Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии ГТУ-75 ОАО "Нижнекамскнефтехим"

Назначение

Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии ГТУ-75 ОАО «Нижнекамскнефтехим» (далее - АИИС КУЭ ГТУ-75 ОАО «Нижнекамскнефтехим») предназначена для измерений, коммерческого и технического учета электрической энергии и мощности, а также автоматизированного сбора, накопления, обработки, хранения и отображения информации об энергоснабжении. В частности, АИИС КУЭ ГТУ-75 ОАО «Нижнекамскнефтехим», предназначена для использования в составе многоуровневых автоматизированных информационно-измерительных систем коммерческого учета электроэнергии и мощности (АИИС КУЭ) на оптовом рынке электрической энергии (мощности).

Область применения: в ОАО «Нижнекамскнефтехим» и граничащих с ним по цепям электроснабжения энергосистемах, промышленных и других энергопотребляющих (энергопоставляющих) предприятиях.

Описание

АИИС КУЭ ГТУ-75 ОАО «Нижнекамскнефтехим» представляет собой информационноизмерительную систему, состоящую из трех функциональных уровней.

Первый уровень включает в себя измерительно-информационный комплекс (ИИК) и выполняет функцию автоматического проведения измерений в точке измерений. В состав ИИК входят измерительные трансформаторы тока и напряжения, вторичные измерительные цепи, счетчики электрической энергии.

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, технические средства приёма-передачи данных (каналообразующая аппаратура, модемы). УСПД предназначены для сбора, накопления, обработки, хранения и отображения первичных данных об электроэнергии и мощности со счетчиков, а также для передачи накопленных данных по каналам связи на уровень ИВК (АРМ).

Третий уровень включает в себя информационно-вычислительный комплекс (ИВК). В состав ИВК входят: промконтроллер (компьютер в промышленном исполнении); технические средства приёма-передачи данных (каналообразующая аппаратура); технические средства для организации функционирования локальной вычислительной сети и разграничения прав доступа к информации; технические средства обеспечения безопасности локальных вычислительных сетей. ИВК предназначен для автоматизированного сбора и хранения результатов измерений, автоматической диагностики состояния средств измерений, подготовки отчетов и передачи их различным пользователям.

Система обеспечивает измерение следующих основных параметров энергопотребления: 1) активной (реактивной) электроэнергии за определенные интервалы времени по каналам учета, группам каналов учета и объекту в целом, с учетом временных (тарифных) зон, включая прием и отдачу электроэнергии;

2) средних значений активной (реактивной) мощности за определенные интервалы времени по каналам учета, группам каналов учета и объекту в целом;

3) календарного времени и интервалов времени.

Измеренные значения активной и реактивной электроэнергии в автоматическом режиме фиксируется в базе данных УСПД СИКОН С70 и маршрутизатора «ИКМ-Пирамида».

Кроме параметров энергопотребления (измерительной информации) в счетчиках и сервере сбора данных может храниться служебная информация: параметры качества электроэнергии в точке учета, регистрация различных событий, данные о корректировках параметров, данные о работоспособности устройств, перерывы питания и другая информация. Эта информация может по запросу пользователя передаваться на АРМ.

В АИИС КУЭ ГТУ-75 ОАО «Нижнекамскнефтехим» измерения и передача данных на верхний уровень происходит следующим образом. Аналоговые сигналы переменного тока с выходов измерительных трансформаторов (для счетчиков трансформаторного включения) поступают на входы счетчиков электроэнергии, которые преобразуют значения входных сигналов в цифровой код. Счетчики СЭТ-4ТМ.03 производят измерения мгновенных и действующих (среднеквадратических) значений напряжения (U) и тока (I) и рассчитывают активную мощность (P=U-I-cos(p) и полную мощность (S=UT). Реактивная мощность (Q) рассчитывается в счетчике по алгоритму Q=(S -Р )'. Средние значения активной мощности рассчитываются путем интегрирования текущих значений Р на 30-минутных интервалах времени. По запросу или в автоматическом режиме измерительная информация направляется в устройство сбора и передачи данных (УСПД). Полный перечень информации, передаваемой на АРМ, определяется техническими характеристиками многофункциональных электросчетчиков, УСПД и уровнем доступа АРМа к базе данных. Для передачи данных, несущих информацию об измеряемой величине от одного компонента АИИС КУЭ к другому, используются проводные линии связи, телефонные линии связи.

АИИС КУЭ ГТУ-75 ОАО «Нижнекамскнефтехим» имеет систему обеспечения единого времени (СОЕВ), которая охватывает уровень счетчиков электрической энергии, УСПД, сервера и имеет нормированную точность. Коррекция системного времени производится, не реже одного раза в сутки, по временным импульсам от устройства синхронизации системного времени (УСВ-1), подключенного к ИВК «ИКМ-Пирамида».

Для защиты метрологических характеристик системы от несанкционированных изменений (корректировок) предусмотрена аппаратная блокировка, пломбирование средств измерений и учета, кроссовых и клеммных коробок, а также многоуровневый доступ к текущим данным и параметрам настройки системы (электронные ключи, индивидуальные пароли, коды оператора и программные средства для защиты файлов и баз данных).

