Назначение
Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ) тяговых подстанций Московской ЖД - филиала ОАО «РЖД» в границах Рязанской области (далее по тексту - АИИС КУЭ) предназначена для измерения активной и реактивной электроэнергии, сбора, обработки, хранения и передачи полученной информации.
Описание
АИИС КУЭ, построенная на основе ИВК «Альфа-Центр» (Госреестр № 20481-00), представляет собой многоуровневую автоматизированную измерительную систему с централизованным управлением и распределенной функцией измерения.
АИИС КУЭ включает в себя следующие уровни:
1-ый уровень - измерительные каналы (далее - ИК), включают в себя измерительные трансформаторы тока и напряжения и счетчики активной и реактивной электроэнергии, шлюзы коммуникационные ШК-1, вторичные измерительные цепи и технические средства приема-передачи данных;
2-ой уровень - измерительно-вычислительный комплекс регионального Центра энергоучёта, реализован на базе устройства сбора и передачи данных (УСПД RTU-327, Госреестр № 41907-09), выполняющего функции сбора, хранения результатов измерений и передачи их на уровень ИВК, и содержит программное обеспечение (далее - ПО) «Альфа-Центр», с помощью которого решаются задачи коммерческого многотарифного учета расхода и прихода электроэнергии в течение заданного интервала времени, измерения средних мощностей на заданных интервалах времени, мониторинга нагрузок заданных объектов;
3-ий уровень - измерительно-вычислительный комплекс Центра сбора данных АИИС КУЭ (далее - ИВК), реализованный на базе серверного оборудования (серверов сбора данных - основного и резервного, сервера управления), ПО «ЭНЕРГИЯ-АЛЬФА», включающий в себя каналы сбора данных с уровня регионального Центра энергоучёта, каналы передачи данных субъектам ОРЭ.
Измерительно-информационные каналы (далее - ИИК) состоят из трех уровней АИИС КУЭ.
Первичные токи и напряжения преобразуются измерительными трансформаторами в аналоговые унифицированные сигналы, которые по проводным линиям связи поступают на измерительные входы счетчика электроэнергии. В счетчике мгновенные значения аналоговых сигналов преобразуются в цифровой сигнал. По мгновенным значениям силы электрического тока и напряжения в микропроцессоре счетчика вычисляются соответствующие мгновенные значения активной, реактивной и полной мощности без учета коэффициентов трансформации, которые усредняются за 0,02 с. Средняя за период реактивная мощность вычисляется по средним за период значениям активной и полной мощности.
Средняя активная (реактивная) электрическая мощность вычисляется как среднее значение вычисленных мгновенных значений мощности на интервале времени усреднения 30 мин.
Цифровой сигнал с выходов счетчиков при помощи технических средств приема-передачи данных поступает на входы УСПД уровня ИВК регионального Центра энергоучета, где производится обработка измерительной информации (умножение на коэффициенты трансформации), сбор и хранение результатов измерений. Далее информация поступает на ИВК Центра сбора данных АИИС КУЭ.
АИИС КУЭ оснащена системой обеспечения единого времени (СОЕВ). Для синхронизации времени в системе в состав ИВК входит устройство синхронизации системного времени (УССВ) типа 35LVS (35HVS). Устройство синхронизации системного времени УССВ обеспечивает автоматическую синхронизацию часов сервера, при превышении порога ± 1с происходит коррекция часов сервера. Часы УСПД синхронизируются при каждом сеансе связи УСПД - сервер, коррекция проводится при расхождении часов УСПД и сервера на значение, превышающее ± 1с. Часы счетчика синхронизируются от часов УСПД с периодичностью 1 раз в 30 минут, коррекция часов счетчиков проводится при расхождении часов счетчика и УСПД более чем на ±2 с. Взаимодействие между уровнями АИИС КУЭ осуществляется по протоколу NTP по оптоволоконной связи, задержками в линиях связи пренебрегаем ввиду малости значений. Поправка часов счетчика согласно описанию типа ± 0,5 с, а с учетом температурной составляющей - ± 1,5 с.
