Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии ПС 500 кВ Енисей

Назначение

Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии ПС 500 кВ Енисей (далее АИИС) предназначена для измерения активной и реактивной электрической энергии.

Описание

АИИС представляет собой многофункциональную, многоуровневую систему с централизованным управлением и распределенной функцией измерений.

АИИС 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 трехуровневую структуру:

-    1-й уровень - измерительно-информационные комплексы точек измерений (ИИК ТИ);

-    2-й уровень - информационно-вычислительный комплекс электроустановки (ИВКЭ) с функциями ИВК;

-    3-й    уровень    -    информационно-вычислительный    комплекс (ИВК).

ИИК ТИ включают в себя:

-    трансформаторы тока (ТТ) и их вторичные цепи;

-    трансформаторами напряжения (ТН) и их вторичные цепи;

-    счётчики электроэнергии.

ИВКЭ включают в себя:

-    устройство сбора и передачи данных (УСПД) с функцией ИВК. В качестве УСПД используется устройство сбора и передачи данных RTU-325T (Госреестр № 44626-10), модификация RTU-325Т-E2-М4-В8-IN-D;

-    выдвижную консоль AMK801-17;

-    автоматизированное рабочее место;

-    каналы связи для передачи измерительной информации;

-    устройство синхронизации системного времени УССВ-16НУ.

ИВК включает в себя: технические средства приема-передачи, автоматизированные рабочие места (АРМ) оператора, серверы Центра сбора и обработки данных (ЦСОД) ОАО «ФСК ЕЭС» (г. Москва) и МЭС Сибири - филиала ОАО «ФСК ЕЭС» (г. Красноярск), АРМ оператора ПС и сервер баз данных, установленные на ПС 500 кВ Енисей. На серверах ЦСОД функционирует специализированное программное обеспечение (ПО) Автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ) ЕНЭС (Метроспоп) (далее «Метроскоп»), предназначенное для сбора, обработки и хранения измерительной и служебной информации, формирования и передачи отчетных документов в центры сбора информации. На АРМ оператора ПС установлено прикладное ПО «Альф аТ ЦЕНТР».

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, 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.

Вычисленные значения активной и реактивной мощности каждого направления преобразуются в частоту следования импульсов. Во внутренних регистрах счетчиков осуществляется накопление импульсов, соответствующих каждому виду и направлению передачи электроэнергии в течение интервала времени 30 минут. По окончании этого интервала времени накопленное количество импульсов из каждого регистра переносится в долговременную энергонезависимую память с указанием времени измерений в шкале координированного времени UTC(SU).

УСПД в составе ИВКЭ осуществляет:

-    один раз в 30 минут опрос счетчиков электрической энергии и сбор результатов измерений;

-    обработку, заключающуюся в пересчете количества накопленных импульсов за период 30 минут в именованные величины;

-    хранение результатов измерений в базе данных;

-    передачу результатов измерений в ИВК.

В ИВК осуществляется:

-    сбор данных с уровня ИВКЭ;

-    хранение полученных в результате обработки приращений электроэнергии в базе

данных;

-    визуальный просмотр результатов измерений из базы данных;

-    передачу результатов измерений сторонним субъектам оптового рынка электроэнергии и мощности.

АИИС выполняет функцию измерения времени в шкале UTC. Данная функция осуществляется следующим образом. Устройство синхронизации системного времени УССВ-16HVS осуществляет прием и обработку сигналов системы GPS и передачу меток времени в УСПД в постоянном режиме по протоколу NTP с использованием программной утилиты. УСПД формирует свою шкалу времени и далее передает ее на уровень ИИК ТИ. При каждом опросе счетчика УСПД вычисляет поправку времени часов счетчика. И если поправка превышает величину ± 2 с, УСПД формирует команду на синхронизацию счетчика.

Информационные каналы связи в АИИС построены следующим образом:

-    посредством кабеля и интерфейса RS-485 для передачи данных от ИИК ТИ в УСПД для присоединений 220 кВ, ввода 10 кВ TNR и 0,4 кВ;

-    посредством оптоволоконного кабеля с использованием преобразователей TCF-142-M-ST для передачи данных от ИИК ТИ в УСПД для присоединений 500 и 10 кВ.

Связь между ИВКЭ и ИВК организована по трем каналам связи, разделенным на физическом уровне:

-    Основной канал использует сеть ЕТССЭ, подключение к аппаратуре связи по

Ethernet.

-    Резервный канал использует спутниковую сеть передачи данных VSAT, ИВКЭ ПС 500 кВ Енисей к спутниковому модему SkyEdgePro подключается по Ethernet.

-    Технологический канал использует GSM-модем типа Siemens T-35i, подключенный к порту com1 последовательного интерфейса RS-232 УСПД.

ИИК ТИ, ИВКЭ, ИВК и каналы связи между ними образуют измерительные каналы

(ИК).

Перечень измерительных каналов и измерительных компонентов (средств измерений) в составе ИИК ТИ приведен в таблице 1.

