Назначение
Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии ООО «КНАУФ ГИПС ЧЕЛЯБИНСК» (далее АИИС) предназначена для измерения активной и реактивной электрической энергии, средней активной и реактивной электрической мощности, измерения времени в координированной шкале времени UTC(SU).
Описание
АИИС представляет собой многофункциональную, многоуровневую систему с централизованным управлением и распределенной функцией измерений.
АИИС КУЭ выполняет следующие функции:
- измерение 30-минутных приращений активной и реактивной электроэнергии;
- периодический и 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;
- передача в организации-участники оптового рынка электроэнергии результатов измерений;
- предоставление по запросу контрольного доступа к результатам измерений, данных о состоянии средств измерений со стороны серверов организаций-участников 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;
- конфигурирование и настройка параметров АИИС;
- измерение времени.
АИИС имеет двухуровневую структуру:
- 1-й уровень - информационно-измерительные комплексы точек измерений (ИИК ТИ);
- 2-й уровень - измерительно-вычислительный комплекс (ИВК) с функцией сбора информации от ИИК ТИ.
ИИК ТИ включают в себя:
- трансформаторы тока (ТТ) и их вторичные цепи;
- трансформаторами напряжения (ТН) и их вторичные цепи;
- счётчики электроэнергии.
ИВК включает в себя:
- устройство сбора и передачи данных (УСПД) «ЭКОМ-3000» (Госреестр СИ №17049-09) со встроенным приемником меток времени GPS;
- сервер баз данных (сервер БД) на базе промышленного компьютера DEPO Storm 2300Q1;
- автоматизированные рабочие места.
Принцип действия АИИС основан на масштабном преобразовании параметров контролируемого присоединения (ток и напряжение) с использованием электромагнитных трансформаторов тока (ТТ) и напряжения (ТН), измерении и интегрировании мгновенной мощности с использованием счетчиков электрической энергии типа МТ, автоматическом сборе, хранении и передаче по каналам связи результатов измерений.
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. Мгновенные значения аналоговых сигналов преобразуются в цифровой код. По мгновенным значениям силы электрического тока и напряжения в микропроцессоре счетчика вычисляются мгновенные значения мощности. За период сети из мгновенных значений мощности вычисляется активная мощность, из мгновенных значений тока и напряжения их среднеквадратические значения и, затем, полная мощность. Реактивная мощность вычисляется из значений активной и полной мощности.
Приращения активной (реактивной) электрической энергии вычисляются как интеграл по времени от значений активной (реактивной) мощности и далее сохраняются в регистрах долговременной пямяти.
Средняя активная (реактивная) электрическая мощность вычисляется как среднее значение мощности на интервале времени усреднения 30 мин.
УСПД один раз в 30 минут опрашивает счетчики электрической энергии и собирает результаты измерений, осуществляет обработку, заключающуюся в пересчете количества накопленных импульсов за период 30 минут в именованные величины, хранит результаты измерений в регистрах собственной памяти и передает их в ИВК. ИВК осуществляет сбор результатов измерений с УСПД, их обработку, заключающуюся в умножении на коэффициенты трансформации ТТ и ТН, хранение в базе данных сервера БД.
На уровне ИВК обеспечивается визуальный просмотр результатов измерений из базы данных и автоматическая передача результатов измерений во внешние системы по протоколу SMTP (спецификация RFC 821) в формате XML 1.0, в том числе в:
- ПАК ОАО «АТС»;
- ОАО «Челябэнергосбыт»;
- филиал ОАО «СО ЕЭС» Челябинское РДУ;
- ОАО «ЧЗПСН - Профнастил»;
- филиал ОАО «МРСК Урала» - «Челябэнерго»).
Связь между ИИК ТИ №№3, 5, 7 и УСПД осуществляется по шинам интерфейса RS485. Связь между ИИК ТИ №№1, 2, 8 и УСПД осуществляется по радиоканалу стандарта GSM посредством установленных в счетчиках коммуникационных модулей MK-f38-3 и GSM-модема Siemens TC-35i в стойке УСПД.