Программное обеспечение
Уровень регионального Центра энергоучета содержит ПО «Альфа-Центр», включающее в себя модули « Альфа-Центр АРМ», « Альфа-Центр СУБД «Oracle», « Альфа-Центр Коммуникатор». С помощью ПО «Альфа-Центр» решаются задачи коммерческого многотарифного учета расхода и прихода электроэнергии в течение заданного интервала времени, измерения средних мощностей на заданных интервалах времени, мониторинга нагрузок заданных объектов.
Уровень ИВК Центра сбора данных содержит ПО «ЭНЕРГИЯ-АЛЬФА», включающее
в себя модуль «Энергия Альфа 2». С помощью ПО «ЭНЕРГИЯ-АЛЬФА» решаются задачи автоматического накопления, обработки, хранения и отображения измерительной информации. Таблица 1 - Сведения о программном обеспечении.
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификацион ный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм цифрового идентификат ора ПО |
| « Альфа-Центр» | « Альфа-Центр АРМ» | 4 | a65bae8d7150931f 811cfbc6e4c7189d | MD5 |
| « Альфа-Центр» | « Альфа-Центр СУБД «Oracle» | 9 | bb640e93f359bab1 5a02979e24d5ed48 | MD5 |
| « Альфа-Центр» | « Альфа-Центр Коммуникатор» | 3 | 3ef7fb23cf160f566 021bf19264ca8d6 | MD5 |
| «ЭНЕРГИЯ-АЛЬФА» | ПК «Энергия Альфа 2» | 2.0.0.2 | 17e63d59939159ef 304b8ff63121df60 | MD5 |
• Метрологические характеристики ИИК АИИС КУЭ, указанные в таблицах 3,4 нормированы с учетом ПО;
• Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений -уровень »С» в соответствии с МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Состав измерительно-информационных каналов АИИС КУЭ приведен в таблице 2.
Таблица 2 - Состав ИИК АИИС КУЭ
| № ИИК | Диспетчерское наименование точки учёта | Состав измерительно-информационных каналов | Вид электроэнергии |
| Трансформатор тока | Трансформатор напряжения | Счётчик статический трёхфазный переменного тока активной/реактивной энергии | УСПД | ИВК |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| ТП «Мшанка» |
| 1 | ТСН-1 0,4кВ точка измерения №1 | Т-0,66 УЗ класс точности 0,5S Ктт=300/5 Зав. № 106952; 191021 Госреестр № 15764-96 | - | EA05RAL-P1B-3 класс точности 0,5S/1,0 Зав. № 1138514 Госреестр № 16666-07 | RTU-327 зав. № 001232 Госреестр № 41907 - 09 | ИВК Центра сбора данных | активная реактивная |
| 2 | Котельная 0,4кВ точка измерения №2 | Т-0,66 УЗ класс точности 0,5S Ктт=20/5 Зав. № 21016; 21012 Госреестр № 15764-96 | - | EA05RAL-P1B-3 класс точности 0,5S/1,0 Зав. № 1138510 Госреестр № 16666-07 | активная реактивная |
| 3 | ТСН-2 0,4кВ точка измерения №3 | Т-0,66 УЗ класс точности 0,5S Ктт=300/5 Зав. № 191024; 191023 Госреестр № 15764-96 | - | EA05RAL-P1B-3 класс точности 0,5S/1,0 Зав. № 1138495 Госреестр № 16666-07 | активная реактивная |
