Назначение
Устройства сопряжения с шиной процесса цифровой подстанции SAMU-01R (далее по тексту УСШ) предназначено для:
- преобразования подключенных к УСШ сигналов от измерительных трансформаторов тока и/или напряжения в мгновенные значения тока и/или напряжения и предоставления их на коммуникационных интерфейсах в формате МЭК 61850-9-2;
- преобразования подключенных к УСШ дискретных сигналов в сообщения на коммуникационных интерфейсах, включая GOOSE сообщения в соответствии с МЭК 61850-8-1;
- получения через коммуникационные интерфейсы команд управления, включая GOOSE сообщения в соответствии с МЭК 61850-8-1, и изменении на их основании состояния дискретных выходов УСШ;
- измерения подключенных к УСШ унифицированных сигналов напряжения и силы постоянного тока и представление их на коммуникационных интерфейсах.
Описание
Принцип действия УСШ основан на преобразовании аналоговых сигналов тока и напряжения в цифровое представление в соответствии со стандартом МЭК 61850.
УСШ является модульным устройством, включающим в себя:
- шасси для установки модулей УСШ;
- модуль электропитания;
- модуль процессорный;
- модули ввода/вывода.
Функции, выполняемые УСШ, определяются набором модулей ввода/вывода, установленных в шасси.
УСШ используется в составе автоматизированных систем управления, в том числе для:
- работы в составе систем сбора и передачи информации, автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), телемеханики (ТМ, СОТИ АССО), систем диспетчерского управления (АСДУ), систем технического и коммерческого учета (АСТУЭ, АСКУЭ, АИИС КУЭ), систем мониторинга (ССВИ, СМПР, WAMS, WAMPAC), систем защиты и противоаварийной автоматики (РЗАиПА) электрических подстанций, включая объекты, выполненные по технологии «Цифровой подстанции»;
- подключения к измерительным трансформаторам с аналоговыми интерфейсами, включая электромагнитные трансформаторы тока и/или напряжения;
- подключения к дискретным интерфейсам коммутационного оборудования и иных полевых устройств и датчиков с дискретными и аналоговыми интерфейсами. Внешние аналоговые и дискретные цепи подключаются к интерфейсам модулей ввода/вывода УСШ, на которых осуществляется преобразование поступающих данных в цифровой формат и передача на процессорный модуль. На процессорном модуле осуществляется обработка данных и передача данных через коммуникационные интерфейсы УСШ. Процессорный модуль, получая управляющие сообщения по коммуникационной сети, формирует команды для модулей вывода для изменения состояния их интерфейсов.
УСШ оснащен коммуникационными интерфейсами Ethernet через которые осуществляется взаимодействие с внешними устройствами, в том числе, по протоколам МЭК 61850-8-1(MMS), GOOSE, МЭК 61850-9-2 (SV), ГОСТ Р МЭК 60870-5-104. Синхронизация внутренних часов УСШ осуществляется через коммуникационные интерфейсы по протоколам SNTP, NTP, PTP (IEEE 1588 v2). Протокол PTP (IEEE 1588 v2) используется для синхронизации процессов аналого-цифрового преобразования для формирования потока мгновенных значений тока и/или напряжения в формате МЭК 618509-2 и формирования высокоточных меток времени событий.
Общая структурно-функциональная схема устройства приведена на рисунке 1.
Компоненты УСШ имеют различные варианты исполнения, указываемые при заказе. Варианты исполнения компонентов УСШ приведены в таблице 1.
