Назначение
Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ) тяговых подстанций ОАО «Российские Железные Дороги» в границах ОАО «Комиэнерго» (далее по тексту - АИИС КУЭ) предназначена для измерения активной и реактивной электроэнергии, для осуществления эффективного автоматизированного коммерческого учета и контроля потребления электроэнергии и мощности по всем расчетным точкам учета, а также регистрации параметров электропотребления, формирования отчетных документов и передачи информации в центры сбора и обработки информации ОАО «АТС», филиал ОАО «СО ЕЭС» Коми РДУ, ОАО «ФСК ЕЭС», смежным субъектам (ОАО «МРСК Северо-Запада» «Комиэнерго») в рамках согласованного регламента.
Полученные данные и результаты измерений могут использоваться для коммерческих расчетов и оперативного управления энергопотреблением.
Описание
АИИС КУЭ построена на основе ИВК «АльфаЦентр» (Госреестр № 44595-10) и представляет собой трехуровневую автоматизированную измерительную систему с централизованным управлением и распределенной функцией измерения.
Измерительно-информационные комплексы (ИИК) АИИС КУЭ состоят из трех уровней:
1-ый уровень - измерительные каналы (ИК), включают в себя измерительные трансформаторы напряжения (ТН), измерительные трансформаторы тока (ТТ), многофункциональные счетчики активной и реактивной электрической энергии (далее по тексту - счетчики), вторичные измерительные цепи и технические средства приема-передачи данных.
2-ой уровень - измерительно-вычислительный комплекс электроустановки (ИВК) включающий устройство сбора и передачи данных (УСПД) RTU-327 Госреестр № 41907-09, технические средства приема-передачи данных, каналы связи для обеспечения информационного взаимодействия между уровнями системы.
3-ий уровень - информационно-вычислительный комплекс (ИВК) «Альфа-Центр» Госрестр № 20481-00, включает в себя сервер баз данных (СБД), устройство синхронизации системного времени (УССВ), автоматизированное рабочее место (АРМ ИВК), а также совокупность аппаратных, каналообразующих и программных средств, выполняющих сбор информации с нижних уровней, ее обработку и хранение.
АРМ ИВК представляет собой персональный компьютер, на котором установлена клиентская часть ПО "Энергия Альфа 2". ИВК "ЭНЕРГИЯ-АЛЬФ А", подключённый к ЛВС предприятия и считывающий данные об энергопотреблении с сервера по сети Ethernet. Для этого в настройках коммуникационных параметров ПО "Энергия Альфа 2". ИВК "ЭНЕР-ГИЯ-АЛЬФА" указывается IP-адрес сервера.
АИИС КУЭ решает следующие задачи:
- измерение 30-минутных приращений активной и реактивной электроэнергии;
- периодический (1 раз в 30 мин) и/или по запросу автоматический сбор привязанных к единому календарному времени результатов измерений приращений электроэнергии 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 результатов измерений в организации-участники оптового рынка электроэнергии;
- обеспечение 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;
- ведение системы единого времени в АИИС КУЭ (коррекция времени);
- передача журналов событий счетчиков.
Принцип действия:
Первичные токи и напряжения преобразуются измерительными трансформаторами в аналоговые унифицированные сигналы, которые по проводным линиям связи поступают на измерительные входы счетчика электроэнергии. В счетчике мгновенные значения аналоговых сигналов преобразуются в цифровой сигнал. По мгновенным значениям силы электрического тока и напряжения в микропроцессоре счетчика вычисляются соответствующие мгновенные значения активной, реактивной и полной мощности без учета коэффициентов трансформации, которые усредняются за 0,02 с. Средняя за период реактивная мощность вычисляется по средним за период значениям активной и полной мощности.
Средняя активная (реактивная) электрическая мощность вычисляется как среднее значение вычисленных мгновенных значений мощности на интервале времени усреднения 30 мин.
Цифровой сигнал с выходов счетчиков при помощи технических средств приема-передачи данных поступает на входы УСПД уровня ИВК регионального Центра энергоучета, где производится обработка измерительной информации (умножение на коэффициенты трансформации), сбор и хранение результатов измерений. Далее информация поступает на ИВК Центра сбора данных АИИС КУЭ.