Основные функции и эксплуатационные характеристики АИИС КУЭ ГТУ-75 ОАО «Нижнекамскнефтехим» соответствуют техническим требованиям НП АТС к АИИС КУЭ. Параметры надежности средств измерений АИИС КУЭ трансформаторов напряжения и тока, счетчиков электроэнергии соответствуют техническим требованиям к АИИС КУЭ субъекта ОРЭ. Для непосредственного подключения к отдельным счетчикам СЭТ-4ТМ.03 (в случае, например,повреждения линии связи) предусматривается использование переносного компьютера типа NoteBook с последующей передачей данных на компьютер высшего уровня.

В системе обеспечена возможность автономного съема информации со счетчиков. Глубина хранения информации в системе не менее 35 суток. Для счетчиков СЭТ-4ТМ.03 глубина хранения каждого массива профиля мощности при времени интегрирования 30 мин. составляет 3,7 месяца; для УСПД СИКОН С70 глубина хранения графика средних мощностей за интервал 30 мин. 45 суток; для ИВК ИКМ-Пирамида 3,5 года). При прерывании питания все данные и параметры хранятся в энергонезависимой памяти.

Все основные технические компоненты, используемые АИИС КУЭ ГТУ-75 ОАО «Нижнекамскнефтехим» являются средствами измерений и зарегистрированы в Государственном реестре. Устройства связи, модемы различных типов, пульты оператора, дополнительные средства вычислительной техники (персональные компьютеры) отнесены к вспомогательным техническим компонентам и выполняют только функции передачи и отображения данных, получаемых от основных технических компонентов.

Технические характеристики

Состав измерительных каналов и их метрологические характеристики приведены в таблице 1. Таблица 1 — Состав измерительных каналов и их метрологические характеристики

Примечания'.

I. В Таблице 1 приведены метрологические характеристики основной погрешности ИК (нормальные условия эксплуатации) и погрешности ИК в рабочих условиях эксплуатации для измерения электрической энергии и средней мощности (получасовых);

2. В Таблице 1 в графе «Основная погрешность ИК, ± %» приведены границы погрешности результата измерений посредством ИК при доверительной вероятности Р=0,95, cos(p=0,87 (sinq>=0,5) и токе ТТ, равном 1ном .

3. В Таблице 1 в графе «Погрешность ИК в рабочих условиях эксплуатации, ± %» приведены границы погрешности результата измерений посредством ИК при доверительной вероятности Р=0,95, cos<p=0,5 (sin(p=0,87) ) и токе ТТ, равном 10 % от 1ном.

4. Нормальные условия эксплуатации:

— параметры питающей сети: напряжение - (220+4,4) В; частота - (50 ±0,5) Гц;

— параметры сети: диапазон напряжения - (0,99 l,01)UH; диапазон силы тока - (1,0 1,2)1Н; диапазон коэффициента мощности costp (sinq>) - 0,87(0,5); частота - (50 ±0,5) Гц;

- температура окружающего воздуха: ТТ- от + 15°С до +35°С;ТН- от +10°С до +35°С; счетчиков: в части активной энергии - от +21 °C до +25 °C, в части реактивной энергии - от +18 °C до +22 °C; УСПД - от +15 °C до +25 °C;

— относительная влажность воздуха - (70+5) %;

- атмосферное давление - (750+30) ммрт.ст.

5. Рабочие условия эксплуатации:

для ТТ и TH:

- параметры сети: диапазон первичного напряжения - (0,9 + l,l)UHi; диапазон силы первичного тока (0,01  1,2)Z„7/ коэффициент мощ

ности cos(p (sin(p) - 0,5 1,0(0,6 0,87); частота - (50 ±0,5) Гц;

— температура окружающего воздуха - от —30 °C до +35 °C;

- относительная влажность воздуха - (70+5) %;

- атмосферное давление - (750+30) ммрт.ст.

Для электросчетчиков:

— параметры сети: диапазон вторичного напряжения - (0,9   1,1)UH2; диапазон силы вторичного тока - тока (0,01    1,2)/„2.'

диапазон коэффициента мощности cosq> (sin<p) - 0,5 1,0(0,6 0,87); частота - (50 ±0,5) Гц;

- магнитная индукция внешнего происхождения - 0,5 мТл;

- температура окружающего воздуха -от +0°С до +30°С;

- относительная влажность воздуха - (40-60) %;

- атмосферное давление - (750+30) ммрт.ст.

Для аппаратуры передачи и обработки данных:

— параметры питающей сети: напряжение - (220+10) В; частота - (50 ± 1) Гц;

- температура окружающего воздуха - от +15 °C до +30 °C;

- относительная влажность воздуха - (70+5) %;

- атмосферное давление - (750+30) ммрт.ст.

