Назначение
Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии ОАО "Новокузнецкий алюминиевый завод" (АИИС КУЭ ОАО "НКАЗ") предназначена для измерения активной и реактивной электроэнергии и электрической мощности, потребляемой ОАО "РУСАЛ Новокузнецк", сбора, хранения, обработки и передачи полученной измерительной информации.
Область применения - организация автоматизированного коммерческого учета и контроля распределения и потребления электрической энергии и мощности, и определение с заданной точностью учетных показателей, используемых в финансовых расчетах на оптовом рынке электроэнергии.
Описание
АИИС КУЭ представляет собой многофункциональную, многоуровневую систему с централизованным управлением и распределенной функцией измерения, включающую в себя 24 измерительных каналов (ИК).
Принцип действия системы состоит в измерении электрической энергии по каждому ИК при помощи счетчиков с трансформаторным включением и последующей автоматизированной обработкой результатов измерений. Измерение средней мощности основано на измерении электрической энергии на заданном интервале времени.
АИИС КУЭ обеспечивает выполнение следующих функций:
• измерение активной электрической энергии и реактивной электрической энергии (интегрированной реактивной мощности) нарастающим итогом;
• измерение 30-минутных приращений активной и реактивной электроэнергии;
• автоматизированный сбор (периодический и/или по запросу) измеренных данных о приращениях электроэнергии с заданной дискретностью учета (30 мин) и привязкой к единому календарному времени;
• хранение информации об измеренных величинах в специализированной защищенной базе данных;
• автоматизированную передачу результатов измерений, состояния объектов и средств измерений на вышестоящие уровни, в организации-участники оптового рынка электроэнергии;
• предоставление по запросу доступа к результатам измерений, состояниям объектов и средств измерений;
• защиту технических и программных средств и информационного обеспечения (данных) от несанкционированного доступа на физическом и программном уровне;
• автоматизированную регистрацию и мониторинг событий (событий счетчиков, регламентных действий персонала, нарушений в системе информационной защиты и др.);
• конфигурирование и настройку параметров системы;
• ведение единого системного времени.
АИИС КУЭ включает в себя следующие уровни:
- уровень точки учета (нижний уровень), который состоит из 24 информационноизмерительных комплексов (ИИК) и включает в себя измерительные трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (TH), вторичные измерительные цепи, электронные счетчики активной и реактивной электрической энергии;
- уровень ИВКЭ (измерительно-вычислительный комплекс электроустановки), включающий в себя устройство сбора и передачи данных (УСПД) и каналообразующую аппаратуру;
- верхний уровень - информационно-вычислительный комплекс (ИВК) - содержит сервер базы данных, автоматизированные рабочие места пользователей, технические средства приема-передачи данных в Кузбасское РДУ ОАО «СО ЕЭС», смежным субъектам ОРЭМ.
Первичные токи и напряжения в присоединениях преобразуются измерительными трансформаторами тока и напряжения в аналоговые сигналы низкого уровня и по проводным линиям связи поступают на входы счетчиков электрической энергии. В АИИС КУЭ применены счетчики типа «ЕвроАЛЬФА». Масштабированные сигналы тока и напряжения поступают на измерительную СБИС счетчика, где происходит аналого-цифровое преобразование (частота выборки 2400 Гц) по трем входным каналам и вычисление подлежащих измерению величин. Электрическую энергию вычисляют как интеграл по времени от усредненной за два периода мгновенной активной мощности. Для расчета полной мощности используют среднеквадратические значения токов и напряжений на том же интервале, реактивную мощность вычисляют по известным значениям полной и активной мощности. Счетчик хранит в памяти накопленные значения энергии и профили нагрузки на заданных интервалах (30 мин).
Среднюю активную (реактивную) электрическую мощность вычисляют как усредненное значение мощности на заданном интервале времени (30 мин).
Сигналы в цифровой форме с выходов счетчиков по каналу связи RS-485/Ethemet поступают на входы УСПД, где осуществляется сбор, хранение и первичная обработка измерительной информации, ее накопление и передача на верхний уровень системы.
На верхнем уровне системы выполняется дальнейшая обработка измерительной информации, формирование справочных и отчетных документов.
В АИИС КУЭ ОАО "НКАЗ" использован комплекс аппаратно-программных средств ООО «Эльстер Метроника» (счетчики «ЕвроАЛЬФА», УСПД RTU-325, программное обеспечение “Альфа-ЦЕНТР”) и проектно-технические решения, разработанные ООО «ЕвроСибЭнерго-инжиниринг».
