Назначение
Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии (мощности) ОАО «РУСАЛ САЯНАЛ» предназначена для измерений активной и реактивной электрической энергии и мощности, времени и интервалов времени.
Описание
Конструкция АИИС КУЭ ОАО «РУСАЛ САЯНАЛ» представляет многофункциональную трехуровневую автоматизированную систему с централизованным управлением и распределённой функцией измерений активной и реактивной электрической энергии и мощности и включает в себя следующие уровни:
Первый уровень - измерительные трансформаторы тока и напряжения и счетчики активной и реактивной электрической энергии, вторичные измерительные цепи и технические средства приема-передачи данных, образующие два измерительных канала системы по количеству точек учета электрической энергии.
Второй уровень - уровень электроустановки: включает в себя один информационноизмерительный комплекс электроустановки (ИВКЭ) с установленными устройством сбора и передачи данных (УСПД) RTU-325, номер 37288-08 в Государственном реестре средств измерений (Госреестре СИ) и каналообразующей аппаратурой, выполняющего организацию коммерческого многотарифного учета электрической энергии в течение заданного интервала времени, измерения средних мощностей на заданных интервалах времени, передачи данных в базу данных.
Третий уровень - информационный уровень: включает в себя информационновычислительный комплекс (ИВК) ОАО «РУСАЛ САЯНАЛ» и АРМ пользователя. Сервер баз данных выполнен как составная часть ИВК на базе компьютера типа HP ProLiant с установленным программным обеспечением «Альфа Центр».
Структурная схема АИИС КУЭ ОАО «РУСАЛ САЯНАЛ» приведена на рисунке 1.
Принцип действия АИИС КУЭ ОАО «РУСАЛ САЯНАЛ» заключается в
следующем.
Первичные токи и напряжения преобразуются измерительными трансформаторами в унифицированные аналоговые сигналы, которые по проводным линиям связи поступают на измерительные входы счетчика электрической энергии. В счетчике электрической энергии мгновенные значения аналоговых сигналов преобразуются в цифровой код. По мгновенным значениям электрического тока и напряжения в микропроцессоре счетчика электрической энергии вычисляются соответствующие мгновенные значения активной электрической мощности без учета коэффициентов трансформации. За каждый интервал времени измерений 0,02 с счетчик электрической энергии измеряет активную электрическую мощность, рассчитывает полную электрическую мощность как произведение действующих значений напряжения и тока, рассчитывает реактивную электрическую мощность по значениям полной и активной мощности.
Средние активная и реактивная электрические мощности на интервале времени измерений, равном 30 мин, вычисляются как средние значения результатов измерений на интервале времени усреднения 0,02 с.
Рисунок 1 - Структурная схема АИИС КУЭ ОАО «РУСАЛ САЯНАЛ»
Информация о результатах измерений с выходов счетчиков в виде цифрового кода по каналам связи поступает на входы УСПД RTU-325, где производится хранение данных и передача их на уровень ИВК.
Результаты измерений электрической энергии и мощности с УСПД RTU 325 поступают по цифровым каналам связи в ИВК, где производится их обработка (умножение результатов измерений энергии на коэффициенты трансформации), сбор и хранение.
АИИС КУЭ ОАО «РУСАЛ САЯНАЛ» включает систему обеспечения единого времени (СОЕВ). В состав ИВКЭ входит устройство синхронизации системного времени (УСВ) типа 16HVS, которое обеспечивает автоматическую коррекцию времени УСПД при достижении разности времени УСПД и УСВ в одну секунду. Проверка необходимости коррекции времени УСПД выполняется при каждом коммуникационном сеансе. Часы счетчика электрической энергии синхронизируются УСПД при каждом сеансе обмена данными при расхождении времени счетчика и УСПД две и более секунд. Часы ИВК синхронизируются при каждом коммуникационном сеансе при превышении разности показаний времени УСПД и ИВК 2 секунды.
Состав измерительных каналов АИИС КУЭ ОАО «РУСАЛ САЯНАЛ» приведен в таблице 1.
Уровень ИВКЭ АИИС КУЭ реализован на базе УСПД RTU-325- T-512-V3-B4-G, номер 37288-08 в Госреестре СИ, заводской номер 005797.
