Назначение
Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ) Филиала «Черепетская ГРЭС имени Д.Г. Жимерина» ОАО «ИНТЕР РАО - Электрогенерация» в части расширения (энергоблок № 8) (далее по тексту - АИИС КУЭ) предназначена для измерений активной и реактивной электроэнергии и мощности, сбора, обработки, хранения, формирования отчетных документов и передачи полученной информации.
Описание
АИИС КУЭ представляет собой многофункциональную, многоуровневую автоматизированную систему с централизованным управлением и распределённой функцией измерения.
АИИС КУЭ включает в себя следующие уровни:
1-й уровень - измерительно-информационные комплексы (ИИК), которые включают в себя измерительные трансформаторы тока (далее - ТТ) по ГОСТ 7746-2001, измерительные трансформаторы напряжения (далее - ТН) по ГОСТ 1983-2001 и счетчики активной и реактивной электроэнергии по ГОСТ Р 52323-2005 в режиме измерений активной электроэнергии и по ГОСТ Р 52425-2005 в режиме измерений реактивной электроэнергии, вторичные измерительные цепи и технические средства приема-передачи данных. Метрологические и технические характеристики измерительных компонентов АИИС КУЭ приведены в таблицах 2 - 4.
2-й уровень - информационно-вычислительный комплекс электроустановки (ИВКЭ), включающий в себя контроллеры сетевые индустриальные СИКОН С70 (далее - УСПД), каналообразующую аппаратуру.
3-й уровень - информационно-вычислительный комплекс (ИВК), включающий в себя ИВК «ИКМ-Пирамида», устройство синхронизации системного времени на базе GPS-приемника типа УСВ-2 (Зав. № 2921), каналообразующую аппаратуру, технические средства для организации локальной вычислительной сети и разграничения прав доступа к информации, автоматизированные рабочие места персонала (АРМ) и программное обеспечение (ПО) «Пирамида 2000».
Измерительные каналы (далее - ИК) состоят из трех уровней АИИС КУЭ.
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 преобразуются в цифровой сигнал. По мгновенным значениям силы электрического тока и напряжения в микропроцессоре счетчика вычисляются мгновенные значения активной и полной мощности, которые усредняются за период 0,02 с. Средняя за период реактивная мощность вычисляется по средним за период значениям активной и полной мощности.
Электрическая энергия, как интеграл по времени от средней за период 0,02 с мощности, вычисляется для интервалов времени 30 мин.
Средняя активная (реактивная) электрическая мощность вычисляется как среднее значение мощности на интервале времени усреднения 30 мин.
Цифровой сигнал с выходов счетчиков по проводным линиям связи интерфейса RS-485 поступает на входы соответствующего УСПД, где осуществляется вычисление электроэнергии и мощности с учетом коэффициентов трансформации ТТ и ТН, хранение измерительной информации, ее накопление и передача накопленных данных в ИВК «ИКМ-Пирамида» по основному (коммутируемому) и резервному (сотовому каналу стандарта GSM) каналам связи, а также отображение информации по подключенным к УСПД устройствам.
В ИВК «ИКМ-Пирамида» выполняется дальнейшая обработка измерительной информации, в частности, формирование и хранение поступающей информации, оформление отчетных документов. Передача информации в ИАСУ КУ ОАО «АТС» и другие смежные субъекты ОРЭ осуществляется по каналу связи с протоколом TCP/IP сети Internet в виде xml-файлов формата 80020 в соответствии с приложением 11.1.1 «Формат и регламент предоставления результатов измерений, состояний средств и объектов измерений в ОАО «АТС», ОАО «СО ЕЭС» и смежным субъектам» к Положению о порядке получения статуса субъекта оптового рынка и ведения реестра субъектов оптового рынка электрической энергии и мощности.
АИИС КУЭ имеет систему обеспечения единого времени (СОЕВ), которая охватывает уровень счетчиков, УСПД и ИВК. АИИС КУЭ оснащена устройством синхронизации времени на основе УСВ-2, подключенного к ИВК «ИКМ-Пирамида». УСВ-2 синхронизирует собственное время по сигналам времени, получаемым от GPS-приемника, входящего в состав УСВ-2. Предел допускаемой абсолютной погрешности синхронизации фронта выходного импульса 1 Гц к шкале координированного времени составляет не более 0,35 с. ИВК «ИКМ-Пирамида» периодически сравнивает свое системное время со временем в УСВ-2. Сличение часов ИВК «ИКМ-Пирамида» осуществляется не реже, чем 1 раз в 1 час, коррекция часов осуществляется независимо от наличия расхождений. Абсолютная погрешность текущего времени, измеряемого ИВК «ИКМ-Пирамида» (системное время) в сутки составляет не более ±3 с.