В системе автоматически поддерживается единое время во всех ее компонентах, в частности в счётчиках, где происходит датирование измерений, с точностью не хуже ±5 секунд/сутки. Синхронизация времени производится с помощью GPS-приемника, принимающего сигналы глобальной системы позиционирования. В качестве приёмника сигналов GPS о точном астрономическом времени используются устройства синхронизации системного времени (УССВ), подключаемые к УСПД. От УССВ синхронизируются внутренние часы УСПД, а от них - внутренние часы счетчиков, подключенных к УСПД. Уставка, при достижении которой происходит коррекция часов УСПД, Альфа-Центра в составе ИВК верхнего уровня и счетчиков, составляет 1 с. Синхронизация внутренних часов счетчика с верхним уровнем АИИС КУЭ происходит при каждом обращении (каждый сеанс связи). ПО позволяет назначить время суток, в которое можно производить коррекцию времени. Рекомендуется для этой операции назначить время с 00:00 до 03:00 часов. 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.
Программное обеспечение
В состав ПО АИИС КУЭ входит: Комплекс измерительно-вычислительный для учета электрической энергии "Альфа-Центр" Госреестр № 20481-00, включающий в себя программное обеспечение "Альфа-Центр АРМ", "Альфа-Центр СУБД "Oracle", "Альфа-Центр Коммуникатор". ИВК "Альфа-Центр" решает задачи коммерческого многотарифного учета расхода и прихода электроэнергии в течение заданного интервала времени, измерения средних мощностей на заданных интервалах времени, мониторинга нагрузок заданных объектов.
Уровень ИВК Центра сбора данных содержит Комплекс измерительновычислительный для учета электроэнергии "ЭНЕРГИЯ-АЛЬФ А", включающий в себя программное обеспечение ПК "Энергия Альфа 2". ИВК "ЭНЕРГИЯ-АЛЬФА" решает задачи автоматического накопления, обработки, хранения и отображения измерительной информации.
Таблица 1. - Сведения о программном обеспечении.
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм цифрового идентификатора ПО |
| "Альфа Центр" | "Альфа-Центр АРМ" | 4 | a65bae8d715093 If 811cfbc6e4c7189d | MD5 |
| "Альфа Центр" | "Альфа-Центр СУБД "Oracle" | 9 | bb640e93f359bab 15a02979e24d5ed 48 | MD5 |
| "Альфа Центр" | "Альфа-Центр Коммуникатор" | 3 | 3ef7fb23cfl60f56 6021bfl9264ca8d 6 | MD5 |
| "ЭНЕРГИЯ- АЛЬФА" | ПК "Энергия Альфа 2" | 2.0.0.2 | 17e63d59939159e fi 04b 8ff63121 df6 0 | MD5 |
ПО ИВК «Альфа Центр» не влияет на метрологические характеристики АИИС КУЭ тяговых подстанций ОАО «РЖД» в границах ОАО «Комиэнерго».
Уровень защиты программного обеспечения АИИС КУЭ тяговых подстанций ОАО «РЖД» в границах ОАО «Комиэнерго» от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Состав измерительных каналов АИИС КУЭ тяговых подстанций ОАО «РЖД» в границах ОАО «Комиэнерго» приведен в Таблице 2.
Границы допускаемой относительной погрешности измерения активной и реактивной электрической энергии в рабочих условиях эксплуатации АИИС КУЭ приведены в Таблицах 3 и 4.