Уровень ИВК АИИС КУЭ реализован на базе ИВК «Альфа ЦЕНТР», номер 44595-10 в Госреестре СИ.
Лист № 3
Всего листов 8
Таблица 1 - Состав измерительных каналов АИИС КУЭ ОАО «РУСАЛ САЯНАЛ»
| №№ | Наименование точки учёта | Состав измерительного канала | Вид электрической энергии |
| Трансформатор тока | Трансформатор напряжения | Счетчик трёхфазный переменного тока активной и реактивной энергии |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | 1сш., яч.6 Ввод ТД-1 | ТШЛ-10У3 КТ 0,5; К=3000 А/5 А Зав. № 3159; -; 3118 Госреестр СИ№ 3972-73 | НАМИ-10 КТ 0,2; К=10 000 / 100 Зав. № 2617 Госреестр СИ № 11094-87 | A1805RL-P4GB-DW4 КТ 0,5S/1,0; 1ном= 5 А R = 5 000 имп/(кВт-ч) Зав. № 01223402 Госреестр СИ №. 31857-06 | активная реактивная |
| 2 | 2сш., яч.14 Ввод ТД-2 | ТШЛ-10У3 КТ 0,5; К=3000 А/5 А Зав. № 3114; -; 3149 Госреестр СИ № 3972-73 | НАМИ-10 КТ 0,2; К=10 000 / 100 Зав. № 2631 Госреестр СИ № 11094-87 | A1805RL-P4GB-DW4 КТ 0,5S/1,0; 1ном= 5 А R = 5 000 имп/(кВт-ч) Зав. № 01223401 Госреестр СИ №. 31857-06 | активная реактивная |
Лист № 4
Всего листов 8
Предусмотрены следующие способы защиты информации от несанкционированного доступа:
- путем пломбирования испытательных коробок, электросчетчиков, клеммников, цепей передачи информации от электросчетчиков к УСПД и УСПД;
- путем пломбирования элементов счетчиков и УСПД, с помощью которых может осуществляться изменение параметров настройки устройств, системного времени и накопленных данных;
- путем ограничения доступа к трансформаторам тока и напряжения, счетчикам, УСПД и серверу БД (размещением технических средств в закрываемых помещениях и закрываемых шкафах).
Программное обеспечение
В состав ПО АИИС КУЭ входит: ПО счетчиков электроэнергии, ПО УСПД и ПО сервера БД АИИС КУЭ. Программные средства сервера БД АИИС КУЭ содержат: базовое (системное) ПО, включающее операционную систему, программы обработки текстовой информации, сервисные программы, ПО систем управления базами данных (СУБД) и прикладное ПО ИВК «Альфа ЦЕНТР», ПО СОЕВ.
Состав и идентификационные данные ПО АИИС КУЭ ОАО «РУСАЛ САЯНАЛ» приведены в таблице 2.
Управление сбором данных осуществляется при помощи программного обеспечения «Альфа ЦЕНТР», которое функционирует на сервере ИВК. Интерфейс ПО содержит в себе средства предупреждения пользователя, если его действия могут повлечь изменение или удаление результатов измерений. Программное обеспечение и конструкция счетчиков, УСПД и сервера сбора данных после конфигурирования и настройки обеспечивают защиту от несанкционированного доступа и изменения его параметров.
Метрологически значимая часть ПО содержит специальные средства защиты, исключающие возможность несанкционированной модификации, загрузки (в том числе загрузки фальсифицированного ПО и данных), считывания из памяти счетчиков, УСПД и сервера, удаления или иных преднамеренных изменений метрологически значимой части ПО и измеренных данных.
Специальными средствами защиты метрологически значимой части ПО и измеренных данных от преднамеренных изменений являются:
- средства проверки целостности ПО, выполняющие расчёт контрольной суммы метрологически значимой части ПО и сравнение ее с требуемым значением;
- средства обнаружения и фиксации событий;
- средства управления доступом с использованием многоуровневой системы паролей;
- средства защиты на физическом уровне (HASP-ключи).