| 4 | Ф-1 СЦБ 0,4кВ точка измерения №4 | Т-0,66 УЗ класс точности 0,5S Ктт=100/5 Зав. № 175326; 175325 Госреестр № 15764-96 | - | EA05RAL-P1B-3 класс точности 0,5S/1,0 Зав. № 1138528 Госреестр № 16666-07 | активная реактивная |
Продолжение таблицы 2
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 5 | Ф-2 СЦБ 0,4кВ точка измерения №5 | Т-0,66 УЗ класс точности 0,5S Ктт=100/5 Зав. № 181771; 181770 Госреестр № 15764-96 | - | EA05RAL-P1B-3 класс точности 0,5S/1,0 Зав. № 1138521 Госреестр № 16666-07 | RTU-327 зав. № 001232 Госреестр № 41907 - 09 | ИВК Центра сбора данных | активная реактивная |
| 6 | Ф-5 ДПР 27,5 кВ точка измерения №6 | ТФН-35; ТФН-35 класс точности 0,5 Ктт=600/5 Зав. № 17117; 43896 Госреестр № 3690-73; 26417-06 | - | EA05RAL-P1B-3 класс точности 0,5S/1,0 Зав. № 1138527 Госреестр № 16666-07 | активная реактивная |
| ТП «Виленки» |
| 7 | ТСН-1 0,4кВ точка измерения №7 | Т-0,66 УЗ класс точности 0,5 Ктт=300/5 Зав. № 191034; 191047 Госреестр № 15764-96 | - | EA05RL-P1B-3 класс точности 0,5S/1,0 Зав. № 1138555 Госреестр № 16666-07 | RTU-327 зав. № 001232 Госреестр № 41907 - 09 | ИВК Центра сбора данных | активная реактивная |
| 8 | ТСН-2 0,4кВ точка измерения №8 | Т-0,66 УЗ класс точности 0,5 Ктт=300/5 Зав. № 191003; 191046 Госреестр № 15764-96 | - | EA05RL-P1B-3 класс точности 0,5S/1,0 Зав. № 1138741 Госреестр № 16666-07 | активная реактивная |
| 9 | ТСН-3 0,4кВ точка измерения №9 | Т-0,66 УЗ класс точности 0,5 Ктт=300/5 Зав. № 191019; 191022 Госреестр № 15764-96 | - | EA05RL-P1B-3 класс точности 0,5S/1,0 Зав. № 1138610 Госреестр № 16666-07 | активная реактивная |
| 10 | Душ 0,4кВ точка измерения №10 | Т-0,66 УЗ класс точности 0,5 Ктт=100/5 Зав. № 181777; 179391 Госреестр № 15764-96 | - | EA05RL-P1B-3 класс точности 0,5S/1,0 Зав. № 1138684 Госреестр № 16666-07 | активная реактивная |
Продолжение таблицы 2
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 11 | Насосная 0,4кВ точка измерения №11 | Т-0,66 УЗ класс точности 0,5 Ктт=50/5 Зав. № 340; 111112 Госреестр № 15764-96 | - | EA05RL-P1B-3 класс точности 0,5S/1,0 Зав. № 1138626 Госреестр № 16666-07 | RTU-327 зав. № 001232 Госреестр № 41907 - 09 | ИВК Центра сбора данных | активная реактивная |
| 12 | Котельная 0,4кВ точка измерения №12 | Т-0,66 УЗ класс точности 0,5 Ктт=20/5 Зав. № 21021; 21020 Госреестр № 15764-96 | - | EA05RL-P1B-3 класс точности 0,5S/1,0 Зав. № 1138704 Госреестр № 16666-07 | активная реактивная |
| 13 | Ф-1 СЦБ 10кВ точка измерения №13 | ТПЛ-10 класс точности 0,5 Ктт=40/5 Зав. № 32864; 17688 Госреестр № 22192-07 | - | EA05RL-P1B-3 класс точности 0,5S/1,0 Зав. № 1138655 Госреестр № 16666-07 | активная реактивная |