6. Допускается замена измерительных трансформаторов и счетчиков на аналогичные утвержденных типов с метрологическими характеристиками не хуже, чем у перечисленных в Таблице 1, УСПД на однотипный утвержденного типа. Замена оформляется актом в установленном на ОАО «Нижнекамскнефтехим» порядке. Акт хранится совместно с настоящим описанием типа АИИС КУЭ ГТУ-75 ОАО «Нижнекам-скнефтехим»как его неотъемлемая часть.

Надежность применяемых в системе компонентов:

• счетчик электрической энергии - средняя наработка на отказ не менее 90 000 ч, время восстановления работоспособности не более 2 ч;

• ИВК - средняя наработка на отказ не менее 70 000 ч, время восстановления работоспособности не более 1 ч;

• УСПД - средняя наработка на отказ не менее 70 000 ч, среднее время восстановления работоспособности 0,5 ч;

• УСВ-1 - коэффициент готовности Кг не менее 0,95, среднее время восстановления не более 1 ч.

Установленный полный срок службы АИИС КУЭ ГТУ-75 ОАО «Нижнекамскнефтехим» - не менее 15 лет.

В АИИС КУЭ ГТУ-75 ОАО «Нижнекамскнефтехим» используются следующие виды резервирования:

- резервирование по двум интерфейсам опроса счетчиков;

- резервирование питания счетчиков, сервера АРМ ПС, УСПД;

- предусмотрена возможность автономного считывания измерительной информации со счетчиков и визуальный контроль информации на счетчике;

- контроль достоверности и восстановление данных;

- наличие резервных баз данных;

- наличие перезапуска и средств контроля зависания;

- наличие ЗИП.

Регистрация событий:

• журнал событий ИК:

- отключение и включение питания;

- корректировка времени;

- удаленная и местная параметризация;

- включение и выключение режима тестирования.

• журнал событий ИВКЭ:

- дата начала регистрации измерений;

- перерывы электропитания;

- потери и восстановления связи со счётчиками;

- программные и аппаратные перезапуски;

- корректировки времени в каждом счетчике.

Защищенность применяемых компонентов:

• механическая защита от несанкционированного доступа и пломбирование:

- привод разъединителя трансформаторов напряжения;

- корпус (или кожух) автоматического выключателя в цепи трансформатора напряжения, а так же его рукоятка (или прозрачная крышка);

- клеммы вторичной обмотки трансформаторов тока;

- промежуточные клеммники, через которые проходят цепи тока и напряжения;

- испытательная коробка (специализированный клеммник);

- крышки клеммных отсеков счетчиков;

- крышки клеммного отсека УСПД.

• защита информации на программном уровне:

- установка двухуровневого пароля на счетчик;

- установка пароля на УСПД;

- защита результатов измерений при передаче информации (возможность использования цифровой подписи).

Глубина хранения информации:

• электросчетчик - тридцатиминутный профиль нагрузки в двух направлениях, журнал событий - не менее 3,7 месяца;

• УСПД - глубина хранения графика средних мощностей за интервал 30 мин. 45 суток

• ИВК ИКМ-Пирамида - результаты измерений, состояние объектов и средств измерений - 3,5 года.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульных листах эксплуатационной документации системы автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета электроэнергии ГТУ-75 ОАО «Нижнекамскнефтехим».

Комплектность

Комплектность АИИС КУЭ ГТУ-75 ОАО «Нижнекамскнефтехим» определяется проектной документацией на систему. В комплект поставки входит техническая документация на систему и на комплектующие средства измерений.

Поверка

Поверка проводится по документу МИ 3000-2006 «ГСИ. Системы автоматизированные информационно-измерительные коммерческого учета электрической энергии. Типовая методика поверки».

Основное оборудование, необходимое для поверки:

- средства поверки измерительных трансформаторов тока по ГОСТ 8.217-2003;

- средства поверки измерительных трансформаторов напряжения по ГОСТ 8.216-88;

- средства поверки счетчиков СЭТ-4ТМ.03 по документу ИЛГШ.411152.145РЭ;

- средства поверки УСПД по документу ВЛСТ 220.00.000 И1

- радиоприемник УКВ диапазона, принимающий сигналы точного времени.

Межповерочный интервал - 4 года.

Нормативные документы

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

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

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

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

ГОСТ 26035-83 «Счетчики электрической энергии переменного тока электронные. Общие технические условия».

ГОСТ Р 52323-2005 (МЭК 62053-22:2003) «Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 22. Статические счетчики активной энергии классов точности 0,2S и 0,5S)».

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

МИ 3000-2006 «Системы автоматизированные информационно-измерительные коммерческого учета электрической энергии. Типовая методика поверки».

МИ 2999-2006 «Рекомендация. ГСИ. Системы автоматизированные информационноизмерительные коммерческого учета электрической энергии. Рекомендации по составлению описания тина».

Техническая документация на автоматизированную информационно-измерительную систему коммерческого учета электроэнергии ГТУ-75 ОАО «Нижнекамскнефтехим».

Заключение

Тип системы автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета электроэнергии ГТУ-75 ОАО «Нижнекамскнефтехим» утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации согласно государственным поверочным схемам.