АИИС КУЭ оснащена системой обеспечения единого времени (СОЕВ), включающей в себя приемник сигналов точного времени от спутников глобальной системы позиционирования GPS, и средства измерений времени всех уровней системы (часы счетчиков, УСПД, сервера БД. В качестве приемника используется устройство синхронизации системного времени (УССВ), подключаемое к УСПД. От УССВ синхронизируются внутренние часы УСПД, а от них - внутренние часы сервера БД и счетчиков. Синхронизация времени происходит при каждом сеансе связи ИВКЭ - ИИК, ИВК -ИВКЭ. При длительном нарушении работы канала связи ИВКЭ - ИИК время счетчиков корректируется от переносного инженерного пульта при снятии показаний через оптический порт счетчика.
Технические характеристики
Перечень измерительных каналов АИИС КУЭ с указанием измерительных компонентов и их характеристик представлен в таблице 1. Сведения о количестве измерительных компонентов и их номера по Государственному реестру СИ приведены в таблице 2. Метрологические характеристики ИК приведены в таблице 3.
Таблица 1 - Перечень измерительных каналов системы
| № ИК | Наименование присоединения | тт | Зав. № ТТ | TH | Зав. № TH | Счетчик |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 1 | Ввод-1 ЩСН-1 НКАЗ-2 | ТШП-0,66 (хЗ) 300/5 Кл.точн. 0,5S | А-7888 В-7901 С-7896 | — | - | ЕА 05L-B-4 Кл.т. 0,5S/l ,0 № 01082685 |
| 2 | Ввод-2 ЩСН-1 НКАЗ-2 | ТШП-0,66 (хЗ) 300/5 Кл.точн. 0,5 S | А-54041 В-7892 С-54017 | — | - | ЕА 05L-B-4 Кл.т. 0,5S/l,0 № 01082686 |
| 3 | Ввод-1 ГРУ 10 кВ НКАЗ-2 | ТЛШ-10 (х2) 5000/5 Кл.точн. 0,5 S | А-562 С-563 | НОМ-Ю (х2) 10000/100 Кл.точн. 0,5 | АВ-18347 ВС-18342 | ЕА 02RAL-P4B-3 Кл.т. 0,2S/0,5 №01082673 |
| 4 | Ввод-2 ГРУ 10 кВ НКАЗ-2 | ТЛШ-10 (х2) 5000/5 Кл.точн. 0,5S | А-539 С-540 | НОМ-Ю (х2) 10000/100 Кл.точн. 0,5 | АВ-18322 ВС-18342 | ЕА 02RAL-P4B-3 Кл.т. 0,2S/0,5 №01082672 |
| 5 | Ввод-3 ГРУ 10 кВ НКАЗ-2 | ТЛШ-10 (х2) 5000/5 Кл.точн. 0,5S | А-541 С-542 | НОМ-Ю (х2) 10000/100 Кл.точн. 0,5 | АВ-2830 ВС-1008 | ЕА 02RAL-P4B-3 Кл.т. 0,2S/0,5 №01082676 |
| 6 | Ввод-4 ГРУ 10 кВ НКАЗ-2 | ТЛШ-10 (х2) 5000/5 Кл.точн. 0,5 S | А-641 С-640 | НОМ-Ю (х2) 10000/100 Кл.точн. 0,5 | АВ-18321 ВС-18327 | ЕА 02RAL-P4B-3 Кл.т. 0,2S/0,5 №01082680 |