| Компонент УСШ | Вариант исполнения |
| Шасси | Системное шасси (крейт/корпус) (Исполнение 1): габарит по панели - 4и/178х484х100 (В х Ш x Г), тип крепления определяется картой заказа устройства |
| Системное шасси (крейт/корпус) (Исполнение 2): габарит по панели - 4и/178х244х100 (В х Ш x Г), тип крепления определяется картой заказа устройства |
| Процессорный модуль | Процессорный модуль с волоконно-оптическими интерфейсами Ethernet 4x100BASE-FX (CPU) |
| | Процессорный модуль с интерфейсами "витая пара" Ethernet 4x100BASE-TX (CPU-T) |
| Модуль питания | 220 В постоянного/переменного напряжения |
| Модули | Модуль телесигнализации 220 В (DI-H) |
| ввода/вывода | Модуль телесигнализации 24 В (DI-L) |
| | Модуль телеуправления 5 А (DO-H) |
| | Модуль телеуправления 1 А (DO-L) |
| | Модуль интерфейсов RS-485 (SRL) |
| | Модуль измерения токов релейной защиты и автоматики (РЗиА) с номинальным током 1 А (CT-P1) |
| | Модуль измерения токов релейной защиты и автоматики (РЗиА) с номинальным током 5 А (CT-P5) |
| | Модуль измерения напряжений релейной защиты и автоматики (VT-P) |
| | Модуль измерения токов автоматики и управления с номинальным током 1 А (CT-M1) |
| | Модуль измерения токов автоматики и управления с номинальным током 5 А (CT-M5) |
| | Модуль измерения напряжений автоматики и управления (VT-M) |
| | Модуль телеизмерений 0(4)-20 мА/10 В (LEA) |
| | Модуль ШОН (VT-C) (Модуль аналоговых входов для измерительных цепей отбора напряжения) |
Модуль аналоговых входов VT-C (Модуль ШОН) имеет два измерительных канала:
1) канал измерения напряжения (Однофазный ТН, 57В);
2) канал измерения тока (Шкаф отбора напряжений (ШОН), 150 мА).
Модули измерений токов автоматики и управления (с номинальным током 1 А/5 А) и напряжений автоматики и управления (АСУ ТП) обеспечивают измерения в спектре частот первичного измеряемого сигнала тока/напряжения в диапазоне от 45 до 5000 Гц.
Модули измерений токов релейной защиты и автоматики (с номинальным током
1 А/5 А), напряжений релейной защиты и автоматики (РЗиА) и измерения для цепей отбора напряжения обеспечивают измерения в спектре частот первичного измеряемого сигнала тока/напряжения в диапазоне от 45 до 2000 Гц.
УСШ является функционально и конструктивно законченным устройством. Способ монтажа определяется выбором системного шасси и включает в себя следующие варианты:
- для монтажа в унифицированные 19” шкафные конструктивы («рэковое»
исполнение);
- для монтажа на панель (планарное крепление);
- для монтажа на DIN-рейку (специальное исполнение).
Защита от несанкционированного доступа к компонентам и к программному обеспечению, значимому для метрологических операций, обеспечивается пломбированием и защитными наклейками. Знак поверки вносится в паспорт устройства. Заводской номер состоит из четырех цифр и наносится методом печати на шильдик, который наклеивается на боковую поверхность УСШ. Знак утверждения типа наносится методом печати на шильдик, который наклеивается на боковую поверхность УСШ.
Рисунок 2 - Внешний вид УСШ
Программное обеспечение
Программное обеспечение УСШ состоит из двух частей:
- метрологически значимая часть, включающая в себя алгоритмы вычисления электрических величин;
- метрологически незначимая часть, включающая поддержку информационных протоколов.
Допускаются изменения и дополнения метрологически незначимой части, которые не оказывают влияния на метрологически значимую часть и ее идентификационные данные.
Идентификационные данные метрологически значимой части программного обеспечения приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные | Значение |
| Наименование ПО | Метрологически значимая часть ПО УСШ |
| Номер версии | 1.6 |
| Цифровой идентификатор | 4dfb382d3d92438ed82a8cd58c6e09b1 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора | MD5 |
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных измерений - «высокий» в соответствии с критериями Р 50.2.077-2014.