Каждый сеанс связи ИВК «ИКМ-Пирамида» с УСПД осуществляется сравнение и синхронизация системного времени. Абсолютная погрешность измерений времени УСПД составляет ±1 с/сутки. Коррекция часов УСПД осуществляется независимо от наличия расхождений.
Сличение часов счетчиков с часами УСПД производится во время сеанса связи со счетчиками (1 раз в 30 минут). Корректировка часов счетчика осуществляется при обнаружении расхождения более ±3 с, но не чаще одного раза в сутки.
Передача данных осуществляется по каналам связи со скоростью не менее 9600 бит/с, следовательно, время задержки составляет меньше 0,2 с.
Погрешность часов компонентов АИИС КУЭ не превышает ± 5 с.
Журналы событий счетчика электроэнергии, УСПД и ИВК «ИКМ-Пирамида» отражают: время (дата, часы, минуты) коррекции часов указанных устройств и расхождение времени в секундах корректируемого и корректирующего устройств в момент, непосредственно предшествующий корректировке.
Программное обеспечение
В АИИС КУЭ используется ПО «Пирамида 2000», в состав которого входят программы, указанные в таблице 1. ПО обеспечивает защиту программного обеспечения и измерительной информации паролями в соответствии с правами доступа. Средством защиты данных при передаче является кодирование данных, обеспечиваемое ПО «Пирамида 2000».
Таблица 1 - Метрологические значимые модули ПО
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентиф икатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Модуль вычисления значений энергии и мощности по группам точек учета | CalcClients.dll | 3 | e55712d0b1b21 9065d63da9491 14dae4 | MD5 |
| Модуль расчета небаланса энер-гии/мощности | CalcLeakage.dll | 3 | b1959ff70be1eb 17c83f7b0f6d4a 132f | MD5 |
| Модуль вычисления значений энергии потерь в линиях и трансформаторах | CalcLosses.dll | 3 | d79874d10fc2b 156a0fdc27e1ca 480ac | MD5 |
| Общий модуль, содержащий функции, используемые при вычислениях различных значений и проверке точности вычислений | Metrology.dll | 3 | 52e28d7b60879 9bb3ccea41b54 8d2c83 | MD5 |
| Модуль обработки значений физических величин, передаваемых в бинарном протоколе | ParseBin.dll | 3 | 6f557f885b737 261328cd77805 bd1ba7 | MD5 |
| Модуль обработки значений физических величин, передаваемых по протоколам семейства МЭК | ParseIEC.dll | 3 | 48e73a9283d1e 66494521f63d0 0b0d9f | MD5 |
| Модуль обработки значений физических величин, передаваемых по протоколу Modbus | ParseModbus.dll | 3 | c391d64271acf 4055bb2a4d3fe 1f8f48 | MD5 |
Окончание таблицы 1
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Модуль обработки значений физических величин, передаваемых по протоколу Пирамида | ParsePiramida.dll | 3 | ecf532935ca1a3 fd3215049af1fd 979f | MD5 |
| Модуль формирования расчетных схем и контроля целостности данных нормативно-справочной информации | SynchroNSI.dll | 3 | 530d9b0126f7c dc23ecd814c4e b7ca09 | MD5 |
| Модуль расчета величины рассинхронизации и значений коррекции времени | VerifyTime.dll | 3 | 1ea5429b261fb 0e2884f5b356a 1d1e75 | MD5 |
Системы информационно-измерительные контроля и учета энергопотребления «Пирамида», включающие в себя ПО «Пирамида 2000», внесены в Госреестр № 21906-11. ПО «Пирамида 2000» аттестовано на соответствие требованиям нормативной документации, свидетельство об аттестации № АПО-209-15 от 26 октября 2011 года, выданное ФГУП «ВНИИМС».
Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности по электроэнергии, получаемой за счет математической обработки измерительной информации, поступающей от счетчиков, составляют 1 единицу младшего разряда измеренного значения.
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 счетчиков электрической энергии и измерительных трансформаторов.
Оценка влияния ПО на метрологические характеристики СИ - метрологические характеристики ИК АИИС КУЭ, указанные в таблицах 3, 4, нормированы с учетом ПО.
Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Состав измерительных каналов и их метрологические характеристики приведены в таблицах 2-4
Таблица 2 - Состав измерительных каналов АИИС КУЭ
| Номер ИК | Наименование объекта | Состав измерительного канала | Вид электроэнергии |
| ТТ | ТН | Счётчик | ИВКЭ | Сервер |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1 | ЧГРЭС, гл. корпус, Г-8 | ТШЛ-20 Кл. т. 0,2S 12000/5 Зав. № 94 Зав. № 95 Зав. № 96 | ЗНОЛ.06-15 Кл.т. 0,2 15750:^3/100:^3 Зав. № 6210 Зав. № 6310 Зав. № 6533 | СЭТ-4ТМ.03М Кл. т. 0,2S/0,5 Зав. № 0808130127 | СИКОН С70 Зав. № 07017 | ИВК «ИКМ-Пирамида» Зав. № 481 | активная реактивная |
| 2 | ЧГРЭС, КРУЭ-220 кВ, яч. 7 | CTIG 110 Кл. т. 0,2S 1000/1 Зав. № СК050415 Зав. № СК050414 Зав. № СК050413 | VGX1 Кл.т. 0,2 220000:^3/100:^3 Зав. № D701195A Зав. № D701196A Зав. № D701197A VGX1 Кл.т. 0,2 220000:^3/100:^3 Зав. № D701198A Зав. № D701199A Зав. № D701200A | СЭТ-4ТМ.03М.16 Кл. т. 0,2S/0,5 Зав. № 0806131351 | СИКОН С70 Зав. № 07018 | активная реактивная |
| 3 | ЧГРЭС, КРУЭ-220 кВ, яч. 5 | CTIG 110 Кл. т. 0,2S 1000/1 Зав. № СК050407 Зав. № СК050408 Зав. № СК050409 | СЭТ-4ТМ.03М.16 Кл. т. 0,2S/0,5 Зав. № 0805131525 | активная реактивная |
Таблица 3 - Метрологические характеристики ИК (активная энергия)
| Номер ИК | Диапазон тока | Метрологические характеристики ИК |
| Основная погрешность, (±6), % | Погрешность в рабочих условиях, (±6), % |
| cos ф = 0,9 | cos ф = 0,8 | cos ф = 0,5 | cos ф = 0,9 | cos ф = 0,8 | cos ф = 0,5 |
| 1; 2; 3 | Ih1<I1<1,2Ih1 | 0,6 | 0,7 | 1,0 | 0,9 | 0,9 | 1,2 |
| 0,2Ih1<I1<Ih1 | 0,6 | 0,7 | 1,0 | 0,9 | 0,9 | 1,2 |
| (ТТ 0,2S; ТН | 0,05Ih1<I1<0,2Ih1 | 0,7 | 0,8 | 1,2 | 1,0 | 1,0 | 1,4 |
| 0,2; Сч 0,2S) | 0,02Ih1<I1<0,05Ih1 | 1,2 | 1,3 | 2,1 | 1,4 | 1,5 | 2,2 |
Таблица 4 - Метрологические характеристики ИК (реактивная энергия)
| Номер ИК | Диапазон тока | Метрологические характеристики ИК |
| Основная погрешность, (±6), % | Погрешность в рабочих условиях, (±6), % |
| cos ф = 0,9 | cos ф = 0,8 | cos ф = 0,5 | cos ф = 0,9 | cos ф = 0,8 | cos ф = 0,5 |
| 1; 2; 3 (ТТ 0,2S; ТН 0,2; Сч 0,5) | Ih1<I1<1,2Ih1 | 1,3 | 1,0 | 0,9 | 1,8 | 1,7 | 1,6 |
| 0,2Ih1<I1<Ih1 | 1,3 | 1,0 | 0,9 | 1,8 | 1,7 | 1,6 |
| 0,05Ih1<I1<0,2Ih1 | 1,5 | 1,2 | 1,0 | 2,0 | 1,8 | 1,6 |
| 0,02Ih1<I1<0,05Ih1 | 2,6 | 2,0 | 1,6 | 2,9 | 2,4 | 2,0 |
Примечания:
1. Характеристики погрешности ИК даны для измерения электроэнергии и средней мощности (получасовая).
2. В качестве характеристик относительной погрешности указаны границы интервала, соответствующие вероятности 0,95.