| 7 | Ввод-5 ГРУ 10 кВ НКАЗ-2 | ТЛШ-10 (х2) 5000/5 Кл.точн. 0,5S | А-546 С-545 | НОМ-Ю (х2) 10000/100 Кл.точн. 0,5 | АВ-18615 ВС-18616 | ЕА 02RAL-P4B-3 Кл.т. 0,2S/0,5 №01082679 |
| 8 | Ввод-6 ГРУ 10 кВ НКАЗ-2 | ТЛШ-10 (х2) 5000/5 Кл.точн. 0,5 S | А-547 С-548 | НОМ-Ю (х2) 10000/100 Кл.точн. 0,5 | АВ-18617 ВС-18618 | ЕА 02RAL-P4B-3 Кл.т. 0,2S/0,5 №01082677 |
| 9 | Ввод-7 ГРУ 10 кВ НКАЗ-2 | ТЛШ-10 (х2) 5000/5 Кл.точн. 0,5S | А-651 С-652 | НОМ-Ю (х2) 10000/100 Кл.точн. 0,5 | АВ-18620 ВС-18619 | ЕА 02RAL-P4B-3 Кл.т. 0,2S/0,5 № 01082678 |
| 10 | Ввод-8 ГРУ 10 кВ НКАЗ-2 | ТЛШ-10 (х2) 5000/5 Кл.точн. 0,5S | А-559 С-560 | НОМ-Ю (х2) 10000/100 Кл.точн. 0,5 | АВ-18311 ВС-18353 | ЕА 02RAL-P4B-3 Кл.т. 0,2S/0,5 №01082675 |
| 11 | Кузнецкая ТЭЦ ОРУ-110 кВ АЗ-1 | ТГФ-НО(хЗ) 750/5 Кл.точн. 0,5S | А-253 В-257 С-261 | НКФ-110-57 (хЗ) 110000/100 Кл.точн. 0,5 | А-2059 В-2060 С-2061 | ЕА 02RAL-P4B-4 Кл.т. 0,2S/0,5 №01082670 |
| 12 | Кузнецкая ТЭЦ ОРУ-110 кВ АЗ-2 | ТГФ-ПО(хЗ) 750/5 Кл.точн. 0,5S | А-254 В-258 С-259 | НКФ-110-57 (хЗ) 110000/100 Кл.точн. 0,5 | А-1506503 В-1506504 С-1506505 | ЕА 02RAL-P4B-4 Кл.т. 0,2S/0,5 №01082669 |
| 13 | Кузнецкая ТЭЦ ОРУ-110 кВ АЗ-З | ТГФ-ПО(хЗ) 1500/5 Кл.точн. 0,5S | А-267 В-268 С-269 | из состава канала 11 | - | ЕА 02RAL-P4B-4 Кл.т. 0,2S/0,5 №01082668 |
| 14 | Кузнецкая ТЭЦ ОРУ-110 кВ АЗ-4 | ТВГ-ПО(хЗ) 600/5 Кл.точн. 0,2S | А-А2041 В-А2040 С-А2039 | из состава канала 12 | - | ЕА 02RAL-P4B-4 Кл.т. 0,2S/0,5 №01082671 |
| 15 | Ввод-3 ЩСН-4 НКАЗ-2 | ТШП-0,66 (хЗ) 300/5 Кл.точн. 0,5S | А-7897 В-7889 С-7894 | — | - | ЕА 05L-B-4 Кл.т. 0,5S/l,0 №01082681 |
Окончание таблицы 1
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 16 | Ввод-4 ЩСН-4 НКАЗ-2 | ТШП-0,66(хЗ) 400/5 Кл.точн. 0,5 S | А-35505 В-35511 С-35515 | — | - | ЕА 05L-B-4 Кл.т. 0,5S/l ,0 №01082682 |
| 17 | РП-15 ООО «Гриффитс» НКАЗ-2 | ТПЛМ-10х2 150/5 Кл.точн. 0,5 | А-56098 С-19754 | нтми-ю 10000/100 Кл.точн. 0,5 | 1253 | ЕА 05L-B-3 Кл.т. 0,5S/l,0 № 01082694 |
| 18 | Терем-НК | ТК-20 хЗ 300/5 Кл.точн. 0,5 | А-82762 В-16007 С-004666 | — | - | ЕА 05L-B-4 Кл.т. 0,5S/l ,0 №01082687 |
| 19 | ПС13 ЗАО « Водоканал» НКАЗ-1 | ТПЛ-Ю-М х2 30/5 Кл.точн. 0,5S | А-2897 С-2900 | HTMK-6 6000/100 Кл.точн. 0,5 | 1079 | ЕА 05L-B-3 Кл.т. 0,5S/l,0 №01082689 |