| № п/п | Диспетчерское наименование точки учёта | Состав измерительного канала | Вид электроэнергии |
| Трансформатор тока | Трансформатор напряжения | Счётчик статический трёхфазный переменного тока активной/реактивной энергии |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| ТП "Елецкая" |
| 1 | Т-1-35 кВ точка измерения № 1 | STSM-38 класс точности 0,2S Ктт=50/1 Зав. № 09/49132; 09/49128; 09/49198 Госреестр № 37491-08 | НАМИ-35 УХЛ1 класс точности 0,2 Ктн=35000/100 Зав. № 13 Госреестр № 19813-09 | EA05RAL-B-4 класс точности 0,5 S/1,0 Зав. №01102680 Госреестр № 16666-07 | активная реактивная |
| 2 | Т-2-35 кВ точка измерения №2 | STSM-38 класс точности 0,2S Ктт=50/1 Зав. №09/49131; 09/49130; 09/49133 Госреестр № 37491-08 | НАМИ-35 УХЛ1 класс точности 0,2 Ктн=35000/100 Зав. № 15 Госреестр № 19813-09 | EA05RAL-B-4 класс точности 0,5 S/1,0 Зав. № 01126851 Госреестр № 16666-07 | активная реактивная |
| ТП "Железнодорожная" |
| 3 | ВЛ-37 35 кВ точка измерения №3 | STPP-38 класс точности 0,2S Ктт=300/1 Зав. № 09/48973; 09/48974; 09/48975 Госреестр № 37491-08 | НАМИ-35 УХЛ1 класс точности 0,2 Ктн=35000/100 Зав. № 3 Госреестр № 19813-09 | EA05RAL-B-4 класс точности 0,5S/1,0 Зав. №01102656 Госреестр № 16666-07 | активная реактивная |
| 4 | ВЛ-38 35 кВ точка измерения №4 | STPP-38 класс точности 0,2S Ктт=300/1 Зав. № 09/48977/2; 09/48972; 09/48976 Госреестр № 37491-08 | НАМИ-35 УХЛ1 класс точности 0,2 Ктн=35000/100 Зав. № 6 Госреестр № 19813-09 | EA05RAL-B-4 класс точности 0,5S/1,0 Зав. №01102692 Госреестр № 16666-07 | активная реактивная |
| ТП "Косью" |
| 5 | Т-1-35 кВ точка измерения №5 | STPP-38 класс точности 0,2S Ктт=50/1 Зав. № 09/48980; 09/48983; 09/48979 Госреестр № 37491-08 | НАМИ-35 УХЛ1 класс точности 0,2 Ктн=35000/100 Зав. № 24 Госреестр № 19813-09 | EA05RAL-B-4 класс точности 0,5 S/1,0 Зав. №01102679 Госреестр № 16666-07 | активная реактивная |
| 6 | Т-2-35 кВ точка измерения №6 | STPP-38 класс точности 0,2S Ктт=50/1 Зав. № 09/49238; 09/48978; 09/49239 Госреестр № 37491-08 | НАМИ-35 УХЛ1 класс точности 0,2 Ктн=35000/100 Зав. № 19 Госреестр № 19813-09 | EA05RAL-B-4 класс точности 0,5 S/1,0 Зав. № 01102531 Госреестр № 16666-07 | активная реактивная |
Таблица 3 - Метрологические характеристики ИК (активная энергия)
| Метрологические характеристики ИК |
| Доверительные границы относительной погрешности результата измерений активной электрической энергии при доверительной вероятности Р=0,95: |
| Номер ИК | диапазон тока | Основная погрешность ИК, ±% | Погрешность ИК в рабочих условиях эксплуатации, ±% |
| | | cos ф = 1,0 | cos ф = 0,87 | cos ф = 0,8 | cos ф = 1,0 | cos ф = 0,87 | cos ф = 0,8 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| | 0,01(0,02)Ihi<Ii<0,05Ihi | 1,4 | 1,5 | 1,5 | 1,9 | 1,9 | 2,0 |
| 1-6 | 0,05Ihi < Ii < 0,2Ihi | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,4 | 1,5 | 1,6 |
| (TT 0,2S; ТН 0,2; Сч 0,5S) | 0,2Ihi < Ii < Ihi | 0,7 | 0,8 | 0,8 | 1,4 | 1,4 | 1,5 |
| Ihi < Ii < 1,2Ihi | 0,7 | 0,8 | 0,8 | 1,4 | 1,4 | 1,5 |
| Номер ИК | Доверительные границы относительной погрешности результата измерений реактивной энергии в рабочих условиях эксплуатации при доверительной вероятности Р=0,95, ± % |
| | диапазон тока | cos cp = 0,87(sin cp = 0,5) | cos cp = 0,8 (sin cp = 0,6) |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| | 0,02Ihi < Ii < 0,05Ihi | 4,9 | 4,3 |
| 1-6 | 0,05Ihi < Ii < 0,2Ihi | 2,9 | 2,6 |
| (ТТ 0,2S; ТН 0,2; Сч 1,0) | 0,2Ihi < Ii < Ihi | 2,0 | 1,9 |
| Ihi < Ii < 1,2Ihi | 1,9 | 1,8 |
Примечания:
1. Характеристики относительной погрешности ИИК даны для измерения электроэнергии и средней мощности (30 мин.).