Программное обеспечение

Структура прикладного программного обеспечения АИИС:

-    ПО «Метроскоп», установленное на серверах ЦСОД, осуществляет обработку, организацию учета и хранение результатов измерений электрической энергии, а также их отображение и передачу в автоматическом режиме в форматах, предусмотренных регламентом оптового рынка электроэнергии;

-    ПО «АльфаЦЕНТР», установленное на АРМ оператора ПС, осуществляет отображение, хранение и вывод на печать результатов измерений и журналов событий, конфигурирование и настройку ПО УСПД и АРМ оператора ПС.

Идентификационные признаки метрологически значимого программного обеспечения АИИС приведены в таблице 2.

Составляющая погрешности из-за влияния программного обеспечения не превышает единицы младшего разряда результата измерений.

Таблица 2 - Идентификационные признаки метрологически значимой части программного обеспечения

Программное обеспечение имеет защиту от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствующую уровню «высокий» по Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

Количество измерительных каналов..............................................................................................24

Границы допускаемой относительной основной погрешности измерений активной и реактивной электрической энергии, при доверительной вероятности Р=0,951 в нормальных условиях

применения....................................................................................................приведены в таблице 3

Границы допускаемой относительной погрешности измерений активной и реактивной электрической энергии, при доверительной

вероятности Р=0,951 в рабочих условиях применения.............................приведены в таблице 4

Пределы допускаемого значения поправки часов счетчиков электрической энергии относительно шкалы времени UTC 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

Глубина хранения результатов измерений в базе данных не менее,

лет.....................................................................................................................................................3,5

Ведение журналов событий ИВК, ИВКЭ и ИИК ТИ............................................автоматическое

Рабочие условия применения компонентов АИИС:

-    температура окружающего воздуха (кроме ТТ и ТН), °С...................от 0 до плюс 40

-    температура окружающего воздуха (для ТТ и ТН), °С...........от минус 40 до плюс 40

-    частота сети, Гц..........................................................................................от 49,5 до 50,5

-    напряжение сети питания, В.......................................................................от 198 до 242

-    индукция внешнего магнитного поля, мТл................................................не более 0,05

Допускаемые значения информативных параметров:

-    ток, % от !ном.....................................................................................................от 2 до 120

-    напряжение, % от ином..................................................................................от 90 до 110

-    коэффициент мощности cos j.....................................................0,5 инд. - 1,0 - 0,8 емк.

-    коэффициент реактивной мощности, sin j................................0,5 инд. - 1,0 - 0,8 емк.

Таблица 3. Границы допускаемой основной относительной погрешности измерения активной (8w0A) энергии и реактивной (SWoF) энергии

Таблица 4. Границы допускаемой относительной погрешности активной (SwA) и реактивной (SWP) энергии в рабочих условиях применения

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульный лист формуляра 0027-147-АСК.3ФО «Автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета электроэнергии ПС 500 кВ Енисей. Формуляр АИИС».

Комплектность

Комплектность АИИС представлена в таблице 5.

Таблица 5 - Комплектность АИИС

Поверка

осуществляется в соответствии с документом 35-30007-2015-МП «Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии и ПС 500 кВ Енисей. Методика поверки», утвержденным ФГУП «СНИИМ» в марте 2015 г.

Основное поверочное оборудование: миллитесламетр портативный ТП2-2У (Госреестр № 16373-08), мультиметр АРРА-109 (Госреестр № 20085-11), клещи токовые АТК-2001 (Госреестр №43841-10), измеритель комплексных сопротивлений электрических цепей «Вымпел» (Госреестр № 23070-05), переносной персональный компьютер с программным обеспечением, обеспечивающим поддержку протокола NTP, и доступом в Интернет, группа тайм-серверов ФГУП «ВНИИФТРИ».

Поверка измерительных компонентов АИИС проводится в соответствии со следующими нормативными и техническими документами по поверке:

-    измерительные трансформаторы тока - в соответствии с ГОСТ 8.217-2003;

-    измерительные трансформаторы напряжения - в соответствии с ГОСТ 8.216-2011;

-    счетчики электрической энергии Альфа А1800 - в соответствии с методикой поверки ДЯИМ.411152.018МП, утвержденной ФГУП «ВНИИМС» в 2012 г.;

-    устройство сбора и передачи данных RTU-325 - в соответствии с методикой поверки ДЯИМ.466.453.005МП, утвержденной ФГУП «ВНИИМС» в 2008 г..

Сведения о методах измерений

Методика измерений изложена в документе «Методика измерений электрической энергии с использованием системы автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета электроэнергии ПС 500 кВ Енисей. Свидетельство об аттестации методики измерений № 213-01.00249-2010 от «21» марта 2015 г.

Нормативные документы, устанавливающие требования к системе автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета электроэнергии ПС 500 кВ Енисей

1. ГОСТ Р 8.596-2002 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.