Таблица 3 - Метрологические характеристики встроенных часов УСШ
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой погрешности встроенных часов (с синхронизацией по протоколу PTP), мкс | ±1 |
| Пределы допускаемой погрешности встроенных часов (без синхронизации от внешнего источника), сек/сут | ±0,5 |
Таблица 4 - Общие технические характеристики УСШ
| Наименование характеристики | Значение |
| Климатическое исполнение по ГОСТ 15150 | УХЛ |
| Категория размещения по ГОСТ 15150 | 3.1 |
| Верхнее предельное рабочее значение температуры воздуха, °С | +45 |
| Нижнее предельное рабочее значение температуры воздуха, °С | -40 |
| Нормальное значение температуры воздуха, °С | +20 |
| Тип атмосферы по ГОСТ 15150 | II |
| Верхнее рабочее значение относительной влажности, % при 25 °С | 100 |
| Максимальная высота над уровнем моря, м | 2000 |
| Степень защиты по ГОСТ 14254 | IP31 - для кожуха; IP52 - для лицевой панели (за исключением разъемов на лицевой панели устройства для подключения внешних цепей, степень защиты которых должна соответствовать IP20) |
| Средний срок службы, лет, не менее | 25 |
| Среднее время наработки на отказ, ч, не менее | 125 000 |
| Среднее время восстановления работоспособности изделия путем замены модуля силами сервисной организации, ч, не более | 2 |
| Примечания: Пределы допускаемой дополнительной температурной погрешности не превышают 0,5 пределов допускаемой основной погрешности на каждые 10°C отклонения температуры окружающей среды от нормального значения. |
Таблица 5 - Технические характеристики модулей питания («PWR»)
| Наименование характеристики | Значение |
| Количество модулей в шасси | До 2-х с поддержкой «горячей» замены |
| Номинальное напряжение переменного тока, В | 220 |
| Диапазон величины входного напряжения питания переменного тока, В | от 176 до 253 |
| Номинальная частота, Г ц | 50 |
| Диапазон частоты входного напряжения питания переменного тока, Г ц | от 47,5 до 52,5 |
| Величина коэффициента искажений напряжения питания переменного тока (Ки) (в соотв. с ГОСТ 51179-98), не более, % | 10 |
| Диапазон величины входного напряжения питания постоянного тока, В | от 176 до 253 |
| Коэффициент пульсации напряжения питания постоянного тока, не более, % | 15 |
| Потребляемая мощность, ВА, не более | 40 |
Таблица 6 - Технические характеристики процессорных модулей («CPU»)
| Наименование характеристики | Значение |
| Коммуникационные интерфейсы Ethernet | 4х100 BASE-FX (LC разъемы), либо 4x100BASE-TX (RJ-45 разъемы) |
| Поддержка протоколов резервирования | 2 группы портов с поддержкой PRP (МЭК 62439-3) |
| Поддержка протокола синхронизации PTP (IEEE 1588 v2) | На второй группе портов (группа подключения к технологической сети) |
| Основные поддерживаемые протоколы | МЭК 61850-8-1:MMS (источник данных/сервер); МЭК 61850-8-1:G00SE (источник данных/сервер, приемник данных/клиент); МЭК 61850-9-2:SV (источник данных/сервер); ГОСТ Р МЭК 60870-5-104 (источник данных/сервер) |
| Поддерживаемые профили МЭК 61850-9-2: f = частота дискретизации; n = количество отчетов в сообщении | MSVCB01 (9-2LE): f = 4 000, n = 1; MSVCB02 (9-2LE): f = 12 800, n = 8; TypeP1 (ФСК): f = 14 400, n = 6; TypeP2 (ФСК): f = 4 800, n = 2. |
Таблица 7 - Технические и метрологические характеристики модулей измерения токов автоматики и управления с номинальным током 1 А и 5 А («CT-М»)_
| Наименование характеристики | Значение |
| Количество каналов измерения | 3 |
| Номинальный ток (1ном), А | 1 или 5 |
| Номинальная частота, Г ц | 50 |