2. В качестве характеристик относительной погрешности указаны границы интервала, соответствующие вероятности 0,95.
3. Нормальные условия эксплуатации компонентов АИИС КУЭ:
• напряжение от 0,98■ Uhom до 1,02■ Uhom;
• сила тока от Ином до 1,2-Ihom, cos<p=0,9 инд;
• температура окружающей среды: (20 ± 5) °С.
4. Рабочие условия эксплуатации компонентов АИИС КУЭ:
• напряжение питающей сети от 0,9 Uhom до 1,1 Uhom;
• сила тока от 0,011ном до 1,21ном для ИИК 1-6
• температура окружающей среды:
- для счетчиков электроэнергии от плюс 0 % ’ Оо плюс 35 ЧС;
- для трансформаторов тока по ГОСТ 7746;
- для трансформаторов напряжения по ГОСТ 1983.
5. Трансформаторы тока по ГОСТ 7746, трансформаторы напряжения по ГОСТ 1983, счетчики электроэнергии по ГОСТ Р 52323 в режиме измерения активной электроэнергии, по ГОСТ Р 52425 в режиме измерения реактивной электроэнергии;
6. Допускается замена измерительных трансформаторов и счетчиков электроэнергии на аналогичные (см. п. 5 Примечания) утвержденных типов с метрологическими характеристиками не хуже, чем у перечисленных в Таблице 1. Допускается замена УСПД на однотипный утвержденного типа. Замена оформляется актом в установленном на ТП ОАО "РЖД" в границах ОАО "Комиэнерго" порядке. Акт хранится совместно с настоящим описанием типа АИИС КУЭ как его неотъемлемая часть. Порядок оформления замены измерительных компонентов, а также других изменений, вносимых в АИИС КУЭ в процессе их эксплуатации после утверждения типа в качестве единичного экземпляра, осуществляется согласно Приложению Б МИ 2999-2006.
Параметры надежности применяемых в АИИС КУЭ измерительных компонентов:
• счетчики электроэнергии ЕвроАльфа - среднее время наработки на отказ не менее 80 ООО часов
• УСПД RTU-327 - среднее время наработки на отказ не менее 40000 часов.
Среднее время восстановления, при выходе из строя оборудования:
• для счетчика Тв < 2 часа;
• для УСПД Тв < 2 часа;
• для сервера Тв < 1 час;
• для компьютера АРМ Тв < 1 час;
• для модема Тв < 1 час.
Защита технических и программных средств АИИС КУЭ от несанкционированного доступа:
• клеммники вторичных цепей измерительных трансформаторов имеют устройства для пломбирования;
• панели подключения к электрическим интерфейсам счетчиков защищены механическими пломбами;
• наличие защиты на программном уровне - возможность установки многоуровневых паролей на счетчиках, УСПД, сервере, АРМ;
• организация доступа к информации ИВК посредством паролей обеспечивает идентификацию пользователей и эксплуатационного персонала;
• защита результатов измерений при передаче.
Наличие фиксации в журнале событий счетчика следующих событий
• фактов параметрирования счетчика;
• фактов пропадания напряжения;
• фактов коррекции времени.
Возможность коррекции времени в:
• счетчиках (функция автоматизирована);
• УСПД (функция автоматизирована);
• сервере (функция автоматизирована).
Глубина хранения информации:
• счетчик электроэнергии - тридцатиминутный профиль нагрузки в двух направлениях при отключении питания - не менее 5 лет при 25 °С;
• УСПД - суточные данные о тридцатиминутных приращениях электроэнергии по каждому каналу и электроэнергии потребленной за месяц по каждому каналу - не менее 45 суток; при отключении питания - не менее 5 лет;
• ИВК - хранение результатов измерений и информации о состоянии средств измерений - не менее 3,5 лет.
Параметры надежности применяемых в АИИС КУЭ измерительных компонентов:
• счетчики электроэнергии ЕвроАльфа - среднее время наработки на отказ не менее 80 ООО часов.
• УСПД - среднее время наработки на отказ не менее 40000 часов, среднее время восстановления работоспособности 1 час;
Среднее время восстановления, при выходе из строя оборудования:
• для счетчика Тв < 2 часа;
• для сервера Тв < 1 час;
• для компьютера АРМ Тв < 1 час;
• для модема Тв < 1 час.
