Назначение
Модули измерительные автоматизированной информационно-измерительной системы безопасности электрической энергии АИИС БЭЭ (далее по тексту - модуль измерительный АИИС БЭЭ) предназначены для:
- измерения показателей качества электрической энергии в контрольных точках (1 - 10) согласно ГОСТ 13109-97 и ГОСТ 51317.4.30-2008 (пп.5.1,5.2), их временных характеристик, используемых для контроля качества электрической энергии в однофазных и трехфазных (трех- и четырехпроводных) электрических сетях и системах электроснабжения с номинальной частотой 50 Гц.
- автоматического сбора данных от отдельных средств измерений и передачи их на сервер системы;
- отправки сообщений об аварийных событиях;
- хранения данных об измеренных значениях в специализированной базе данных, отвечающей требованиям повышенной защищенности от потери информации и несанкционированного доступа;
- составления протоколов в соответствии с действующими нормативными документами по качеству электроэнергии;
Описание
Принцип действия модулей измерительных АИИС БЭЭ основан на преобразовании входного напряжения измеряемого сигнала в двоичный код с выделением первой гармоники напряжения при помощи БПФ (быстрого преобразования Фурье).
Модуль измерительный АИИС БЭЭ представляет собой трехуровневую информационно-измерительную систему. В систему может входить до 10 компонентов одного наименования. Конкретный состав определяется эксплуатационной документацией непосредственно на энергообъекте.
Модуль измерительный АИИС БЭЭ включает в себя следующие информационноизмерительные уровни:
1-й уровень включает в себя средства измерения - приборы для измерения показателей качества электрической энергии, тип - «Прорыв-КЭ» (далее по тексту - прибор «Прорыв-КЭ»). Приборы «Прорыв-КЭ» измеряют показатели качества электрической энергии в 10 контрольных точках и отправляют результаты устройствам сбора и передачи данных УСПД в соответствии с интервалами усреднения параметров электрической энергии.
2-ой уровень - устройства сбора и передачи данных УСПД, тип - УСПД 1-1 (далее УСПД 1-1). УСПД 1-1 - специализированное средство приборного контроля качества электроэнергии, используемое в модуле измерительном АИИС БЭЭ на среднем уровне для автоматического, с программируемой периодичностью запроса, приёма данных с уровня первичных средств измерения «Прорыв-КЭ» (нижнего уровня модуля измерительного АИИС БЭЭ), хранения, накопления данных измерений, передачи их по каналу связи на уровень вторичных универсальных средств приборного учёта (верхний уровень модуля измерительного АИИС БЭЭ), а также передачи в обратном направлении служебных и (или) иных данных. В случае временного прерывания канала связи УСПД 1-1 будет накапливать данные во внутренней памяти. Продолжительность записи информации не менее 30 суток. После восстановления связи автоматически начнется передача накопленных и вновь принимаемых данных на сервер.
3-ий уровень - сервер модуля измерительного АИИС БЭЭ, тип - Сервер АИИС БЭЭ 11. Сервер модуля измерительного АИИС БЭЭ обеспечивает:
- хранение данных об измеренных величинах в специализированной базе данных, отвечающей требованиям повышенной защищенности от потери информации (резервирование данных) и от несанкционированного доступа;
- составление протоколов в соответствии с действующими нормативными документами по качеству электроэнергии;
- отправку сообщений об аварийных событиях;
- конфигурацию и настройку параметров модуля измерительного системы;
- круглосуточный и многопользовательский доступ к информации из любой точки мира.
Модули измерительные АИИС БЭЭ позволяют прогнозировать уровень безопасности и определять основные негативные факторы, повышающие риск техногенных аварий в результате анализа данных мониторинга, техническую исправность и работоспособность приборов и систем блокировки, состояние износа технических устройств на опасных производственных объектах, а также анализировать данные мониторинга в системах энергоснабжения в условиях раздельного и/или совместного действия электромагнитных факторов природного и техногенного происхождения.
Программное обеспечение (ПО)
Модуль измерительный АИИС БЭЭ имеет встроенное и внешнее программное обеспечение (ПО). Характеристики ПО приведены в таблицах 1-3.
Встроенное ПО реализовано аппаратно и является метрологически значимым. Вклад ПО в суммарную погрешность модуля измерительного АИИС БЭЭ незначителен, так как определяется погрешностью дискретизации (погрешностью АЦП), являющейся ничтожно малой по сравнению с погрешностью модуля измерительного АИИС БЭЭ.
Внешнее ПО предусматривает различные экранные формы для отображения в удобном виде значений параметров (текущих и архивных, измеренных и вычисленных) и выполнения контроля.
Внешнее ПО не является метрологически значимым, поскольку обеспечивает только отображение данных без какой-либо математической обработки или преобразования.
Таблица 1- Характеристики программного обеспечения прибора «Прорыв-КЭ»
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Встроенное | Микропрограмма | 6.1 | f6a63244de90a7445a53def 8c21831ac | md5 |
Таблица 2 - Характеристики программного обеспечения УСПД 1-1
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Встроенное | Микропрограмма | 3.0 | 1bb63cc015c63f264ddb5a 1305b68943 | md5 |
Таблица 3 - Характеристики программного обеспечения сервера модуля измерительного АИИС БЭЭ
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Внешнее | Микропрограмма | 3.7 | 198c182d516329bd88ec1b fb31fea913 | md5 |
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «С».
2-ой уровень: тип УСПД 1-1
1-ый уровень: тип «Прорыв-КЭ»
3-ий уровень:
тип - сервер АИИС БЭЭ 1-1
Общий вид модуля измерительного АИИС БЭЭ
Технические характеристики
Метрологические характеристики модуля измерительного АИИС БЭЭ приведены в таблице 4.
Таблица 4- Метрологические характеристики модуля измерительного АИИС БЭЭ
| Измеряемый показатель качества электрической энергии | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности: - абсолютной A; - относительной 8,% - приведенной у, % | Дополнительные условия |
| Напряжение переменного тока Uy, В | 20-330 | ± 0,1 (у) | - |
| Частота напряжения переменного тока f, Гц | 42.5-57.5 | ± 0,01 (A) | - |
| Установившееся отклонение напряжения 8U 6,% | ± 20 | ± 0,2 (A) | - |
| Отклонение частоты Af, Гц | ± 5 | ± 0,03 (A) | - |
| Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения KU, % | 0-25 | ± 0,05 (A) | KU < 1,0 % |
| ± 5 (8) | KU > 1,0 % |
| Коэффициент n-й гармонической составляющей напряжения KU (n), % | 0-20 | ± 0,05 (A) | KU (n) < 1,0 % |
| ± 5 (8) | KU (n) > 1,0 % |
| Коэффициент несимметрии напряжения по обратной последовательности K 2 U, % | 0-15 | ± 0,2 (A) | - |
| Коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности K 0 U, % | 0-15 | ± 0,2 (A) | - |
| Длительность провалов напряжения Att, с | 0,02-60 | ± 0,01 (A) | - |
| Глубина провала напряжения 8U1д , % | 10-100 | ± 1 (A) | - |
Примечание.
- Пределы допускаемой дополнительной температурной погрешности при измерении характеристики составляют 1/2 основной погрешности на каждые 10 °С изменение температуры окружающей среды.
Интервалы усреднения результатов измерения ПКЭ приведены в таблице 5.
Таблица 5- Интервалы усреднения результатов ПКЭ
| Показатель качества электрической энергии | Интервал усреднения, с |
| Напряжение переменного тока Uy | 60 |
| Частота напряжения переменного тока f | 60 |
| Установившееся отклонение напряжения 8U у | 60 |
| Отклонение частоты Af | 20 |
| Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения KU | 60 |
| Коэффициент n-й гармонической составляющей напряжения KU (n) | 60 |
| Коэффициент несимметрии напряжения по обратной последовательности K 2 U | 60 |
| Коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности K 0 U | 60 |
Общие технические характеристики:
Канал передачи данных: сотовая связь стандарта GSM 900/1800.
Средний срок службы не менее 10 лет.
Средняя наработка на отказ не менее 10000 ч.
Нормальные условия применения по ГОСТ 22261-94:
- температура окружающего воздуха, °С ..................................................................... 20±5;
- атмосферное давление, кПа ........................................................................... от 84 до106;
- относительная влажность воздуха, % ............................................................ от 30 до 80.
Рабочие условия применения:
- температура окружающего воздуха, °С ...................................... от минус 40 до плюс 55;
- атмосферное давление, кПа ........................................................................от 84 до 106,7;
- относительная влажность воздуха, не более, % ......................................... 90 при 30 °С
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносят на титульный лист руководства по эксплуатации и формуляра печатным способом.
Комплектность
Таблица 6- Комплектность модулей измерительных АИИС БЭЭ
| Наименование | Обозначение | Количество, шт. |
| 1. Прибор для измерения показателей качества электрической энергии | Прорыв-КЭ | 1-10 (по согласованию с заказчиком) |
| 2. Кабель электропитания | | 1-10 (по согласованию с заказчиком) |
| 3. Кабель соединительный | | 4-40 (по согласованию с заказчиком) |
| 4. Зажим типа «крокодил» | | 4-40 (по согласованию с заказчиком) |
| 5. Руководство по эксплуатации «Приборы для измерения показателей качества электрической энергии «Прорыв-КЭ» | КЭ.001.001 РЭ | 1-10 (по согласованию с заказчиком) |
| 6. Формуляр «Прибор для измерения показателей качества электрической энергии «Прорыв-КЭ» | КЭ.001.001 ФО | 1-10 (по согласованию с заказчиком) |
Программное обеспечение | - | 1-10 (по согласованию с заказчиком) |
| 8. Руководство пользователя | | 1-10 (по согласованию с заказчиком) |
| 9. Упаковочная коробка | | 1-10 (по согласованию с заказчиком) |
| 10. Устройство сбора и передачи данных | УСПД 1-1 | 1-10 (по согласованию с заказчиком) |
| 11. GSM модем | | 1-10 (по согласованию с заказчиком) |
| 12. GSM антенна | | 1-10 (по согласованию с заказчиком) |
| 13. Блок питания | | 1-10 (по согласованию с заказчиком) |
| Наименование | Обозначение | Количество, шт. |
| 14. Кабель RS-485 | | 1-10 (по согласованию с заказчиком) |
| 15. Кабель RS-232 | | 1-10 (по согласованию с заказчиком) |
| 16. Интерфейсный кабель | | 1-10 (по согласованию с заказчиком) |
| 17. Кабель электропитания модема | | 1-10 (по согласованию с заказчиком) |
| 18. Сервер модуля измерительного АИ-ИС БЭЭ 1-1 | | 1 |
| 19. Руководство по эксплуатации «Модули измерительные автоматизированной информационно-измерительной системы безопасности электрической энергии АИИС БЭЭ» | КЭ.004.004 РЭ | 1 |
| 20. Формуляр «Модуль измерительный автоматизированной информационноизмерительной системы безопасности электрической энергии АИИС БЭЭ» | КЭ.004.004 ФО | 1 |
| 21. Методика поверки «Модули измерительные автоматизированной информационно-измерительной системы безопасности электрической энергии АИИС БЭЭ. Методика поверки» | КЭ.004.004.М П | 1 |
Поверка
осуществляется по документу МП 48003-11 «Модули измерительные автоматизированной информационно-измерительной системы безопасности электрической энергии АИИС БЭЭ. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» в мае 2011 г.
Перечень основных средств измерений, используемых при поверке, приведен в таблице 7.
Таблица 7 - Основные средства поверки
| Наименование, обозначение | Тип | Требуемые характеристики |
| 1. Калибратор электрической мощности | Fluke 6100A | Диапазон воспроизведения напряжения переменного тока от 5 до 800 В, относительная погрешность ±0,05 % Диапазон воспроизведения частоты от 42,5 до 57,5 Гц, абсолютная погрешность ±0,003 Гц |
| 2. Калибратор переменного напряжения и тока многофункциональный | Ресурс-К2 1.1.1 1.1.2 1.1.3 | Диапазон воспроизведения коэффициентов искажения синусоидальности кривой напряжения KU от 0,1 до 30 %, относительная погрешность ±0,3 % |
| Диапазон воспроизведения коэффициентов n-й гармонической составляющей напряжения KU(n), относительная погрешность ± 0,25 % ’ |
| Диапазон воспроизведения глубины провала напряжения от 10 до 100 %, относительная погрешность 0,05 % |
| Диапазон воспроизведения длительностей провала напряжения и временного перенапряжения от 0,01 до 60 с, абсолютная погрешность 0,001 с |
| Диапазон воспроизведения установившегося отклонения напряжения от 0 до 20 %, относительная погрешность 0,05 % |
| Диапазон воспроизведения отклонения частоты ± 5 Гц, абсолютная погрешность 0,005 Гц |
| Диапазон воспроизведения коэффициентов несимметрии напряжения по обратной последовательности от 0 до 30 %, абсолютная погрешность 0,1 % |
| Наименование, обозначение | Тип | Требуемые характеристики |
| 1.1.4 | Диапазон воспроизведения коэффициентов несимметрии напряжения по нулевой последовательности от 0 до 30 %, абсолютная погрешность 0,1 % |
Сведения о методах измерений
Сведения приведены в руководстве по эксплуатации КЭ.004.004 РЭ.
Нормативные документы
1. ГОСТ 13109-97 «Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».
2. ГОСТ 51317.4.30-2008 «Методы измерений показателей качества электрической энергии».
3. ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия».
4. ГОСТ Р 51350-99 «Безопасность электрических контрольно-измерительных приборов и лабораторного оборудования. Общие требования».
5. ГОСТ Р 51522-99 «Совместимость технических средств электромагнитная. Электрическое оборудование для измерения, управления и лабораторного применения. Требования и методы испытаний».
6. ТУ 4222-001-12863479-10 «Приборы для измерения показателей качества электрической энергии «Прорыв-КЭ». Технические условия».
7. ТУ 4222-004-12863479-10 «Модули измерительные автоматизированной информационноизмерительной системы безопасности электрической энергии АИИС БЭЭ. Технические условия».
Рекомендации к применению
- при осуществлении торговли и товарообменных операций;
- при выполнении работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям;
- при осуществлении мероприятий государственного контроля (надзора).
