определяется количеством точек учета. На испытания представлено 46 ИИК коммерческого учета. Перечень ИИК, наименования объекта потребителя, линии и ячейки, типы ТТ и КТ, типы TH и КТ, тип счетчика, №№ Госреестра и КТ приведены в таблице 1.

Второй уровень - включает в себя информационно-вычислительный комплекс электроустановки (ИВКЭ) и выполняет функцию консолидации информации по данной электроустановке либо группе электроустановок.

В состав ИВКЭ входят:

- устройство сбора и передачи данных (УСПД) или промконтроллер, обеспечивающий интерфейс доступа к ИИК (в АИИС КУЭ ОАО «Ульяновскнефть» он представлен интеллектуальными кэширующими маршрутизаторами (ИКМ). УСПД предназначены для сбора, накопления, обработки, хранения и отображение первичных данных об энергопотреблении и мощности со счетчиков, а также для передачи накопленных данных по каналам связи на уровень ИВК (АРМ).

- система обеспечения единого времени (СОЕВ),

- технические средства приёма-передачи данных (каналообразующая аппаратура, модемы).

Полный перечень информации, передаваемой в ИВК (АРМ), определяется техническими характеристиками многофункциональных электросчетчиков и УСПД. Кроме параметров энергопотребления (результатов измерений) в счетчиках и УСПД храниться служебная информация: различные регистраторы событий, данные об изменениях настройки, данные о работоспособности устройств, данные о перерывах питания, параметры качества электроэнергии в точке учета и другая информация.

Третий уровень - информационно-вычислительный комплекс (ИВК)

ИВК предназначен для:

- автоматизированного сбора и хранения результатов измерений;

- автоматической диагностики состояния средств измерений;

- подготовки отчетов и передачи их различным пользователям.

В состав ИВК входят:

- центральный узел средств передачи данных (ЦУСПД) состоящий из сервера баз данных,

- автоматизированные рабочие места персонала (7 АРМ),

- программное обеспечение (ПО),

- системы обеспечения единого времени (СОЕВ),

- коммуникационное оборудование.

На верхнем - третьем уровне системы выполняется дальнейшая обработка измерительной информации, в частности вычисление электрической энергии и мощности с учетом коэффициентов трансформации ТТ и TH, формирование и хранение поступающей информации, оформление справочных и отчетных документов. Передача информации в организации-участники розничного рынка электрической энергии осуществляется от сервера БД, по коммутируемым телефонным линиям или сотовой связи через интернет-провайдера.

Все основные технические компоненты трех уровней АИИС КУЭ ОАО «Ульяновскнефть» являются средствами измерений и зарегистрированы в Государственном реестре средств измерений (в Государственный реестр СИ внесены отдельно измерительные трансформаторы тока и напряжения, счетчики электрической энергии, УСПД (ИКМ), ИВК и устройства синхронизации времени).

Средства связи, контроллеры приема-передачи данных, маршрутизаторы, средства вычислительной техники (персональные компьютеры) отнесены к вспомогательным техническим компонентам, поскольку выполняют только функции приема-передачи и отображения данных, получаемых от основных технических компонентов.

ПО АПИС КУЭ «Ульяновскнефть» «Пирамида 2000», позволяет решать прикладные задачи, например, измерение потребления электроэнергии и мощности за получасовые интервалы времени с нарастающим итогом и вычисление усредненной мощности; ведение журнала событий (отключения питания, несанкционированный доступ и т.п.); хранение профиля нагрузки на глубину не менее 45 дней; передача данных в центр сбора информации пользователям, проведение расчета стоимости потребленной электроэнергии с использованием многоставочного тарифа и т.д.

АПИС КУЭ ОАО «Ульяновскнефть» оснащена системой обеспечения единого времени СОЕВ, включающей в себя приемник сигналов точного времени от спутников глобальной системы позиционирования (GPS)/ GPS - приемник входит в состав УСПД, ЦУСПД.