3. Нормальные условия эксплуатации:
- параметры сети:
диапазон напряжения (0,99 - 1,01) Uh;
ток (0,01 - 1,2) 1н;
частота (50 ± 0,15) Гц;
коэффициент мощности cos9 = 0,9 инд;
- температура окружающей среды:
ТТ и ТН от минус 45 °С до плюс 40 °С;
счетчиков от плюс 21 °С до плюс 25 °С;
У СПД от плюс 15 °С до плюс 25 °С;
ИВК от плюс 10 °С до плюс 25 °С;
- магнитная индукция внешнего происхождения, не более 0,05 мТл.
4. Рабочие условия эксплуатации:
- для ТТ и ТН:
- параметры сети:
диапазон первичного напряжения (0,9 - 1,1) Uh1;
диапазон силы первичного тока (0,01 - 1,2) 1н1;
коэффициент мощности cos9 (миф) 0,5 - 1,0 (0,87 - 0,5);
частота (50 ± 0,4) Гц;
- температура окружающего воздуха от минус 45 °C до плюс 40 °C.
- для счетчиков электроэнергии:
- параметры сети:
диапазон вторичного напряжения (0,9 - 1,1) Uh2;
диапазон силы вторичного тока (0,01 - 1,2) 1н2;
коэффициент мощности cos9 (sm9) 0,5 - 1,0 (0,87 - 0,5);
частота (50 ± 0,4) Гц;
температура окружающего воздуха от минус 40 °C до плюс 60 °C;
магнитная индукция внешнего происхождения, не более 0,5 мТл.
- для аппаратуры передачи и обработки данных:
параметры питающей сети: напряжение от 187 до 242 В; частота (50 ± 1) Гц;
температура окружающего воздуха от минус 10 °С до +50 °С;
относительная влажность воздуха 90% при 25°С.
5. Погрешность в рабочих условиях указана для температуры окружающего воздуха в месте расположения счетчиков электроэнергии от плюс 15 °С до плюс 30 °С.
6. Допускается замена измерительных трансформаторов и счетчиков на аналогичные утвержденных типов с метрологическими характеристиками не хуже, чем у перечисленных в Таблице 2. Допускается замена УСПД и ИВК «ИКМ-Пирамида» на однотипные утвержденного типа. Замена оформляется актом в установленном собственником порядке. Акт хранится совместно с настоящим описанием типа АИИС КУЭ как его неотъемлемая часть.
Параметры надежности применяемых в АИИС КУЭ измерительных компонентов:
- счётчик электрической энергии СЭТ-4ТМ.03М - среднее время наработки на отказ не менее Т = 165 000 ч, среднее время восстановления работоспособности tв = 2 ч;
- контроллер СИКОН С70 - среднее время наработки на отказ не менее Т = 70 000 ч, среднее время восстановления работоспособности tв = 2 ч;
- устройство синхронизации времени УСВ-2 - среднее время наработки на отказ не менее Т = 35 000 ч, среднее время восстановления работоспособности tв = 2 ч;
- ИВК «ИКМ-Пирамида» - среднее время наработки на отказ не менее Т = 100 000 ч, среднее время восстановления работоспособности tв = 2 ч.
Надежность системных решений:
- защита от кратковременных сбоев питания сервера и контроллеров 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.
В журналах событий фиксируются факты:
- журнал счётчика:
- параметрирования;
- пропадания напряжения;
- коррекции времени в счетчике;
- журнал УСПД:
- параметрирования;
- пропадания напряжения;
- коррекции времени в счетчике и УСПД;
- пропадание и восстановление связи со счетчиком;
Защищённость применяемых компонентов:
- механическая защита от несанкционированного доступа и пломбирование:
- электросчётчика;
- промежуточных клеммников вторичных цепей напряжения;
- испытательной коробки;
- УСПД;
- ИВК «ИКМ-Пирамида»;
- защита на программном уровне информации при хранении, передаче, параметрирова-нии:
- электросчетчика;
- УСПД;
- ИВК «ИКМ-Пирамида».
Возможность коррекции времени в:
- электросчетчиках (функция автоматизирована);
- УСПД (функция автоматизирована);
- ИВК (функция автоматизирована).
Возможность сбора информации:
- о результатах измерений (функция автоматизирована);
- о состоянии средств измерений.
Цикличность:
- измерений 3 мин, 30 мин (функция автоматизирована);
- сбора 3 мин, 30 мин (функция автоматизирована).
Г лубина хранения информации:
- электросчетчик - тридцатиминутный профиль нагрузки в двух направлениях 113 суток; при отключении питания - 30 лет;
- УСПД - суточный график средних мощностей по каждому каналу - 45 суток;
- ИВК «ИКМ-Пирамида» - хранение результатов измерений, состояний средств измерений - за весь срок эксплуатации системы (функция автоматизирована).