| 14 | Ф-2 СЦБ 10кВ точка измерения №14 | ТПЛ-10 класс точности 0,5 Ктт=40/5 Зав. № 32868; 32869 Госреестр № 22192-07 | - | EA05RL-P1B-3 класс точности 0,5S/1,0 Зав. № 1138646 Госреестр № 16666-07 | активная реактивная |
Таблица 3 - Метрологические характеристики ИИК (активная энергия)
| Номер ИИК | Диапазон значений силы тока | Доверительные границы относительной погрешности результата измерений активной электроэнергии при доверительной вероятности P=0,95: |
| Основная относительная погрешность ИК, (±3), % | Относительная погрешность ИК в рабочих условиях эксплуатации, (± 3), % |
| cos ф = 1,0 | cos ф = 0,87 | cos ф = 0,8 | cos ф = 1,0 | cos ф = 0,87 | cos ф = 0,8 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1-5 | 0,01(0,02)Ihi < Ii < 0,051н1 | 2,0 | 2,3 | 2,6 | 2,3 | 2,6 | 2,9 |
| 0,05Ihi < I1 < 0,21н1 | 1,0 | 1,4 | 1,6 | 1,6 | 1,9 | 2,0 |
| (ТТ 0,5S; Сч 0,5S) | 0,2Ih1 < I1 < 1н1 | 0,8 | 1,0 | 1,1 | 1,4 | 1,6 | 1,7 |
| 1н1 < I1 < 1,21н1 | 0,8 | 1,0 | 1,1 | 1,4 | 1,6 | 1,7 |
| 6-14 | 0,051н1 < I1 < 0,2Ih1 | 1,7 | 2,4 | 2,8 | 2,1 | 2,7 | 3,1 |
| 0,2Ih1 < I1 < 1н1 | 1,0 | 1,3 | 1,5 | 1,6 | 1,8 | 2,0 |
| (ТТ 0,5; Сч 0,5S) | 1н1 < I1 < 1,21н1 | 0,8 | 1,0 | 1,1 | 1,4 | 1,6 | 1,7 |
Таблица 4 - Метрологические характеристики ИИК (реактивная энергия)
| Номер ИИК | Диапазон значений силы тока | Доверительные границы относительной погрешности результата измерений реактивной электроэнергии при доверительной вероятности P=0,95: |
| Основная относительная погрешность ИК, (±3), % | Относительная погрешность ИК в рабочих условиях эксплуатации, (± 3), % |
| cos ф = 0,87 (sin ф = 0,5) | cos ф = 0,8 (sin ф = 0,6) | cos ф = 0,87 (sin ф = 0,5) | cos ф = 0,8 (sin ф = 0,6) |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 - 5 (ТТ 0,5S; Сч 1,0) | 0,02Ihi < I1 < 0,05Ihi | 4,9 | 4,0 | 5,8 | 5,1 |
| 0,05Ih1 < I1 < 0,2Ihi | 3,1 | 2,6 | 4,4 | 4,0 |
| 0,2Ih1 < I1 < Ih1 | 2,1 | 1,8 | 3,7 | 3,6 |
| IH1 < I1 < 1,2IH1 | 2,1 | 1,8 | 3,7 | 3,6 |
| 6 - 14 (ТТ 0,5; Сч 1,0) | 0,05Ih1 < I1 < 0,2Ihi | 5,5 | 4,4 | 6,3 | 5,4 |
| 0,2IH1 < I1 < IH1 | 2,8 | 2,4 | 4,2 | 3,9 |
| IH1 < I1 < 1,2Ih1 | 2,1 | 1,8 | 3,7 | 3,6 |
Ход часов компонентов АИИС КУЭ не превышает ±5 с/сут.
Примечания:
1. Характеристики погрешности ИИК даны для измерения электроэнергии и средней мощности (получасовой);
2. Нормальные условия эксплуатации :
Параметры сети:
• диапазон напряжения - от 0,99^Uh до 1,01-Uh;
• диапазон силы тока - от 0,05^Ih до 1,2^Ih;
• диапазон коэффициента мощности cos9 (sm9) - от 0,5 до 1,0 (от 0,87 до 0,5);
• температура окружающего воздуха: ТТ и ТН - от минус 40 до 50 °С; счетчиков - от 10 до 30 °С; ИВКЭ - от 10 до 30 °С; ИВК - от 10 до 30 °С;
• частота - (50 ± 0,15) Гц;
• магнитная индукция внешнего происхождения, не более 0,05 мТл.