Защита технических и программных средств АИИС КУЭ от несанкционированного доступа:
• клеммники вторичных цепей измерительных трансформаторов имеют возможность пломбирования;
• на счетчики предусмотрена возможность пломбирование крышки зажимов и откидывающейся прозрачной крышки на лицевой панели счетчика;
• наличие защиты на программном уровне - возможность установки многоуровневых паролей на счетчиках, серверах, АРМ;
• организация доступа к информации ИВК посредством паролей обеспечивает идентификацию пользователей и разграничение прав доступа;
• защита результатов измерений при передаче информации (возможность использования цифровой подписи).
Наличие фиксации в журнале событий счетчика следующих событий
• фактов параметрирования счетчика;
• фактов пропадания напряжения;
• фактов коррекции времени.
Возможность коррекции времени в:
• счетчиках (функция автоматизирована);
• серверах, АРМ (функция автоматизирована).
Глубина хранения информации:
• счетчик электроэнергии - тридцатиминутный профиль нагрузки в двух направлениях при отключении питания - не менее 5 лет при 25 °С;
• ИВК - суточные данные о тридцатиминутных приращениях электропотребления по каждому каналу и электропотребление за месяц по каждому каналу - не менее
3 5 суток; при отключении питания - не менее 3 лет.
Знак утверждения типа
наносится на титульные листы эксплуатационной документации АИИС КУЭ типографским
способом.
Комплектность
Комплектность АИИС КУЭ приведена в таблице 5 Таблица 5_
| Наименование | Тип | Кол-во, шт. |
| Трансформатор тока | STSM-38 | 6 |
| STPP-38 | 12 |
| Трансформатор напряжения | НАМИ-35 УХЛ1 | 6 |
| Устройство сбора и передачи данных (УСПД) | RTU-327 | 1 |
| Счётчик электрической энергии | "ЕвроАльфа" | 6 |
| Методика поверки | МП-981/446-2010 | 1 |
| Формуляр | АУВП.411711.330.ЭД.Ф | 1 |
Поверка
осуществляется по документу МП-981/446-2010 "ГСИ. Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ) тяговых подстанций ОАО "РЖД" в границах ОАО "Комиэнерго". Измерительные каналы. Методика поверки", утвержденному ФГУ «Ростест-Москва» в апреле 2011 г.
Средства поверки - по НД на измерительные компоненты:
- ТТ-по ГОСТ 8.217-2003;
- ТН - по МИ 2845-2003, МИ 2925-2005 и/или по ГОСТ 8.216-88;
- Счетчик "ЕвроАЛЬФА" - в соответствии с документом «ГСИ. Счетчики электрической энергии многофункциональные ЕвроАльфа. Методика поверки»;
- УСПД RTU-300 - по документу "Комплексы программно-аппаратных средств для учета электроэнергии на основе УСПД серии RTU-300. Методика поверки", утвержденному ГЦИ СИ ВНИИМС в 2003 г.;
- Радиочасы МИР РЧ-01, принимающие сигналы спутниковой навигационной системы Global Positioning System (GPS). (Госреестр № 27008-04);
- Переносной компьютер с ПО и оптический преобразователь для работы со счетчиками системы, ПО для работы с радиочасами МИР РЧ-01;
- Термометр по ГОСТ 28498, диапазон измерений от минус 40 до плюс 50°С, цена деления 1°С.
Сведения о методах измерений
«Методика (методы) измерений количества электрической энергии с использованием системы автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ) тяговых подстанций "РЖД" в границах ОАО "Комиэнерго" аттестована ФГУ «Ростест-Москва». Свидетельство об аттестации методики измерений № 689/446-01.00229-2011 от 11.04.2011
Нормативные документы
1 ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.
2 ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.
3 ГОСТ 34.601-90 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания.
4 ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.
5 ГОСТ 7746-2001 Трансформаторы тока. Общие технические условия.
6 ГОСТ 1983-2001 Трансформаторы напряжения. Общие технические условия.
7 ГОСТ Р 52323-2005 Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 22. Статические счетчики активной энергии классов точности 0,2S и 0,5S.
8 ГОСТ Р 52425-2005 Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 23. Статические счетчики реактивной энергии.
Рекомендации к применению