| Диапазон измерения силы тока, А | от 0,01 Тном до 1,50Тном |
| Допустимая длительная перегрузка по току (не более 1 часа), А, не более | 2Тном |
| Допустимая кратковременная перегрузка по току (не более 1с), А, не более | 10Тном |
| Потребляемая мощность от измерительной цепи | |
| тока (на каждую цепь) (при номинальном токе), не более, ВА | 0,3 |
| Пределы допускаемой основной относительной | |
| амплитудной погрешности основной гармоники по ГОСТ 7746, %, не более* | |
| 1 % 1ном | ±0,75 |
| 5 % 1ном | ±0,35 |
| 20 % 1ном | ±0,2 |
| 120 % 1ном | ±0,2 |
| 150 % 1ном | ±0,2 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной | |
| угловой погрешности основной частоты по ГОСТ 7746, минут, не более * | |
| 1 % 1ном | ±30 |
| 5 % 1ном | ±15 |
| 20 % 1ном | ±10 |
| 120 % 1ном | ±10 |
| 150 % 1ном | ±20 |
| Примечание: * - Норма точности в соответствии с СТО 56947007-29.240.10.256-2018, п. 4.3.1.1. |
| Указанные требования превышают требования к классу точности 0.2S по ГОСТ 7746-2015. |
| Границы интервалов допускаемой погрешности установлены при доверительной вероятности Р=0,95 в соответствии с МИ 1317. |
Таблица 8 - Технические и метрологические характеристики модулей измерения напряжений автоматики и управления («VT-М»)_
| Наименование характеристики | Значение |
| Количество каналов измерения | 3 |
| Номинальное значение измеряемого фазного напряжения (Ином), В | 100/V3 |
| Диапазон измерений напряжения, В | 0,05-Ином до 2-Ином |
| Допустимая длительная перегрузка канала по напряжению (не более 1 часа), В, не более | 2,5-Ином |
| Допустимая кратковременная перегрузка канала по напряжению (не более 1 мин), В, не более | 4-Ином |
| Воздействие кратковременного импульса* - амплитуда, кВ | 5 |
| - время фронта, мкс; | 1,2 ± 30 % |
| - время полупериода, мкс; | 50 ± 20 % |
| Потребляемая мощность от каждой измерительной цепи напряжения (при номинальном напряжении), не более, ВА | 0,2 |
| Пределы допускаемой основной | |
| относительной амплитудной погрешности | |
| основной гармоники, %, не более ** | |
| от 5 до 80 % ином включительно | ±0,5 |
| от 80 до 120 % ином включительно | ±0,2 |
| от 120 до 200 % ином | ±0,5 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной | |
| угловой погрешности основной частоты, | |
| минут, не более | |
| от 80 до 120 % ином | ±10 |
| Примечание: | |
| - По ГОСТ Р 51179, класс VW3. Напряжение должно прикладываться между |
| отдельными клеммами (подключения измерительных цепей) и корпусом устройства |
| («землей»). | |
| - по ГОСТ IEC 60255-5 п. 6.1.3.2, п. 6.1.3.3 | |
| ** - Нормы точности в соответствии с СТО 56947007-29.240.10.256-2018, п. 7.3.3.3. |
| Границы интервалов допускаемой погрешности установлены при доверительной |
| вероятности Р=0,95 в соответствии с МИ 1317. | |
Таблица 9 - Технические и метрологические характеристики модулей измерения токов релейной защиты и автоматики (РЗиА) с номинальным током 1 А и 5 А («CT-Р»)_
| Наименование характеристики | Значение |
| Количество каналов измерения | 4 |
| Номинальный ток (1ном), А | 1 или 5 |
| Номинальная (основная) частота, Г ц | 50 |
| Диапазон измерения силы тока, А | от 0,2-1ном до 40-1ном |
| Допустимая длительная перегрузка по току (не более 1 часа), А, не более | 4-1ном |
| Допустимая кратковременная перегрузка по току (не более 1с), А, не более | 40-1ном |
| Потребляемая мощность от измерительной цепи тока (на каждую цепь) (при номинальном токе), не более, В- А | 0,3 |