Связь между УСПД и сервером БД осуществляется посредством ЛВС (локальной вычислительной сети) по интерфейсу Ethernet.
Связь между ИВК и внешними по отношению к АИИС системами обеспечивается по основному и резервному каналам связи.
В качестве основного канала связи используется глобальная сеть передачи данных Интернет, в качестве резервного канала связи используется служба GPRS сети мобильной радиосвязи посредством GSM-модема Siemens ES75.
Организован прямой доступ к УСПД со стороны внешних систем посредством GSM-модема Siemens TC-35i по радиоканалу стандарта GSM.
ИИК ТИ, ИВК и каналы связи между ними образуют измерительные каналы (ИК).
Перечень и состав ИК АИИС приведен в таблице 1.
АИИС КУЭ выполняет измерение времени в шкале UTC(SU). Синхронизация часов УСПД со шкалой UTC(SU) производится от встроенного в УСПД GPS-приемника в постоянном режиме. Передача шкалы времени от УСПД часам счетчиков электрической энергии осуществляется следующим образом: при опросе счетчика по окончании каждого 30-минутного интервала производится проверка поправки счетчиков относительно шкалы времени УСПД. УСПД вычисляет разницу между показаниями своих часов и часов счетчика, и, если поправка часов счетчика превышает ±2 с, производит коррекцию часов счетчика.
Таблица 1 - Перечень и состав ИК АИИС
| №ИК | Диспетчерское наименование присоединения | Трансформаторы тока | Трансформаторы напряжения | Счетчики электрической энергии | Тип, зав. №, № Госреестра УСПД |
| Тип, № Госреестра СИ | К-т тр-и | Кл. точи. | Тип, № Госреестра СИ | К-т тр-и | Кл. точи. | Тип, № Госреестра СИ | Класс точи. |
| акт. | акт. |
| 1 | Г1П1 «Транзитная», РУ-10кВ, яч.15 | ТПЛ-ЮУЗ Г. р. №1276-59 | 300/5 | 0,5 | НОМ-10-66 У2 Г. р. №4947-75 | 10000/100 | 0,5 | МТ-831-Т1 АЗ 2R46S43- E12-M3K0Z4 Г. р. №32930-08 | 0,5S | 1 | «ЭКОМ-3000М», Г. р. №17049-09 |
| 2 | Г1П1 «Транзитная», РУ-10кВ, яч.31 | ТПЛ-ЮУЗ Г. р. №1276-59 | 300/5 | 0,5 | НОМ-10-66 У2 Г. р. №4947-75 | 10000/100 | 0,5 | МТ-831-Т1 АЗ 2R46S43- E12-M3K0Z4 Г. р. №32930-08 | 0,5S | 1 |
| 3 | РН-10, РУ-10кВ, яч.21, СНТ «Ферросад» | ТПЛ-Ю-М Г. р. №22192-03 | 50/5 | 0,5S | НТМИ-10-66УЗ Г. р. №831-69 | 10000/100 | 0,5 | МТ-831-Т1 АЗ 2R46S43- E12-M3K0Z4 Г. р. №32930-08 | 0,5S | 1 |
| 5 | КТП-5, РУ-0,4, яч.4, ООО «Каркас» | ТОП 0,66 Г. р. № 15174-01 | 200/5 | 0,5S | не используется | МТ-831-Т1 АЗ 2R46S43- E12-M3K0Z4 Г. р. №32930-08 | 0,5S | 1 |
| 7 | КТП-5, РУ-0,4, яч.7, СНТ «ЖБИ-1» | ТОП 0,66 Г. р. № 15174-01 | 200/5 | 0,5S | не используется | МТ-831-Т1 АЗ 2R46S43- E12-M3K0Z4 Г. р. №32930-08 | 0,5S | 1 |
| 8 | КТПН-250, ШУ 0,4кВ, ООО «Источник» | ТШП-0,66 Г. р. №75076-19 | 300/5 | 0,5S | не используется | МТ-831-Т1 АЗ 2R46S43- E12-M3K0Z4 Г. р. №32930-08 | 0,5S | 1 |
Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено.