Система обеспечения единого времени (СОЕВ) привязана к единому календарному времени и формируется на всех уровнях АИИС КУЭ «Ульяновскнефть», где используются средства измерения времени.

СОЕВ выполняет законченную функцию измерений времени, имеет нормированные метрологические характеристики и обеспечивает синхронизацию времени при проведении измерений количества энергопотребления с погрешностью не более ±5,0 с/сутки. В СОЕВ входят все средства измерений, имеющие встроенные часы, влияющие на процесс измерения количества энергопотребления и учитываются временные характеристики (задержки) линий связи между ними, которые используются при синхронизации времени.

Время УСПД, ЦУСПД синхронизировано с временем приемника, сличение ежесекундное, погрешность синхронизации не более 0,1 с. УСПД осуществляет коррекцию времени сервера и счетчиков. Сличение времени счетчиков СЭТ с временем УСПД один раз в сутки, корректировка времени счетчиков при расхождении со временем УСПД ± 4 с. Погрешность системного времени не превышает ± 5 с.

Журналы событий счетчика электроэнергии и УСПД отражают: время (дата, часы, минуты) коррекции часов указанных устройств и расхождение времени в секундах корректируемого и корректирующего устройств в момент непосредственно предшествующий корректировке

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТИРИСТИКИ

Характеристики устойчивости и прочности к воздействию внешних факторов (температуры, влажности окружающего воздуха, атмосферного давления) составных компонентов системы - согласно эксплуатационной документации каждого компонента.

Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения времени, секунды в сутки ± 5 Средний срок службы системы, не менее, лет                                    15

Состав измерительных каналов АИИС КУЭ ОАО "Ульяновскнефть" приведен в таблице 1. Пределы допускаемых относительных погрешностей по активной и реактивной электроэнергии, а также для разных временных (тарифных) зон не зависят от способов передачи измерительной информации и определяются классами точности применяемых электросчетчиков и измерительных трансформаторов. Значения метрологических характеристик для этих измерительных каналов (ИК) сведены в таблице 2.

Пределы допускаемых дополнительных погрешностей от влияний внешних воздействий на ИК по электроэнергии определяются классами точности применяемых счетчиков. Предел допускаемой дополнительной абсолютной погрешности по электроэнергии, получаемой за счет математической обработки измерительной информации, поступающей от счетчиков, составляет 1 единицу младшего разряда измеренного значения.

Таблица 1 Состав измерительных каналов АИИС КУЭ ОАО "Ульяновскнефть"

Значения метрологических характеристик.

Таблица 2.

Пределы основных погрешностей измерения реактивной электрической энергии АНИС КУЭ ОАО " Ульяновскнефть"

Примечания:

1. Характеристики основной погрешности ИК даны для измерения электрической энергии и средней мощности (получасовая);

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

3. Нормальные условия эксплуатации компонентов АИИС КУЭ:

- параметры сети: напряжение (0,98 4-1.02) Ином; ток (1 4-1,2) Ihom, coscp = 0.9 инд.;

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

4. Рабочие условия эксплуатации компонентов АИИС:

- параметры сети: напряжение (0,9 + 1.1) Uhom; ток (0,05 +1,2) 1ном;

- температура окружающей среды:

• для счетчиков электрической энергии (от - 40 °C до +55) °C;

• для ЦУСПД (от - 40 °C до +55) °C;

• трансформаторы тока по ГОСТ 7746-2001;

• трансформаторы напряжения по ГОСТ 1983-2001.

5. Трансформаторы тока по ГОСТ 7746-2001, трансформаторы напряжения по ГОСТ 1983-2001, счетчики электрической энергии по ГОСТ 30206-94 в режиме измерения активной электрической энергии и ГОСТ 26035-83 в режиме измерения реактивной электрической энергии;

6. Допускается замена измерительных трансформаторов и счетчиков на аналогичные утвержденных типов с метрологическими характеристиками не хуже, чем у перечисленных в таблице 1. Замена оформляется актом в установленном на ОАО «Ульяновскнефть» порядке. Акт хранится совместно с настоящим описанием типа АИИС КУЭ ОАО «Ульяновскнефть» как его неотъемлемая часть.

