Назначение
Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии и мощности ФГУП «ЛМЗ им. К. Либкнехта» (далее АИИС КУЭ) предназначена для измерения активной и реактивной электрической энергии и мощности, потребленной за установленные интервалы времени отдельными технологическими объектами ФГУП «ЛМЗ им. К. Либкнехта», сбора, обработки, хранения полученной информации.
Описание
АИИС КУЭ представляет собой многофункциональную, многоуровневую систему с централизованным управлением и распределенной функцией измерения.
АИИС КУЭ решает следующие задачи:
- измерение 30-минутных приращений активной и реактивной электрической энергии;
- периодический (1 раз в 30 мин, 1 раз в сутки) и/или по запросу автоматический сбор привязанных к единому календарному времени результатов измерений приращений электрической энергии с заданной дискретностью учета (30 мин);
- хранение результатов измерений в специализированной базе данных, отвечающей требованию повышенной защищенности от потери информации (резервирование баз данных) и от несанкционированного доступа;
- предоставление по запросу контрольного доступа к результатам измерений данных о состоянии средств измерений со стороны организаций-участников розничного рынка электрической энергии;
- обеспечение защиты оборудования, программного обеспечения и данных от несанкционированного доступа на физическом и программном уровне (установка паролей и т.п.);
- диагностика функционирования технических и программных средств АИИС КУЭ;
- конфигурирование и настройка параметров АИИС КУЭ;
- ведение единого времени в АИИС КУЭ (коррекция времени).
АИИС КУЭ включает в себя следующие уровни:
1-й уровень - трансформаторы тока (ТТ) типа ТПЛ-10-М У2, 200/5, 600/5 Госреестр СИ № 22192-07, ТПОЛ-10 У3, 300/5, 600/5 Госреестр СИ № 1261-08 класс точности 0,5S по ГОСТ 7746-2001, измерительные трансформаторы напряжения (ТН) типа ЗНОЛ.06-6 У3, 60)0)0)/\3 / 100/^3, класс точности 0,5, по ГОСТ 1983-2001, Госреестр СИ № 3344-08 и счётчики активной и реактивной электрической энергии АЛЬФА А1800 A1805RAL-P4G-DW-4 (Госреестр СИ № 31857-06), класс точности 0,5S по активной энергии (ГОСТ Р 52323-2005) и класс точности 1,0 по реактивной энергии (ГОСТ 26035-83), установленные на объекте, указанные в табл. 1 (5 точек измерения).
2-й уровень - информационно-вычислительный комплекс (ИВК), включающий в себя многофункциональный автоматический регистратор (МАВР) Е104, Е103, многоканальное устройство связи (МУС) Е200, модуль образцового времени (МОВ) Е303, сервер баз данных (БД) АИИС КУЭ, программный комплекс (ПК) «СПРУТ».
Первичные фазные токи и напряжения трансформируются измерительными трансформаторами в аналоговые сигналы низкого уровня, которые по проводным линиям связи поступают на соответствующие входы счетчиков электрической энергии типа АЛЬФА А1800 А1805RAL-P4G-DW-4.
Измерение активной мощности (Р) счетчиком электрической энергии, выполняется путём перемножения мгновенных значений сигналов напряжения (u) и тока (i) и интегрирования полученных значений мгновенной мощности (р) по периоду основной частоты сигналов.
Счетчик производит измерение действующих (среднеквадратических) значений напряжения (U) и тока (I) и рассчитывает полную мощность S = U-I.
Реактивная мощность (Q) рассчитывается в счетчике по алгоритму Q = (S2 - P2)0,5.
Средние значения активной и реактивной мощностей рассчитываются путем интегрирования текущих значений P и Q на 30-минутных интервалах времени.
Посредством программного обеспечения измерительно-вычислительного комплекса «Спрут» (Госреестр СИ № 18897) осуществляется сбор данных со счетчиков и их хранение на сервере БД АИИС КУЭ ФГУП «ЛМЗ им. К. Либкнехта».