| 20 | ТП-11-1 ООО «Алком» НКАЗ-1 | ТПЛ-Ю-М (х2) 30/5 Кл.точн. 0,5S | А-2894 С-2899 | НОМ-Ю(х2) 10000/100 Кл.точн. 0,5 | АВ-1859 ВС-РУС | ЕА O5L-B-3 Кл.т. 0,5S/l,0 №01082693 |
| 21 | ТП-11-2 ООО «Алком» НКАЗ-1 | ТПЛ-Ю-М (х2) 30/5 Кл.точн. 0,5 S | А-2895 С-2898 | из состава канала 20 | - | ЕА 05L-B-3 Кл.т. 0,5S/l ,0 №01082691 |
| 22 | ТП-103 ООО «СК-Дорожник> НКАЗ-2 | Т-0,66 хЗ 200/5 Кл.точн. 0,5 | А-15 В-28 С-313 | — | - | ЕА 05L-B-4 Кл.т. 0,5S/l,0 №01082684 |
| 23 | ЦП-25-1 ООО «Адамант» НКАЗ-1 | ТПЛ-Ю-М (х2) 30/5 Кл.точн. 0,5S | А-2896 С-2893 | нтми-ю 10000/100 Кл.точн. 0,5 | 529 | ЕА 05L-B-3 Кл.т. 0,5S/l,0 №01082690 |
| 24 | КПП-1 ЗАО «Водоканал» НКАЗ-1 | ТПЛ-Ю-М х2 150/5 Кл.точн. 0,5S | А-2802 С-2878 | НТМИ-6-66 НТМИ-6 6000/100 Кл.точн. 0,5 | 1СШ-4345 2СШ-886 | ЕА 05L-B-3 Кл.т. 0,5S/l ,0 №01082692 |
Таблица 2 - Измерительные компоненты
| Наименование | Обозначение | Кол. | Госреестр СИ |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Трансформатор тока | ТЛШ-10 | 16 | № 11077-03 |
| Трансформатор тока | ТШП-0,66 | 12 | № 15173-96 |
| Трансформатор тока | ТПЛ-Ю-М | 10 | №22192-03 |
| Трансформатор тока | Т-0,66 | 3 | № 22656-02 |
| Трансформатор тока | ТК-20 | 3 | № 1407-60 |
| Трансформатор тока | ТПЛМ-Ю | 2 | № 2363-68 |
| Трансформатор тока | ТГФ-110 | 9 | № 16635-04 |
| Трансформатор тока | ТВГ-110 | 3 | № 22440-07 |
| Трансформатор напряжения | ном-ю | 18 | № 4947-98 |
| Трансформатор напряжения | НТМИ-Ю | 2 | №831-69 |
| Трансформатор напряжения | НТМИ-6 | 2 | №2611-70 |
| Трансформатор напряжения | НТМК-6 | 1 | № 323-49 |
| Трансформатор напряжения | НКФ-110-57 | 6 | № 14205-94 |
| Счетчик электронный | Евро Альфа ЕА 02RAL-P4B-3 | 8 | № 16666-97 |
| Счетчик электронный | Евро Альфа ЕА 02RAL-P4B-4 | 4 | № 16666-97 |
| Счетчик электронный | ЕвроАльфа ЕА 05L-B-4 | 6 | № 16666-97 |
| Счетчик электронный | ЕвроАльфа ЕА 05L-B-3 | 6 | № 16666-97 |
| УСПД | RTU325 | 1 | № 19495-03 |
Примечание - допускается замена измерительных компонентов на компоненты того же типа или аналогичные утвержденных типов с метрологическими характеристиками не хуже, чем у заменяемых. Замену оформляют актом в соответствии с МИ 2999-2006 (Приложение Б) и записью в формуляре АИИС КУЭ.