Параметры надежности применяемых в АИИС КУЭ ОАО «Ульяновскнефть» компонентов:

. ТТ - 440000 ч,

- TH - 440000 ч,

- электросчетчик - среднее время наработки на отказ не менее Т = 90000 ч среднее время восстановления работоспособности te = 2 ч;

- УСПД (ИКМ) - среднее время наработки на отказ не менее Т = 70000 ч среднее время восстановления работоспособности tB = 1 ч;

- ЦУСПД (сервер) - среднее время наработки на отказ не менее Т = 50000 ч среднее время восстановления работоспособности tB = 1 ч;

- ИБП - 250000 ч,

- GSM - модем - 2198760 ч,

- СОЕВ - 35000 ч,

- коммутатор - 210000 ч.

Надежность системных решений:

• резервирование питания УСПД (ИКМ), ЦУСПД (Сервер) с помощью источника бесперебойного питания UPS;

• резервирование каналов связи: информация о результатах измерений может передаваться с помощью электронной почты и сотовой связи;

Регистрация событий: в журналах событий счетчика, УСПД, ЦУСПД фиксируются факты:

- параметрирования;

- пропадания напряжения;

- коррекции времени в счетчике.

• журнал УСПД:

- параметрирования;

- пропадания напряжения;

- коррекции времени в УСПД.

Защищенность применяемых компонентов:

• наличие механической защиты от несанкционированного доступа и пломбирование:

- счетчика;

- промежуточных клеммников вторичных цепей напряжения;

- испытательной коробки;

- УСПД,ЦУСПД.

• наличие защиты на программном уровне:

- установка пароля на счетчик;

- установка пароля на УСПД;

- установка пароля на сервер.

Возможность коррекции времени в:

- счетчиках (функция автоматизирована);

- УСПД, ЦУСПД (функция автоматизирована).

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульные листы эксплуатационной документации АПИС КУЭ ОАО «Ульяновскнефть» типографским способом.

Комплектность

АИИС КУЭ ОАО «Ульяновскнефть» включает в себя компоненты, перечисленные в таблице 3,4. В систему входит несколько компонентов одного наименования. Конкретный состав системы определяется проектной и эксплуатационной документацией на нее.

Таблица 3.

Таблица 4.

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

Поверка

Поверка проводится в соответствии с документом МП 22/202.411711.014-06-2008 ГСП «Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии ОАО "Ульяновскнефть", согласованной с ГЦИ СИ ФГУ «Ульяновский ЦСМ» 4 февраля 2008 года.

Средства поверки - по НД на измерительные компоненты:

- ТТ - по ГОСТ 8.217-2003;

- TH-по МИ 2845-2003, МИ 2925-2005 и/или по ГОСТ 8.216-88;

- СЭТ, ПСЧ - по документу "Методика поверки с программой "Тест СЭТ-4М" ИЛГТП 411152.124 РЭ Г;

- УСПД (ИКМ) по методике поверки ВЛСТ 150.00.000 И1 2005 г.;

- УСВ-1 - по документу "Методика поверки ВЛСТ 221.00.000 МП";

Радиочасы «МИР РЧ-01».

Межповерочный интервал - 4 года.

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.

4. ГОСТ 7746-2001. Трансформаторы тока. Общие технические условия

5. ГОСТ 1983-2001. Трансформаторы напряжения. Общие технические условия.

6. ГОСТ 30206-94. Статические счетчики ватт-часов активной энергии переменного тока (классы точности 0,2S и 0,5S).

7. МИ 2999-2006 Рекомендация. ГСИ. Системы автоматизированные информационноизмерительные коммерческого учёта электрической энергии. Рекомендации по составлению описания типа.

8. Технорабочий проект 22/202.411711.014.ПЗ.

Заключение

Тип системы автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета электрической энергии (мощности) ОАО «Ульяновскнефть» (АИИС КУЭ ОАО «Ульяновскнефть»), зав. № 06, утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации.