Назначение
Комплексы измерительно-вычислительные «Метроскоп» (далее - ИВК «Метроскоп») предназначены для измерений времени и интервалов времени.
Область применения ИВК «Метроскоп» - коммерческий учет электроэнергии на электроэнергетических объектах - генерирующих, потребляющих, распределительных подстанциях и распределительных устройствах 6 - 750 кВ.
Описание
ИВК «Метроскоп» могут стать основой территориально распределенной информационноизмерительной системы в составе которой, в общем случае, могут использоваться: первичные измерительные преобразователи - трансформаторы тока и напряжения, микропроцессорные измерительные преобразователи-вычислители - счетчики электроэнергии, связные компоненты (линии и устройства связи), устройства сбора и обработки данных (УСПД и промышленные контроллеры), каналообразующая аппаратура приема и передачи данных (модемы, мультиплексоры, маршрутизаторы и т.п.), серверное оборудование с общесистемным и специализированным программным обеспечением, автоматизированные рабочие места операторов - АРМы, а так же системы обеспечения единого времени.
ИВК «Метроскоп» строятся на базе центров сбора и обработки данных коммерческого учета электроэнергии. Центры сбора и обработки данных могут выполнять автономные функции или объединяться в иерархические многоуровневые комплексы.
ИВК «Метроскоп» могут поставляться (компоноваться на объекте эксплуатации) в виде:
- однопользовательских, одноуровневых ИВК;
- многопользовательских одноуровневых ИВК;
- многопользовательских, многоуровневых ИВК.
Программное обеспечение (далее - ПО) многопользовательских ИВК имеет архитектуру клиент-сервер и состоит из:
- ПО коммуникационного сервера, реализует параллельный опрос счетчиков или промышленных контроллеров (УСЦЦ) по одному или нескольким каналам (линиям) связи, информационное взаимодействие между центрами сбора и обработки данных;
- ПО расчетного сервера, сервера базы данных и приложений;
- клиентского ПО.
Варианты физического размещения ПО «Метроскоп»:
- однопользовательский, одноуровневый ИВК, многопользовательский одноуровневый ИВК - ПО коммуникационного и расчетного серверов устанавливается на одном компьютере-сервере, клиентское ПО размещается на компьютерах пользователей.
- многопользовательские, многоуровневые ИВК - ПО коммуникационного сервера устанавливается на отдельном компьютере-сервере, ПО расчетных серверов размещается или на одном компьютере-сервере или на нескольких территориально разнесенных компьютерах-серверах, объединяемых по кластерной технологии, клиентское ПО устанавливается на компьютеры пользователей, объединенные в единую локально-вычислительную сеть (далее - ЛВС) для обеспечения их взаимодействия с расчетными серверами.
ИВК «Метроскоп» объединяют в своем составе технические и программные средства позволяющие производить сбор и обработку данных коммерческого учета со следующих типов:
1. микропроцессорных электросчетчиков, имеющих цифровой интерфейс типа RS-232, RS485, RS-422:
- СЭТ-4ТМ.02М - Госреестр № 36697-08, СЭТ-4ТМ.03М - Госреестр № 36697-08 (производства Нижегородского завода им. Фрунзе);
- АЛЬФА А1800 - Госреестр №31857-06 (производства ООО «Эльстер Метроника», г. Москва);
- ЕвроАльфа - Госреестр № 16666-07 (производства ООО «Эльстер Метроника», г. Москва);
- SL7000 - Госреестр № 21478-09 (производства фирмы «Itron France», Франция);
- ЦЭ6850 - Госреестр № 20176-06 (производства ОАО «Концерн Энергомера», г. Ставрополь);
- EPQS - Госреестр № 25971-06 (производства ЗАО «Elgama-Elektronika», г. Вильнюс, Литовская Республика);
- ZMQ и ZFQ - Госреестр № 30830-05 (производства фирмы «Landis+Gyr AG», Швейцария);
- ZMD и ZFD - Госреестр № 22422-07 (производства фирмы «Landis+Gyr AG», Швейцария);
- Меркурий 230АМ - Госреестр № 25617-07, Меркурий 230 Госреестр № 23345-04 (производитель ООО «Фирма Инкотекс», г. Москва);
2. промышленных контроллеров (УСПД):
- Шлюз Е-422 - Госреестр № 36638-07 (производства ЗАО НПФ «Прорыв», г. Жуковский);
- ТК16 L - Госреестр № 36643-07 (производства ЗАО НПФ «Прорыв», г. Жуковский);
- ЭКОМ-ЗООО - Госреестр № 17049-09 (производства ООО «Прософт-Системс», г. Екатеринбург);,
- RTU-325 и RTU-325L - Госреестр № 37288-08 (производства ООО «Эльстер Метроника»);
- СИКОН С50- Госреестр № 28523-05 (производства ЗАО ИТФ «Системы и технологии», г. Владимир);
- СИКОН С70 - Госреестр № 28822-05 (производства ЗАО ИТФ «Системы и технологии», г. Владимир);
- ВЭП-01 - Госреестр № 25556-03 (производства ООО «Волгаэнергоприбор» г. Самара).
3. аппаратно-программных, измерительно-вычислительных, информационновычислительных, программно-технических измерительных комплексов:
- ТЕЛЕСКОП+ - Госреестр № 19393-07 (производства ЗАО НПФ «Прорыв», г. Жуковский);
- Альфа-Центр - Госреестр № 20481-00 (производства ООО «Эльстер Метроника», г. Москва);
- Пирамида - Госреестр № 21906-01 (производства ЗАО ИТФ «Системы и
технологии», г.Владимир);
- ЭКОМ - Госреестр № 19542-05 (производства ООО «Прософт-Системы», г.
Екатеринбург).
ИВК «Метроскоп» построены на базе технических средств, разрешенных к применению в Российской Федерации, зарегистрированных в Государственном реестре средств измерений и поддерживающих обмен данными между счетчиками, устройствами Шлюз Е-422, и контроллерами (УСПД) с использованием цифровых методов передачи данных.
Сбор информации от счетчиков электроэнергии на энергообъектах осуществляется устройствами Шлюз Е-422, или контроллерами (УСПД) перечисленных выше типов (контроллер (УСПД) не является обязательным элементом системы).
Информация со счетчиков, имеющих цифровые информационные выходы, посредством интерфейса RS-485/422 (RS-232 с использованием специализированного преобразователя РК-2) передается в шкаф технологического коммутационного устройства (далее - шкаф ТКУ) на специальные входы устройства Шлюз Е-422. Скорость передачи данных не менее 9600 бит/с. Шлюз Е-422 накапливает информацию, собранную со счетчиков во внутренней памяти, а так же ведет журналы событий контролируемых счетчиков и собственный журнал событий.
В зависимости от того, какое количество цифровых выходов имеют счетчики электроэнергии - 1 или 2, шкаф ТКУ оснащается одним или двумя Шлюзами Е-422. Это позволяет обеспечить два независимых, взаиморезервированных канала передачи данных от счетчиков. Шлюз Е-422, входящий в состав шкафа ТКУ, выполняет законченную функцию сбора данных (измерений), построения отчетов, но незаконченную функцию измерений, т.к. умножение показаний счетчиков на масштабные коэффициенты измерительных трансформаторов происходит в Сервере Баз Данных ЦСОД. В варианте однопользовательский, одноуровневый ИВК или многопользовательский одноуровневый ИВК - в компьютере с функциями сервера; в варианте многопользовательские, многоуровневые ИВК - в сервере Центра Сбора и Обработки Данных (далее - ЦСОД). Устройство Шлюз Е-422 обеспечивает подключение до 32 счетчиков по 4-м независимым портам RS-485/422, выходные данные для дальнейшей обработки передаются с использованием протокола TCP/IP по сети Ethernet. Для обеспечения передачи данных применяются цифровые каналы, организованные с использованием волоконно-оптических кабелей и оптических конверторов или систем радиодоступа (Wi-Fi), при этом обеспечивается скорость передачи не менее 1 Мбит/сек. Объединение данных от нескольких устройств ТКУ (количество ТКУ зависит от конфигурации объекта и количества электросчетчиков) и их централизованная обработка осуществляется в центральном коммутационном устройстве шкафного типа (далее -ЦКУ). В ЦКУ размещаются оптические конверторы, приемный модуль Wi-Fi, компьютер в промышленном исполнении (сервер), оборудование спутниковой связи (модем) или мултиплексоры и маршрутизаторы. Конкретный тип каналообразующей аппаратуры определяется проектом.
В состав ИВК «Метроскоп» входит система обеспечения единого времени (далее - СОЕВ), выполняющую законченную функцию измерения времени, имеет нормированные метрологические характеристики и обеспечивает синхронизацию времени при проведении измерений количества электроэнергии и мощности. СОЕВ привязана к единому календарному времени.
Шкаф УСПД, устанавливаемый на объектах, имеет в своем составе УСПД (из перечисленных выше), которое производит сбор данных со шкафов ТКУ по волоконно-оптическим линиям связи (далее - ВОЛС). Сбор данных производится с устройств «Шлюз Е-422». УСПД обеспечивает долговременное хранение данных измерений на период не менее 4,5 лет.
Канал спутниковой связи обеспечивает передачу данных на верхний уровень обработки -сервер ЦСОД. Скорость передачи данных не менее 64 кбит/с. На энергообъекте информация сохраняется так же и в базе данных автоматизированного рабочего места (далее - АРМ).
Для защиты измеренных данных и параметров комплекса от несанкционированных изменений предусмотрена механическая и программная защита. Уровень доступа к данным измерений предоставляется в соответствии с правами доступа для всех заинтересованных пользователей и определяется встроенной системой аутентификации. АРМ пользователя данных может располагаться в любом месте, имеющем доступ к сети Ethernet.
ИВК «Метроскоп» обеспечивают возможность сбора информации о состоянии средств измерений, состоянии объектов измерений и результатов измерений. Сбор информации с объектов может осуществляться автоматически в специально заданные интервалы времени: каждые 1, 3, 5, 15, 30 минут, сутки, месяц или в особо указанные интервалы времени.
Существует возможность автономного съема информации непосредственно с контроллера или электросчетчика (с использованием оптопорта) при помощи карманного переносного компьютера (далее - КПК) с дальнейшим автоматическим внесением снятых показаний в базу данных. При этом опрос устройства может производиться как в автоматическом режиме без непосредственного контакта с контроллером, с использованием технологии Wi-Fi, в момент попадания КПК в зону видимости модуля Wi-Fi, подключенного к контроллеру, так и путем физического подключения контроллера к КПК через сеть Ethernet. При особых случаях (нет связи с объектом и др.) возможен ручной ввод замещающей информации в соответствии с аттестованной установленным порядком методикой выполнения измерений (далее - МВИ).
На верхнем уровне при контроле достоверности измерительной информации выполняется анализ полноты измеренных данных и принимается решение о достоверности или недостоверности измерения. Факт появления недостоверной информации сигнализируется.
В случае необходимости сбора данных с географически широко разнесенных объектов комплексы обеспечивают работу по цифровым радиоканалам спутниковых средств связи или средствами радио Ethernet.
Синхронизация времени отдельных компонентов комплексов и их привязка к единому времени осуществляется при помощи приемника сигналов точного времени. Приемники сигналов точного времени располагаются в ЦСОД и непосредственно на объектах (в составе шкафа ЦКУ). ИВК «Метроскоп» позволяют автоматически корректировать время следующих компонентов: счетчиков электроэнергии с цифровым выходом, шлюзов Е422, контроллеров, УСПД, серверов сбора и обработки данных, HOST-компьютера (АРМ).
Для просмотра результатов измерений и построения различных отчетов используются программные компоненты комплексов «Метроскоп» - клиентские АРМ. АРМ непосредственно устанавливается на каждом обслуживаемом объекте в составе шкафа ЦКУ (АРМ энергообъекта, подстанции). АРМ позволяет производить описание компонентов оборудования, входящего в состав объекта, формировать группы счетчиков, производить расчеты по сформированным группам, рассчитывать баланс по шинам и по энергообъекту (подстанции) в целом, автоматически формировать и отсылать отчеты. Также АРМ осуществляет контроль работоспособности системы и производит диагностику элементов системы (все активное оборудование в ТКУ, ЦКУ). АРМ, независимо от ЦСОД и с более низким приоритетом, осуществляет сбор и хранение информации со счетчиков, установленных на обслуживаемом АРМом объекте. ЦСОД в составе своей корпоративной сети также может иметь несколько АРМов для конфигурирования и диагностики системы и обработки информации, полученной с объектов.
В ИВК «Метроскоп» используемой базой данных (далее - БД) для обработки и хранения информации является MSSQL Server. ИВК «Метроскоп» позволяют производить объединение нескольких БД стандартными средствами используемой системы управления базами данных (далее СУБД) и создавать отчеты по группам счетчиков (коммерческим сечениям) различных энергообъектов (подстанций) непосредственно в ЦСОД.
Программное обеспечение HOST-компьютера (АРМ) работает под управлением Microsoft Windows 2003 Server и выше. Клиентские места работают под управлением Microsoft Windows ХР Professional и выше.
Для защиты метрологических характеристик ИВК «Метроскоп» от несанкционированных изменений (корректировок) предусмотрен многоступенчатый контроль для доступа к текущим данным и параметрам настройки (механическая защита - пломбы, защитные марки, индивидуальные пароли и программные средства для защиты файлов и БД, электронные пароли на доступ к данным в счетчике, контроллере, сервере, предупредительные сообщения об испорченной или скорректированной информации).
Передача информации, собранной ИВК «Метроскоп», смежным субъектам и иным заинтересованным организациям осуществляется, путем формирования XML-файла, содержащего результаты измерений с использованием электронной цифровой подписи (далее - ЭЦП). Применение ЭЦП возможно и при отправке данных на верхний уровень в ЦСОД.
В качестве каналов передачи данных, как внутри энергообъекта (подстанции) между элементами автоматизированной информационно-измерительной системы (далее - АИИС) (электросчетчики, контроллеры, Шлюзы Е422, УСПД, Сервер сбора, АРМ, так и при передаче данных на верхние уровни (ЦСОД), могут использоваться: ВОЛС, сеть Ethernet (в том числе радио-Ethernet) , выделенные линии связи, спутниковые системы передачи данных VSAT, Global Star, коммутируемые телефонные линии общего пользования, GSM, GPRS, EDGE, CDMA.
Основная измерительная информация, получаемая с помощью ИВК «Метроскоп» при измерении электроэнергии:
• Количество измеренной электроэнергии по заданным временным интервалам - час, сутки, месяц или иной заранее заданный интервал, вычисляемое для произвольно сформированной группы счетчиков, (расчетного сечения) указанной оператором, за расчетный период;
• 30-минутные (или одно, 3-х, 5-ти, 15-ти минутные) приращения показаний счетчиков по активной (реактивной) электроэнергии;
• Значения средней мощности по заданным временным интервалам (получасовым, часовым и т.п.), вычисляемой для произвольно сформированной группы счетчиков, (расчетного сечения) указанной оператором, за расчетный период;
• Значения средней мощности по суткам, вычисляемой для группы счетчиков, (расчетного сечения) указанной оператором, за расчетный период;
• Показания конкретного счетчика электроэнергии на конец каждой из временных зон и количество измеренной им электроэнергии по этим зонам за период, указанный оператором;
• Измерение и автоматическая корректировка времени во внутренних часах счетчиков и контроллерах;
• Просмотр мгновенных значений токов, напряжений, углов сдвига фаз между током и напряжением по любому произвольно выбранному счетчику в системе;
• Журналы событий счетчика, шлюза Е422, контроллера, УСПД.
Состав данных о состоянии средств измерения и объектов измерения передаваемых в ЦСОД:
• данные по состоянию технических и программных средств коммерческого учета (журналы событий, статусы работоспособности измерительных каналов);
• данные по составу и характеристикам технических и программных средств коммерческого учета (счетчики, контроллеры, каналы связи, ПО опроса и т.д.);
• схема измерений для каждого интервала измерения.
Таблица 1. - ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ.
| Общесистемные параметры | Значение |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности таймера HOST-компьютера и рассинхронизация таймеров HOST-компьютера и счетчиков в течение суток в условиях эксплуатации с учетом автоматической коррекции | ± 4 с/сутки |
| Количество контроллеров в составе комплекса, до | 64 000 |
| Скорость передачи по цифровому каналу связи, до | 2048 кБит/с |
| Максимальное количество счетчиков, (независимо от количества измерительных каналов) подключаемых к: ТКУ ЦКУ ЦСОД, не более | 32 512 64 000 |
| Время хранения информации в: ТКУ ЦКУ ЦСОД, не менее | 45 суток 4,5 лет 5 лет |
| Диапазон рабочих температур ТКУ ЦКУ ЦСОД | минус 40 -5- 60 °C 0 - 60 °C 0 - 60 °C |
| Наработка на отказ, не менее | 45 000 ч |
| Технический ресурс, не менее | 20 лет |
| Тип компьютеров, рекомендованный для АРМ | Совместимый с IBM PC Pentium Celeron 2,7 ГГц RAM 1 Gb HDD 2 x 120 Gb RAID |
| Тип компьютеров, рекомендованный для ЦСОД | Совместимый c IBM PC Pentium Celeron 2,7 ГГц RAM 8 Gb HDD 10 x 120 Gb RAID 5 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится лицевую панель шкафных изделий (ТКУ, ЦКУ, УСПД) и на эксплуатационную документацию методом офсетной печати или иным способом, не ухудшающим качество печати.
Комплектность
В комплект поставки комплексов входят:
| Шкаф ТКУ (Технологическое коммутационное устройство) в составе: • UPS • Блок питания • Блок резервного питания счетчиков • Модули грозозащиты линий • Модуль Wi-Fi • Сетевой концентратор Switch, для обеспечения работы основного и резервного каналов до счетчика • «Шлюз Е-422» (и/или другой тип УСПД) • Конвертер оптический • Наружная антенна Wi-Fi | Количество электросчетчиков, подключаемых на один «Шлюз Е-422», расположенный в ТКУ, определяется конфигурацией подстанции и в максимальном варианте составляет до 32-х счетчиков на один шлюз. Коммутация шлюзов с каскадированием по IP технологии сокращает количество коммутационных присоединений. Для других типов УСПД количество электросчетчиков, подключаемых к устройству, определяется исходя из технической документации на конкретное УСПД. |
| Шкаф ЦКУ (Устройство центральной коммутации) в составе: • UPS • Блок питания • Персональный компьютер в промышленном исполнении со специализированным программным обеспечением (АРМ подстанции), принтером, клавиатурой • Сетевой концентратор Switch, для обеспечения работы основного и резервного каналов до ТКУ • Конвертер оптический • Центральная точка опроса Wi-Fi. • Оборудование спутниковой связи. • Стол рабочий • Приемник сигналов точного времени | По количеству удаленных объектов (подстанций), входящих в состав измерительной системы. |
| Шкаф УСПД • UPS • УСПД • Блок питания • Коммутационное оборудование | Количество электросчетчиков, подключаемых к устройству, определяется исходя из технической документации на конкретное УСПД |
| приемник точного времени Trimble Acutime 2000 GPS или РЧ-011 | Один на ЦСОД и по одному на каждую подстанцию |
| Компьютеры с дисплеем и принтером | Один на HOST-компьютер, по одному на каждое клиентское место, один для установки SQL сервера БД при использовании серверных СУБД |
| Терминал передачи данных спутниковой связи | По одному в составе шкафа ЦКУ на энергообъект |
| Портативный компьютер или компьютер класса КПК | Один для каждого мобильного АРМа, для тестирования оборудования и считывания данных со счетчиков электроэнергии с цифровыми выходами |
| Программное обеспечение: комплект программ «Метроскоп» в соответствии с ТУ ЕМНК.466454.005 ТУ | В соответствии с конфигурацией технических средств объекта |
| Методика поверки | Один экземпляр |
| Эксплуатационная документация | Один комплект |
Поверка
Поверка комплексов аппаратно-программных средств для автоматизации учета электроэнергии «Метроскоп» производится в соответствии с документом «Комплексы измерительно-вычислительные «Метроскоп». ИВК «Метроскоп». Методика поверки», согласованным ГЦИ СИ ФГУ «Пензенский ЦСМ» в январе 2010 г.
Перечень основного оборудования, необходимого при поверке:
- термометр;
- психрометр;
- вольтметр;
- приемник сигналов точного времени;
- переносной компьютер со специализированным ПО, оптический преобразователь
для работы со счетчиками.
Межповерочный интервал - 4 года.
Нормативные документы
ЕМНК.466454.005 ТУ «Комплексы аппаратно-программных средств для автоматизации учета электроэнергии «Метроскоп». Технические условия».
Заключение
Тип комплексов измерительно-вычислительных «Метроскоп» - ИВК «Метроскоп» утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации.