3. Рабочие условия эксплуатации:
Для ТТ и ТН:
• параметры сети: диапазон первичного напряжения - от 0).9Ч.Л| до 1,1-Uhi; диапазон силы первичного тока - от 0,0Ь1н1 до 1,2^1н1 для ИИК № 1 - 5; от 0,05^1н1 до 1,2^1н1 для ИИК № 6 - 14; коэффициент мощности cos9 (sm9) - от 0,8 до 1,0 (от 0,6 до 0,5); частота - (50 ± 0,4) Гц;
• температура окружающего воздуха - от минус 30 °С до 35 °С.
Для счетчиков электроэнергии «ЕвроАльфа»:
• параметры сети: диапазон вторичного напряжения - от 0,9^Uh2 до 1,1-Uh2; диапазон силы первичного тока - от 0,014h2 до I,2'!ii2; коэффициент мощности cos9 (sm9) -от 0,8 до 1,0 (от 0,6 до 0,5); частота - (50 ± 0,4) Гц;
• температура окружающего воздуха - от 10 °С до 30 °С;
• магнитная индукция внешнего происхождения, не более - 0,5 мТл.
4. Трансформаторы тока по ГОСТ 7746-2001, трансформаторы напряжения по ГОСТ 1983-2001, счетчики электроэнергии в режиме измерения активной электроэнергии по ГОСТ Р 52323-2005, в режиме измерения реактивной электроэнергии по ГОСТ Р 52425-2005.
5. Допускается замена измерительных трансформаторов и счетчиков на аналогичные (см. п. 4 Примечаний) утвержденных типов с метрологическими характеристиками не хуже, чем у перечисленных в Таблице 2.
Параметры надежности применяемых в АИИС КУЭ измерительных компонентов:
• в качестве показателей надежности измерительных трансформаторов тока и напряжения, в соответствии с ГОСТ 1983-2001 и ГОСТ 7746-2001, определены средний срок службы и средняя наработка на отказ;
• счетчик «ЕвроАльфа» - среднее время наработки на отказ не менее 80000 часов, среднее время восстановления работоспособности 48 часов;
• УСПД - среднее время наработки на отказ не менее 100000 часов, среднее время восстановления работоспособности 1 час.
Надежность системных решений:
• резервирование питания УСПД с помощью источника бесперебойного питания и устройства АВР;
• резервирование каналов связи: информация о результатах измерений может передаваться с помощью электронной почты и сотовой связи;
• в журналах событий счетчика и УСПД фиксируются факты:
J параметрирования;
•S пропадания напряжения;
J коррекция времени.
Защищенность применяемых компонентов:
• наличие механической защиты от несанкционированного доступа и пломбирование:
•S счетчика;
•S промежуточных клеммников вторичных цепей напряжения;
S испытательной коробки;
J УСПД.
• наличие защиты на программном уровне:
J пароль на счетчике;
J пароль на УСПД;
J пароли на сервере, предусматривающие разграничение прав доступа к измерительным данным для различных групп пользователей.
Возможность коррекции времени в:
• счетчиках (функция автоматизирована);
• УСПД (функция автоматизирована).
Глубина хранения информации:
• электросчетчик - тридцатиминутный профиль нагрузки в двух направлениях при отключении питания - до 5 лет;
• ИВК - суточные данные о тридцатиминутных приращениях электропотребления по каждому каналу и электропотребление за месяц по каждому каналу - не менее 35 суток; при отключении питания - не менее 3 лет.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульные листы эксплуатационной документации на систему автоматизированную информационно-измерительную коммерческого учёта электроэнергии (АИИС КУЭ) тяговых подстанций Московской ЖД - филиала ОАО «РЖД» в границах Рязанской области типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки входит техническая документация на систему и на комплектующие средства измерений.