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульные листы эксплуатационной документации на систему автоматизированную информационно-измерительную коммерческого учёта электроэнергии (АИИС КУЭ) Филиала «Черепетская ГРЭС имени Д.Г. Жимерина»
ОАО «ИНТЕР РАО - Электрогенерация» в части расширения (энергоблок № 8) типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки входит техническая документация на систему и на комплектующие средства измерений.
Комплектность АИИС КУЭ представлена в таблице 5.
Таблица 5 - Комплектность АИИС КУЭ
| Наименование | Тип | № Госреестра | Количество, шт. |
| Трансформаторы тока шинные | ТШЛ-20 | 47957-11 | 3 |
| Трансформаторы тока | CTIG 110 | 43485-09 | 6 |
| Трансформаторы напряжения заземляемые | ЗНОЛ.06-15 | 46738-11 | 3 |
| Трансформаторы напряжения | VGX1 | 43486-09 | 6 |
| Счётчики электрической энергии многофункциональные | СЭТ-4ТМ.03М | 36697-12 | 3 |
| Контроллеры сетевые индустриальные | СИКОН С70 | 28822-05 | 2 |
| Устройства синхронизации времени | УСВ-2 | 41681-10 | 1 |
| Комплексы информационно-вычислительные | ИКМ-Пирамида | 45270-10 | 1 |
| Методика поверки | _ | _ | 1 |
| Формуляр | _ | _ | 1 |
| Руководство по эксплуатации | _ | _ | 1 |
Поверка осуществляется по документу МП 57282-14 «Система автоматизированная информационноизмерительная коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ) Филиала «Черепетская ГРЭС имениД.Г. Жимерина» ОАО «ИНТЕР РАО - Электрогенерация» в части расширения (энергоблок№ 8). Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» в марте 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»;
- 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»;
- счетчиков СЭТ-4ТМ.03М - по документу «Счетчики электрической энергии многофункциональные СЭТ-4ТМ.03М, СЭТ-4ТМ.02М. Руководство по эксплуатации. Часть 2. Методика поверки» ИЛГШ.411152.145РЭ1, утвержденному руководителем ГЦИ СИ ФБУ «Нижегородский ЦСМ» 04 мая 2012 г.;
- контроллеров СИКОН С70 - по документу «Контроллеры сетевые индустриальные СИКОН С70. Методика поверки ВЛСТ 220.00.000 И1», утвержденному ВНИИМС в 2005 г.;
- ИВК «ИКМ-Пирамида» - по документу «Комплексы информационно-вычислительные «ИКМ-Пирамида». Методика поверки. ВЛСТ 230.00.000 И1», утвержденному ФГУП «ВНИ-ИМС» в 2010 году;
- устройства синхронизации времени УСВ-2 - по документу «Устройства синхронизации времени УСВ-2. Методика поверки ВЛСТ.237.00.001И1», утвержденному ФГУП «ВНИИФ-ТРИ» 12.05.2010 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 и оптический преобразователь для работы с счетчиками системы и с ПО для работы с радиочасами МИР РЧ-01;
- термогигрометр CENTER (мод.314): диапазон измерений температуры от минус 20 °С до +60 °С, дискретность 0,1 °С; диапазон измерений относительной влажности от 10 % до 100 %, дискретность 0,1 %.
Сведения о методах измерений
Метод измерений изложен в документе «Методика измерений количества электрической энергии (мощности) с использованием автоматизированной информационно-измерительной системы коммерческого учета электрической энергии и мощности Филиала «Черепетская ГРЭС имени Д.Г. Жимерина» ОАО «ИНТЕР РАО - Электрогенерация» в части расширения (энергоблок № 8) для оптового рынка электрической энергии (АИИС КУЭ Филиала «Черепетская ГРЭС имени Д.Г. Жимерина» ОАО «ИНТЕР РАО - Электрогенерация» в части расширения (энергоблок № 8)», аттестованной ЗАО ИТФ «СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ», аттестат об аккредитации № РОСС RU.0001.310043 от 17.07.2012 г.
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.
ГОСТ 34.601-90 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания.
ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.
МИ 3000-2006 Рекомендация. ГСИ. Системы автоматизированные информационноизмерительные коммерческого учета электрической энергии. Типовая методика поверки.
Рекомендации к применению
- при осуществлении торговли и товарообменных операций.