Таблица 3 - Метрологические характеристики ИК
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой абсолютной разности показаний часов компонентов системы и календарного времени на интервале одни сутки, с | ±5 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности одного ИК при номинальном токе нагрузки (активная электрическая энергия и мощность), %: | COS ф = 1 | cos ф = 0,7 |
| -каналы 1,2,15,16,18,22 -каналы 3-13 -канал 14 -каналы 17,19-21,23,24 | ±0,8 % ±0,9 % ±0,7 % ±1,0% | ±1,4% ±1,5% ±1,1 % ±1,6% |
| Пределы допускаемой относительной погрешности одного ИК при номинальном токе нагрузки (реактивная электрическая энергия и мощность), % | sin ф = 1 | sin ф = 0,7 |
| -каналы 1,2,15,16,18,22 - каналы 3-13 -канал 14 -каналы 17,19-21,23,24 | ±1,3 % ±1,0% ±0,9 % ±1,0% | ±2,1 % ±1,7% ±1,3% ±1,7% |
| Примечания: 1) в качестве характеристик относительной погрешности ИК указаны границы интервала, соответствующие доверительной вероятности не менее 0,95 для значений относительной погрешности, рассчитанных по метрологическим характеристикам средств измерений, входящих в канал, при номинальном токе нагрузки без учета влияющих факторов и методических составляющих погрешности; 2) для тока нагрузки, отличающегося от номинального, относительная погрешность ИК может быть рассчитана при соответствующих значениях погрешностей компонентов для cos <р = 0,7 (sin <р = 0,7) по формуле, приведенной в методике поверки МП 02-262-2006; 3) полную погрешность измерений электрической энергии и электрической мощности рассчитывают в соответствии с утвержденной методикой выполнения измерений. |
Условия эксплуатации АИИС:
Сеть переменного тока - стандартная 50 Гц 10 кВ по ГОСТ 721-77 и 220 В по ГОСТ 21128-83 (электропитание компонентов АИИС) с параметрами по ГОСТ 13109-97.
Температура окружающего воздуха, °C, для:
| - измерительных трансформаторов тока и напряжения - счетчиков - средств сбора, обработки, передачи и представления данных Относительная влажность воздуха, % Атмосферное давление, кПа | от -40 до 55; от -40 до 55; от 15 до 40; от 30 до 80; от 84 до 106. |
Показатели надежности:
| - среднее время восстановления, ч, не более - коэффициент готовности, не менее | 8; 0,85. |
Надежность системных решений:
Механическая устойчивость к внешним воздействиям обеспечивается защитой кабельной системы путем использования кабельных коробов, гофро- и металлорукавов, стяжек; технические средства АИИС размещают в шкафах со степенью защиты не ниже IP51. Предусмотрена механическая защита от несанкционированного доступа и опломбирование технических средств системы.
Электромагнитная устойчивость:
Радиоэлектронная защита интерфейсов обеспечивается путем применения экранированных кабелей. Экранирующие оболочки заземляют в точке заземления шкафов.
Защита оборудования (модемов) от наведенных импульсов высокого напряжения обеспечивается устройством защиты от перенапряжений.
Защита информации от разрушений при авариях и сбоях в электропитании системы обеспечивается применением в составе системы устройств, оснащенных энергонезависимой памятью, а также источников бесперебойного питания (в ИИК и ИВКЭ).
Защита информации от несанкционированного доступа на программном уровне включает в себя установку паролей на счетчики, УСПД и серверы. Электрические события (параметрирование, коррекция времени, включение и отключение питания и пр.) регистрируются в журналах событий счетчиков и УСПД. Хранение результатов измерений и информации о состоянии средств измерений в течение всего срока эксплуатации системы производится в ИВК.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносят печатным способом на титульные листы Руководства по эксплуатации и Формуляра и способом наклейки на переднюю панель шкафа низковольтного комплектного устройства, в котором установлена аппаратура АИИС.
Комплектность
Комплектность системы приведена в формуляре ЕСМБ.422231.014 ФО. Перечень эксплуатационных документов приведен в ведомости эксплуатационной документации ЕСМБ.422231.014 ВЭ.
Поверка
Поверку системы проводят в соответствии с документом «ГСИ. Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии ОАО "Новокузнецкий алюминиевый завод" АИИС КУЭ ОАО "НКАЗ". Методика поверки» МП 02-262-2006, утвержденным ФГУП УНИИМ в марте 2006 г.
Основное оборудование, используемое при поверке:
Эталонный трансформатор тока (0,5 - 3000) А, кл. точности 0,05 (ИТТ 3000.5);
Эталонный трансформатор напряжения (5-15) кВ, кл. точности 0,1 (НЛЛ-15);
Эталонный трансформатор напряжения 110 кВ, кл. т. не хуже 0,1 (NVOS 110);
Прибор сравнения с абс. погрешностью не более 0,002 % и 0,2' (КНТ-03);
Эталонный счетчик кл. точности 0,1 (ZERA TPZ 308, ЦЭ6802).
Межповерочный интервал - 4 года.
Нормативные документы
ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.
Техническая документация изготовителя.
Заключение
Тип системы автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета электроэнергии ОАО "Новокузнецкий алюминиевый завод" АИИС КУЭ ОАО "НКАЗ" утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, и метрологически обеспечен в эксплуатации.