Комплектность АИИС КУЭ представлена в таблице 5.
Таблица 5 - Комплектность АИИС КУЭ
| Наименование | Кол-во, шт. |
| Трансформаторы тока Т-0,66 УЗ | 22 |
| Трансформаторы тока типа ТФН-35 | 1 |
| Трансформаторы тока типа ТФН-35 | 1 |
| Трансформаторы тока проходные с литой изоляцией ТПЛ-10 | 4 |
| Трансформаторы напряжения | 0 |
| Устройство сбора и передачи данных серии RTU-327 | 1 |
| Счётчики электрической энергии многофункциональные ЕвроАльфа | 14 |
| Устройство синхронизации системного времени на базе GPS-приемника | 1 |
| Сервер управления HP ML 360 G5 | 1 |
| Сервер основной БД HP ML 570 G4 | 1 |
| Сервер резервный БД HP ML 570 G4 | 1 |
| Методика поверки | 1 |
| Формуляр | 1 |
| Инструкция по эксплуатации | 1 |
Поверка
осуществляется по документу МП 1418/446-2012 «Система автоматизированная
информационно-измерительная коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ) тяговых подстанций Московской ЖД - филиала ОАО «РЖД» в границах Рязанской области. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФБУ «Ростест-Москва» в октябре 2012 г.
Средства поверки - по НД на измерительные компоненты:
• Трансформаторы тока - в соответствии с ГОСТ 8.217-2003 «ГСИ. Трансформаторы тока. Методика поверки»;
• Трансформаторы напряжения - в соответствии с ГОСТ 8.216-88 «ГСИ. Трансформаторы напряжения. Методика поверки» и/или МИ 2925-2005 «Измерительные трансформаторы напряжения 35...330/V3 кВ. Методика поверки на месте эксплуатации с помощью эталонного делителя»;
• Средства измерений МИ 3195-2009 «Государственная система обеспечения единства измерений мощность нагрузки трансформаторов напряжения без отключения цепей. Методика выполнения измерений».
• Средства измерений МИ 3196-2009 «Государственная система обеспечения единства измерений вторичная нагрузка трансформаторов тока без отключения цепей. Методика выполнения измерений»;
• счётчик электрической энергии «ЕвроАльфа» - по документу
«Многофункциональный многопроцессорный счётчик электрической энергии типа ЕвроАЛЬФА (ЕА). Методика поверки.»
• УСПД RTU-327 - по документу «Устройства сбора и передачи данных серии RTU-327. Методика поверки. ДЯИМ.466215.007.МП»;
• радиочасы МИР РЧ-01, принимающие сигналы спутниковой навигационной системы Global Positioning System (GPS), номер в Государственном реестре средств измерений № 27008-04;
• переносной компьютер с ПО и оптический преобразователь для работы с счетчиками системы и с ПО для работы с радиочасами МИР РЧ-01.
Сведения о методах измерений
Метод измерений изложен в документе «Инструкция по эксплуатации системы автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ) тяговых подстанций Московской ЖД - филиала ОАО «РЖД» в границах Рязанской области».
Нормативные документы
электроэнергии (АИИС КУЭ) тяговых подстанций Московской ЖД - филиала ОАО «РЖД» в границах Рязанской области
1. ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия».
2. ГОСТ 34.601-90 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания».
3. ГОСТ Р 8.596-2002 «ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения».
4. ГОСТ 7746-2001 «Трансформаторы тока. Общие технические условия».
5. ГОСТ 1983-2001 «Трансформаторы напряжения. Общие технические условия».
6. ГОСТ Р 52323-2005 (МЭК 62053-22:2003) «Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 22. Статические счетчики активной энергии классов точности 0,2S и 0,5S».
7. ГОСТ Р 52425-2005 (МЭК 62053-23:2003) «Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 23. Статические счетчики реактивной энергии».
Рекомендации к применению
Осуществление торговли и товарообменных операций.