| Пределы допускаемой основной относительной амплитудной погрешности основной гармоники, %, не более * от 0,2- до 2 1ном включительно от 2до 40 1ном | ±0,5 ±2,5 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной угловой погрешности основной частоты, минут, не более * от 0,2 до 2 1ном | ±6 |
| Примечание: * - Норма точности в соответствии с СТО 56947007-29.240.10.256-2018, п. 7.1.3.2. Границы интервалов допускаемой погрешности установлены при доверительной вероятности Р=0,95 в соответствии с МИ 1317. |
Таблица 10 - Технические и метрологические характеристики модулей измерения напряжений релейной защиты и автоматики («VT-P») в части каналов измерения напряжения__
| Наименование характеристики | Значение |
| Количество каналов измерения напряжения | Всего 7 каналов в том числе: - 3 канала измерения напряжения (для целей РЗА) - от «звезды» ТН; - 3 канала измерения напряжения (для целей РЗА) - от «треугольника» ТН; - 1 канал измерения напряжения - от измерительных цепей отбора напряжения однофазного ТН (опционально). |
| Номинальное значение измеряемого | |
| напряжения (ином), В: | |
| - для каналов измерения напряжения (для целей РЗА) от «звезды» ТН | 100/V3 |
| - для каналов измерения напряжения (для целей РЗА) от «треугольника» ТН | 100 |
| - для дополнительного канала измерения напряжения (цепи отбора напряжения) | 100/V3 |
| Диапазон измерений напряжения, В | 0,01 ^ном до 2^ном |
| Допустимая длительная перегрузка канала* по напряжению (не более 1 часа), В, не более | 2,5^ном |
| Допустимая кратковременная перегрузка канала* по напряжению (не более 1 мин), В, не более | 4^ном |
| Воздействие кратковременного импульса* | |
| - амплитуда, кВ - время фронта, мкс; | 5 1,2 ± 30 % |
| - время полупериода, мкс; | 50 ± 20 % |
| Потребляемая мощность от каждой | |
| измерительной цепи напряжения (при номинальном напряжении), не более, ВА | 0,2 |
| Пределы допускаемой основной относительной | |
| амплитудной погрешности основной гармоники, %, не более *** 1 % U ном | ±1 |
| 2 % U ном | ±1 |
| 5 % U ном | ±1 |
| 50 % U ном | ±1 |
| 80 % U ном | ±0,5 |
| 100 % U ном | ±0,5 |
| 120 % U ном | ±0,5 |
| 200 % U ном | ±0,5 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной | |
| угловой погрешности основной частоты, минут, | |
| *** не более | |
| 1 % U ном | ±180 |
| 2 % U ном | ±120 |
| 5 % U ном | ±60 |
| 50 % U ном | ±3 |
| 80 % U ном | ±3 |
| 100 % U ном | ±3 |
| 120 % U ном | ±3 |
| 200 % U ном | ±3 |
| Примечание: | |
| - Для каждого из 7-ми каналов измерения напряжения модуля |
| ** - По ГОСТ Р 51179, класс VW3. Напряжение должно прикладываться между |
| отдельными клеммами (подключения измерительных цепей) и корпусом устройства |
| («землей») | |
| - по ГОСТ IEC 60255-5 п. 6.1.3.2, п. 6.1.3.3 | |
| *** - Норма точности в соответствии с СТО 56947007-29.240.10.256-2018, п. 7.1.3.3 |
| Границы интервалов допускаемой погрешности установлены при доверительной |
| вероятности Р=0,95 в соответствии с МИ 1317. | |
Таблица 11 - Технические и метрологические характеристики модулей VT-C в части канала измерения напряжения__
| Наименование характеристики | Значение |
| Количество каналов измерения напряжения | 1 |
| Номинальное значение измеряемого напряжения (№ом), В | 100/V3 |
| Диапазон измерений напряжения, В | 0,01-Uном до 2-№ом |
| Допустимая длительная перегрузка канала по напряжению (не более 1 часа), В, не более | 2,5-№ом |
| Допустимая кратковременная перегрузка канала по напряжению (не более 1 мин), В, не более | 4-№ом |
| Воздействие кратковременного импульса* - амплитуда, кВ - время фронта, мкс; - время полупериода, мкс; | 5 1,2 ± 30 % 50 ± 20 % |