Заводской номер в виде цифро-буквенного обозначения наносится на формуляр.
Программное обеспечение
В ИВК АИИС используется программное обеспечение «Энергосфера» из состава ПТК «ЭКОМ». Метрологически значимая часть программного комплекса «Энергосфера» и ее идентификационные признаки приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Идентификационные данные метрологически значимой части ПО
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора |
| Программа «Сервер опроса» | pso.exe | 6.5.42.1865 | 2F9DD7D0 | CRC32 |
| Программа «АРМ Энергосфера» | controlage.exe | 6.5.84.1476 | 6313DB18 | CRC32 |
| Программа «CRQ-интерфейс» | crqondb.exe | 6.5.21.349 | 3EBD3D86 | CRC32 |
Уровень защиты метрологически значимой части программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений в соответствии с Р 50.2.077-2014 - «средний».
Технические характеристики
Таблица 3 - Основные метрологические и технические характеристики ИК
| Наименование характеристики | Значение |
| Количество измерительных каналов | 6 |
| Г раницы допускаемой относительной погрешности измерений активной и реактивной электрической энергии, активной и реактивной средней мощности при доверительной вероятности Р=0,951 в рабочих условиях применения | приведены в таблице 3 |
| Предел допускаемого значения поправки часов счетчиков электрической энергии относительно шкалы времени UTC(SU) не более, с | ± 5 |
| Период измерений активной и реактивной средней электрической мощности и приращений электрической энергии, минут | 30 |
| Период сбора данных со счетчиков электрической энергии, минут | 30 |
| Формирование XML-файла для передачи внешним системам | автоматическое |
| Формирование базы данных с результатами измерений с указанием времени проведения измерений и времени поступления результатов измерений в базу данных | автоматическое |
| Г лубина хранения результатов измерений в базе данных не менее, лет | 3,5 |
| Ведение журналов событий ИВК и ИИК ТИ | автоматическое |
| Рабочие условия применения компонентов АИИС: температура окружающего воздуха (кроме ТТ и ТН), °С температура окружающего воздуха (для ТТ и ТН), °С частота сети, Г ц напряжение сети питания, В индукция внешнего магнитного поля, мТл | от 0 до + 40 от- 40 до + 40 от 49,5 до 50,5 от 198 до 242 не более 0,05 |
1 Рассчитаны по методике РД 153-34.0-11.209-99
| Допускаемые значения информативных параметров: ток, % от 1ном для ИК №№3, 5, 7, 8 | от 2 до 120 |
| ток, % от 1ном для ИК №№1, 2 | от 5 до 120 |
| напряжение, % от ином | от 90 до 110 |
| коэффициент мощности cos ф | 0,5 инд. - 1,0 - 0,5 емк. |
| коэффициент реактивной мощности, sin ф | 0,5 инд. - 1,0 - 0,5 емк. |
Структура АИИС допускает изменение количества измерительных каналов с ИИК ТИ, аналогичными указанным в таблице 1, а также с ИИК ТИ отличными по составу от указанных в таблице 1, но совместимыми с измерительными каналами АИИС по электрическим, информационным и конструктивным параметрам.
Таблица 4 - Границы допускаемой относительной погрешности измерений активной (6wa) и реактивной (SwP) энергии ИК АИИС в рабочих условиях применения для значений тока 2, 5, 20, 100, 120 % номинального и значений коэффициента мощности 0,5, 0,8, 0,865 и 1.