Формирование базы данных ИВК «Спрут» осуществляется в автоматическом режиме считывания данных с цифровых выходов счетчиков.
Подключение счетчиков к МАВР осуществляется посредством цифрового интерфейса RS-485. В состав функций МАВР входит считывание по стыку RS-485 со счетчиков архивов значений измеренных величин в формате 30-ти минутных графиков нагрузки, протоколов событий счетчиков, архивирование в энергонезависимой памяти считанной информации и передача ее на верхний уровень системы. Кроме того, МАВР Е104 формирует технические профили нагрузки (5 минут) и информацию о текущих значениях измеряемых величин для реализации в системе контроля параметров потребления с периодом 5 - 10 секунд. При организации опроса счетчиков МАВР Е104 совместно с другими устройствами ИВК «Спрут» реализует функцию доставки пакетов протоколов AIN ALPHA Communications Protocol / PMCP к счетчикам и обратно.
Информация в цифровом виде с интерфейсов счетчиков по проводной линии связи поступает на вход МАВР Е104, который осуществляет сбор и хранение в собственной памяти полученной информации, передачу накопленных данных по проводным линиям на верхний уровень системы (уровень ИВК), а также обеспечение доступа энергоснабжающей организации к памяти счетчиков по коммутируемой телефонной линии.
На верхнем - втором уровне системы выполняется последующее формирование и хранение поступающей информации, оформление справочных и отчетных документов.
Передача информации в организации-участники розничного рынка электрической энергии осуществляется от счетчиков электрической энергии по коммутируемым телефонным линиям телефонной сети общего пользования (ТФОП) и сети стандарта GSM.
Модуль образцового времени (МОВ) входит в состав системы обеспечения единого времени (СОЕВ). МОВ оснащен приемником сигналов точного времени от спутников глобальной системы позиционирования (GPS). Часы МОВ синхронизированы по сигналам точного временем приемника, сличение 1 раз в минуту, погрешность синхронизации не более 0,1 с. По часам МОВ осуществляется коррекция внутренних часов сервера БД и МАВР. МАВР осуществляет коррекцию часов счетчиков. Сличение часов сервера БД с часами МОВ осуществляется каждые 30 мин, и корректировка часов выполняется при расхождении часов сервера БД и МОВ более, чем на ±2 с. Сличение часов МАВР с часами МОВ осуществляется каждые 30 мин, и корректировка часов выполняется при расхождении часов МАВР и МОВ более, чем на ±3 с. Сличение часов счетчиков с часами МАВР не реже одного раза в 30 минут, корректировка часов счетчиков при расхождении с часами МАВР более, чем на ±2 с.
Погрешность часов компонентов системы не превышает ±5 с.
Журнал событий счетчиков электрической энергии отражает: время (дата, часы, минуты) коррекции часов и расхождение времени в секундах корректируемого и корректирующего устройств в момент непосредственно предшествующий корректировке.
Состав измерительных каналов приведен в табл. 1.
Таблица 1
| № ИК | Наименование объекта | Состав измерительного канала | Вид электрической энергии |
| Трансформатор тока | Трансформатор напряжения | Счетчик | ИВК |
| 1 | РП-7048 ТУ №3 | ТПЛ-10-М У2; 200/5; Класс точности 0,5S; ГОСТ 7746-2001; Госреестр СИ № 22192-07 зав.№ 4149 зав.№ 4150 зав.№ 4151 | ЗНОЛ.06-6 У3 6000/^3 / 100/\/3 класс точности 0,5 ГОСТ 1983-2001 Госреестр СИ № 3344-08 зав.№ 4872 зав.№ 4889 зав.№ 4818 | АЛЬФА А1800 A1805RAL-P4G-DW-4; 1ном (Тмакс) = 5 (10) А; ином = 3x57,7/100 В; класс точности: по активной энергии - 0,5S ГОСТ Р 52323-2005; по реактивной - 1,0 ГОСТ 26035-83; Госреестр СИ № 31857-06; зав.№ 01 196 193 | ИВК «Спрут», ТУ 4222-002-52156036-04, Госреестр СИ № 18897; зав.№ 0062 | Активная и реактивная |
| 2 | РП-7048 ТУ №4 | ТПЛ-10-М У2; 200/5; Класс точности 0,5S; ГОСТ 7746-2001; Госреестр СИ № 22192-07 зав.№ 4152 зав.№ 4153 зав.№ 4154 | ЗНОЛ.06-6 У3 6000/^3 / 100/\/3 класс точности 0,5 ГОСТ 1983-2001 Госреестр СИ № 3344-08 зав.№ 4726 зав.№ 4724 зав.№ 4573 | АЛЬФА А1800 A1805RAL-P4G-DW-4; 1ном Смокс) = 5 (10) А; ином = 3x57,7/100 В; класс точности: по активной энергии - 0,5S ГОСТ Р 52323-2005; по реактивной - 1,0 ГОСТ 26035-83; Госреестр СИ № 31857-06; зав.№ 01 196 194 |
| 3 | РТП-7098 ТУ №5 | ТПОЛ-10 У3; 300/5; Класс точности 0,5S; ГОСТ 7746-2001; Госреестр СИ № 1261-08 зав.№ 2649 зав.№ 2453 зав.№ 2677 | ЗНОЛ.06-6 У3 6000/^3 / 100/\/3 класс точности 0,5 ГОСТ 1983-2001 Госреестр СИ № 3344-08 зав.№ 3758 зав.№ 3760 зав.№ 3700 | АЛЬФА А1800 А1805RAL-P4G-DW-4; 1ном Смаке) = 5 (10) А; ином = 3x57,7/100 В; класс точности: по активной энергии - 0,5S ГОСТ Р 52323-2005; по реактивной - 1,0 ГОСТ 26035-83; Госреестр СИ № 31857-06; зав.№ 01 197 914 |
| 4 | РТП-7099 ТУ №7 | ТПЛ-10-М У2; 600/5; Класс точности 0,5S; ГОСТ 7746-2001; Госреестр СИ № 22192-07 зав.№ 4100 зав.№ 4101 зав.№ 4158 | ЗНОЛ.06-6 У3 6000/^3 / 100/\/3 класс точности 0,5 ГОСТ 1983-2001 Госреестр СИ № 3344-08 зав.№ 3883 зав.№ 3914 зав.№ 3915 | АЛЬФА А1800 А1805RAL-P4G-DW-4; 1ном Смаке) = 5 (10) А; ином = 3x57,7/100 В; класс точности: по активной энергии - 0,5S ГОСТ Р 52323-2005; по реактивной - 1,0 ГОСТ 26035-83; Госреестр СИ № 31857-06; зав.№ 01 196 195 |
| 5 | РТП-7099 ТУ №6 | ТПОЛ-10 У3; 600/5; Класс точности 0,5S; ГОСТ 7746-2001; Госреестр СИ № 1261-08 зав.№ 2354 зав.№ 2539 зав.№ 2546 | ЗНОЛ.06-6 У3 6000/^3 / 100/\/3 класс точности 0,5 ГОСТ 1983-2001 Госреестр СИ № 3344-08 зав.№ 4848 зав.№ 4727 зав.№ 4800 | АЛЬФА А1800 А1805RAL-P4G-DW-4; 1ном Смаке) = 5 (10) А; ином = 3x57,7/100 В; класс точности: по активной энергии - 0,5S ГОСТ Р 52323-2005; по реактивной - 1,0 ГОСТ 26035-83; Госреестр СИ № 31857-06; зав.№ 01 196 198 |
Примечание:
Допускается замена измерительных трансформаторов и счетчиков на аналогичные, утвержденных типов с метрологическими характеристиками не хуже, чем у перечисленных в табл. 1. Замена оформляется актом. Акт хранится совместно с настоящим описанием типа АИИС КУЭ как его неотъемлемая часть.
Программное обеспечение
ПК «СПРУТ» предназначен для сбора накопления и анализа учётной информации об энергопотреблении предприятия за различные промежутки времени в диспетчерском режиме, дистанционного управления оборудованием на удалённых объектах, визуализации данных анализа в виде графиков, формирования отчётной документации.
Идентификационные данные ПО представлены в табл. 2.
Таблица 2
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| ПК «СПРУТ» | Atempo | 1.5.4.1105 | 2BF421398F9454A7 B5B1466199BC2E65 | MD5 |
| ПК «СПРУТ» | AxReport | 5.5.3 | 14D48E999A8541E1 66ECA9641393CEF9 | MD5 |
Уровень защиты ПО ПК «СПРУТ» от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С».
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики АИИС КУЭ приведены в табл. 3 и 4.
Таблица 3
| Количество ИК коммерческого учета | 5 |
| Номинальное напряжение на вводах системы, кВ | 6 |
| Отклонение напряжения от номинального, % | ±20 |
| Номинальные значения первичных токов ТТ измерительных каналов, А | 200 (ИК 1, 2) 300 (ИК 3) 600 (ИК 4, 5) |
| Диапазон изменения тока в % от номинального значения тока | от 1 до 120 |
| Коэффициент мощности, cos ф | 0,5 - 1 |
| Диапазон рабочих температур для компонентов системы: - трансформаторов тока, трансформаторов напряжения, счетчиков, ИВК «Спрут», сервер БД, °С | от 0 до 30 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности часов всех компонентов системы, с | ±5 |
| Средняя наработка на отказ счетчиков, ч, не менее | 120 000 |
Пределы относительных погрешностей (приписанные характеристики погрешности) измерения активной и реактивной электрической энергии и мощности, %, для рабочих условий эксплуатации АИИС КУЭ ФГУП «ЛМЗ им. К. Либкнехта» приведены в табл. 4.
Таблица 4
| № ИК | Наименование присоединения | Значение cos ф | 1%1ном < I < 5%1ном | 5%1ном < I < 20%1ном | 20%1ном < I < 100%1ном | 100%1ном < I < 120%1ном |
| Активная энергия |
| 1 2 3 4 5 | РП-7048 ТУ №3 РП-7048 ТУ №4 РТП-7098 ТУ №5 РТП-7099 ТУ №7 РТП-7099 ТУ №6 | 1,0 | ±2,5 | ±1,7 | ±1,6 | ±1,6 |
| 1 2 3 4 5 | РП-7048 ТУ №3 РП-7048 ТУ №4 РТП-7098 ТУ №5 РТП-7099 ТУ №7 РТП-7099 ТУ №6 | 0,8 | ±3,3 | ±2,4 | ±2,0 | ±2,0 |
| 1 2 3 4 5 | РП-7048 ТУ №3 РП-7048 ТУ №4 РТП-7098 ТУ №5 РТП-7099 ТУ №7 РТП-7099 ТУ №6 | 0,5 | ±5,7 | ±3,5 | ±2,8 | ±2,8 |
| Реактивная энергия |
| 1 2 3 4 5 | РП-7048 ТУ №3 РП-7048 ТУ №4 РТП-7098 ТУ №5 РТП-7099 ТУ №7 РТП-7099 ТУ №6 | 0,8 | ±9,6 | ±3,9 | ±2,7 | ±2,6 |
| 1 2 3 4 5 | РП-7048 ТУ №3 РП-7048 ТУ №4 РТП-7098 ТУ №5 РТП-7099 ТУ №7 РТП-7099 ТУ №6 | 0,5 | ±6,8 | ±3,0 | ±2,3 | ±2,2 |
Примечание: В качестве характеристик погрешности указаны пределы относительной погрешности измерений (приписанные характеристики погрешности) при доверительной вероятности 0,95.
Надежность применяемых в системе компонентов:
- счётчик - среднее время наработки на отказ не менее Т = 120000 ч, средний срок службы 30 лет;
- трансформатор тока - средняя наработка до отказа 4-106 часов;
- трансформатор напряжения - средняя наработка до отказа 4-106 часов.
Надежность системных решений:
■ резервирование каналов связи: информация о результатах измерений может передаваться в организации-участники рынка электрической энергии по коммутируемой телефонной линии сети стандарта GSM;
■ регистрация событий:
- в журнале событий счётчика:
- параметрирования;
- пропадания напряжения;
- коррекции времени в счетчике и журнале событий компьютера автоматизированного рабочего места.
Защищённость применяемых компонентов:
■ механическая защита от несанкционированного доступа и пломбирование:
- электросчётчика;
- промежуточных клеммников цепей напряжения;
- испытательной колодки;
- сервера БД;
■ защита информации на программном уровне:
- установка пароля на счетчик;
- установка пароля на сервер БД.
Глубина хранения информации:
■ счетчик - тридцатиминутный профиль нагрузки в двух направлениях не менее 35 суток;
■ сервер БД - хранение результатов измерений и информации состояний средств измерений - за весь срок эксплуатации системы.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится типографским способом на титульный лист эксплуатационной документации на систему автоматизированную информационно-измерительную коммерческого учета электрической энергии и мощности ФГУП «ЛМЗ им. К. Либкнехта».
Комплектность
| В комплект поставки АИИС КУЭ ФГУП «ЛМЗ им. К. | Либкнехта» входят: |
| 1. Трансформатор тока ТПЛ-10-М У2 | - 9 шт. |
| 2. Трансформатор тока ТПОЛ-10 У3 | - 6 шт. |
| 3. Трансформатор напряжения ЗНОЛ.06-6 У3 | - 15 шт. |
| 4. Счетчик электрической энергии электронный | |
| «Альфа А1800» A1805RAL-P4G-DW-4 | - 5 шт. |
| 5. Измерительно-вычислительный комплекс «Спрут» | - 1 шт. |
| 6. Модем ZyXEL U-336E | - 2 шт. |
| 7. Сотовый модем Siemens MC-35i | - 1 шт. |
| 8. Методика измерений 4222-002.ЛМЗ-52156036 МИ | - 1 шт. |
| 9. Методика поверки 432-062-2011 МП | - 1 шт. |
| 10. Паспорт 4222-002.ЛМЗ-52156036 ПС | - 1 шт. |
Поверка
осуществляется по документу 432-062-2011 МП «Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии и мощности ФГУП «ЛМЗ им. К. Либкнехта». Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФБУ «Тест-С.-Петербург» 06.12.2011 г.
Перечень эталонов, применяемых при поверке:
- средства поверки трансформаторов тока по ГОСТ 8.217-2003 «ГСИ. Трансформаторы тока. Методика поверки»;
- средства поверки трансформаторов напряжения по ГОСТ 8.216-88. «Трансформаторы напряжения. Методика поверки»;
- средства поверки счетчиков электрической энергии по документу МП-2203-00422-2006 «Счетчик электрической энергии трехфазный многофункциональный типа АЛЬФА А1800. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 19 мая 2006 г.;
- модуль коррекции времени МКВ-02Ц.
Сведения о методах измерений
Методика измерений приведена в документе 4222-002.ЛМЗ-52156036 МИ «Методика измерений электрической энергии и мощности с использованием системы автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета электрической энергии и мощности (АИИС КУЭ) ФГУП «ЛМЗ им. К. Либкнехта». Свидетельство об аттестации МИ № 01.00292.432.00197-2011 от 14.10.2011.
Нормативные документы
1. ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия».
2. ГОСТ Р 8.596-2002 «ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения».
3. 432-062-2011 МП «Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии и мощности ФГУП «ЛМЗ им. К. Либкнехта». Методика поверки».
Рекомендации к применению
- осуществление торговли и товарообменных операций.