| Потребляемая мощность от измерительной цепи напряжения (при номинальном напряжении), не более, ВА | 0,2 |
| Пределы допускаемой основной амплитудной | |
| погрешности основной гармоники, %, не более** 1 % U ном | ±1 |
| 2 % U ном | ±1 |
| 5 % U ном | ±1 |
| 50 % U ном | ±1 |
| 80 % U ном | ±0,5 |
| 100 % U ном | ±0,5 |
| 120 % U ном | ±0,5 |
| 200 % U ном | ±0,5 |
| Пределы допускаемой основной угловой | |
| погрешности основной частоты, минут, не более ** 1 % U ном | ±180 |
| 2 % U ном | ±120 |
| 5 % U ном | ±60 |
| 50 % U ном | ±3 |
| 80 % U ном | ±3 |
| 100 % U ном | ±3 |
| 120 % U ном | ±3 |
| 200 % U ном | ±3 |
| Примечание: * - По ГОСТ Р 51179, класс VW3. Напряжение должно прикладываться между |
| отдельными клеммами (подключения измерительных цепей) и корпусом устройства («землей»). - по ГОСТ IEC 60255-5 п. 6.1.3.2, п. 6.1.3.3 |
| ** - 1 раницы интервалов допускаемой погрешности установлены при доверительной вероятности Р=0,95 в соответствии с МИ 1317. |
Таблица 12 - Технические и метрологические характеристики модулей телеизмерений 0(4)-20 мА/10 В («LEA»)__
| Наименование характеристики | Значение |
| Количество каналов | 4 |
| Диапазон измерений: Канал измерения напряжения, В Канал измерения тока, мА | от 0 до 10 от 0 до 20 |
| Нормирующее значение: Канал измерения напряжения, В; Канал измерения тока, мА | 10 20 |
| Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений тока и напряжения модулей телеизмерения, %, не более* | 0,25 |
| Входное сопротивление для режима 0.. .10 В, кОм | 100 |
| Предельные уровни сигналов для режима 0.10 В, В | ±30 |
Предельные уровни сигналов для режимов от 0(4) до 20 мА, мА_
Примечание:
50
* - Границы интервалов допускаемой погрешности установлены при доверительной вероятности Р=0,95 в соответствии с МИ 1317.** - Границы интервалов допускаемой погрешности установлены при доверительной вероятности Р=0,95 в соответствии с МИ 1317.
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на шильдик и эксплуатационную документацию устройств.
Комплектность
Таблица 13 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Устройство сопряжения с шиной процесса цифровой подстанции | SAMU-01R | 1 шт. |
| Паспорт | ЕКМЯ.466559.001ПС-ЛУ | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | АБДМ.466559.001 РЭ | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 3 «Работа с устройством» Руководства по эксплуатации.
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия;
IEC 61850-8-1-2011. Сети связи и системы автоматизации энергосистем общего пользования. Часть 8-1. Схема распределения особой услуги связи (SCSM). Схема распределения для производственной системы модульной конструкции MMS (ISO 9506-1 и ISO 9506-2) и по ISO/IEC 8802-3;
IEC 61850-9-2-2011. Системы автоматизации и сети связи на подстанциях. Часть 9
2. Схема особого коммуникационного сервиса (SCSM). Значения выборок по ISO/IEC 8802-3;
СТО 56947007-29.240.10.256-2018. Технические требования к аппаратнопрограммным средствам и электротехническому оборудованию ЦПС;
46865053.600.067.ТУ.02 (ЕКМЯ.466559.001ТУ) - Устройство сопряжения с шиной процесса цифровой подстанции SAMU-01R.
Правообладатель
Акционерное общество «РУСАТОМ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ» (АО «РАСУ»)
ИНН 7734358970, КПП 772401001, ОГРН 1157746687383, ОКПО 46865053 Адрес: 115230, Россия, г. Москва, Каширское шоссе, д. 3, корп. 2, стр.16, этаж 6, каб. 6.02
Телефон: +7 (495) 933-43-40 E-mail: info@rasu.ru
86674-22: Методика поверкиСкачать9.7 Мб