| I, % от 1ном | Коэффициент мощности | ИК № 1, 2, | ИК №№ 3 | ИК №№ 5, 7, 8 |
| 3wa ,±% | 3wP ,±% | 3wA ,±% | 3wP ,±% | 3wa ,±% | 3wP ,±% |
| 2 | 0,5 | _ | _ | 5,1 | 3,7 | 4,9 | 3,7 |
| 2 | 0,8 | _ | _ | 3,1 | 4,9 | 3,0 | 4,7 |
| 2 | 0,865 | _ | _ | 2,8 | 5,6 | 2,8 | 5,5 |
| 2 | 1 | _ | _ | 2,4 | _ | 2,3 | _ |
| 5 | 0,5 | 5,7 | 4,0 | 3,4 | 3,4 | 3,2 | 3,3 |
| 5 | 0,8 | 3,4 | 5,3 | 2,4 | 3,9 | 2,3 | 3,8 |
| 5 | 0,865 | 3,1 | 6,2 | 2,3 | 4,3 | 2,2 | 4,1 |
| 5 | 1 | 2,1 | _ | 1,5 | _ | 1,4 | _ |
| 20 | 0,5 | 3,4 | 3,2 | 2,8 | 3,1 | 2,5 | 3,0 |
| 20 | 0,8 | 2,2 | 3,7 | 2,0 | 3,4 | 1,8 | 3,2 |
| 20 | 0,865 | 2,1 | 4,1 | 1,9 | 3,6 | 1,8 | 3,4 |
| 20 | 1 | 1,5 | _ | 1,4 | _ | 1,3 | _ |
| 100, 120 | 0,5 | 2,8 | 3,1 | 2,8 | 3,1 | 2,5 | 3,0 |
| 100, 120 | 0,8 | 2,0 | 3,4 | 2,0 | 3,4 | 1,8 | 3,2 |
| 100, 120 | 0,865 | 1,9 | 3,6 | 1,9 | 3,6 | 1,8 | 3,4 |
| 100, 120 | 1 | 1,4 | _ | 1,4 | _ | 1,3 | _ |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист документа «ЭМ.425210.010 ПС. Автоматизированная информационно - измерительная система коммерческого учета электроэнергии ООО «КНАУФ ГИПС ЧЕЛЯБИНСК». Паспорт».
Комплектность
Комплектность АИИС представлена в таблице 5.
Таблица 5 - Комплектность АИИС
| Трансформаторы тока: |
| ТПЛ-10У3 | 4 шт |
| ТПЛ-10-М | 2 шт |
| ТОП 0,66 | 6 шт |
| ТШП-0,66 | 3 шт |
| Трансформаторы напряжения: |
| НОМ-10-66 У2 | 4 шт |
| НТМИ-10-66У3 | 1 шт |
| Счетчики электрической энергии: |
| MT-831-T1A32R46S43 -E12-M3K0Z4 | 6 шт. |
| Технические средства ИВК |
| ПТК «ЭКОМ» на базе компьютера DEPO Storm 12300Q1 | 1 шт. |
| УСПД «ЭКОМ-3000М» | 1 шт. |
| Документация |
| ЭМ.425210.010 ПС. Система автоматизированная информационно - измерительная коммерческого учета электроэнергии ООО «КНАУФ ГИПС ЧЕЛЯБИНСК». Паспорт |
| ЭМ.425210.010 Д1. ГСИ. Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии ООО «КНАУФ ГИПС ЧЕЛЯБИНСК». Методика поверки с изменением № 1 |
Сведения о методах измерений
Методика измерений изложена в документе «Методика измерений электрической энергии с использованием системы автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета электроэнергии ООО «КНАУФ ГИПС ЧЕЛЯБИНСК». Свидетельство об аттестации методики измерений №118-01.00249-2011от 1 февраля 2012 г.
Нормативные документы
ГОСТ Р 8.596-2002 Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения;
ГОСТ 7746-2001 Трансформаторы тока. Общие технические условия;
ГОСТ 1983-2001 Трансформаторы напряжения. Общие технические условия;
ГОСТ Р 52323-05 Статические счетчики активной энергии классов точности 0,2S и 0,5S;
ГОСТ Р 52425-05 Статические счетчики реактивной энергии;
ЭМ.425210.010ТП. Автоматизированная информационно - измерительная система коммерческого учета электроэнергии ООО «КНАУФ ГИПС ЧЕЛЯБИНСК». Технорабочий проект.