Влияние программного обеспечения на метрологические характеристики АИИС КУЭ ОАО «РУСАЛ САЯНАЛ» оценивается относительным отличием результатов расчёта от опорных значений, пределы которого составляют ± 1 единицу младшего разряда результата измерений.
Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню С по МИ 3286-2010.
Пределы допускаемых значений относительной погрешности измерений активной и реактивной электроэнергии не зависят от способов передачи измерительной информации и способов организации измерительных каналов ИВК «АльфаЦЕНТР».
Таблица 2 - Идентификационные данные ПО
| Наименование программного обеспечения | Наименование программного модуля (идентификационное наименование ПО) | Наименование файла | Номер версии ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| ПО «Альфа ЦЕНТР» | Программа-планировщик опроса и передачи данных (стандартный каталог для всех модулей C:\alphacenter\exe) | Amrserver.exe | 11.02.02 | 582b756b2098a6dabbe5 2eae57e3e239 | MD5 |
| Драйвер ручного опроса счётчиков и УСПД | Amrc.exe | b3bf6e3e5100c068b964 7d2f9bfde8dd |
| Драйвер автоматического опроса счётчиков и УСПД | Amra.exe | 764bbe1ed87851a0154d ba8844f3bb6b |
| Драйвер работы с БД | Cdbora2.dll | 7dfc3b73d1d1f209cc472 7c965a92f3b |
| Библиотека шифрования пароля счётчиков A1800 | Encryptdll.dll | 0939ce05295fbcbbba40 0eeae8d0572c |
| Библиотека сообщений планировщика опросов | Alphamess.dll | b8c331abb5e34444170e ee9317d635cd |
Технические характеристики
Метрологические характеристики АИИС КУЭ ОАО «РУСАЛ САЯНАЛ» приведены в таблицах 3-4.
Таблица 3 - Метрологические характеристики АИИС КУЭ при измерении активной электрической энергии Wа, ее приращений за интервал времени 30 мин и средней мощности
| Номер точки измерений | Классы точности ТТ; ТН; счетчика | Диапазон тока | Доверительные границы относительной погрешности измерений активной электрической энергии, ее приращений и средней активной мощности при доверительной вероятности Р= 0,95, %, при коэффициенте мощности |
| в нормальных условиях | в рабочих условиях |
| 0,8 | 0,87 | 1 | 0,8 | 0,87 | 1 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 1, 2 | ТТ 0,5 ТН 0,2 Сч 0,5S | 11(2) % < I <15 % | - | - | - | - | - | - |
| 15 % < I <120 % | ± 2,9 | ± 2,5 | ± 1,8 | ± 3,1 | ± 2,8 | ± 2,1 |
| 120 % < I <1100 % | ± 1,5 | ± 1,4 | ± 1,1 | ± 2,0 | ± 1,8 | ± 1,6 |
| 1100 % < I <1120 % | ± 1,2 | ± 1,0 | ± 0,9 | ± 1,7 | ± 1,6 | ± 1,5 |
Таблица 4 - Метрологические характеристики АИИС КУЭ при измерении реактивной электрической энергии WР, ее приращений за интервал времени 30 мин и средней мощности
| Номер точки измерений | Классы точности ТТ; ТН; счетчика | Диапазон тока | Доверительные границы относительной погрешности измерений активной электрической энергии, ее приращений и средней активной мощности при доверительной вероятности Р= 0,95, %, при коэффициенте мощности |
| в нормальных условиях | в рабочих условиях |
| 0,8 | 0,87 | 0,8 | 0,87 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 1, 2 | ТТ 0,5 ТН 0,2 Сч 1 | 15 % < I <120 % | ± 4,5 | ± 5,5 | ± 4,8 | ± 5,8 |
| 120 % < I <1100 % | ± 2,4 | ± 2,9 | ± 2,7 | ± 3,2 |
| 1100 % < I <1120 % | ± 1,9 | ± 2,2 | ± 2,2 | ± 2,5 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений времени ± 5 с.
Пределы допускаемой погрешности измерений интервалов времени ± 5 с/сут.
Лист № 6
Всего листов 8
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульные листы эксплуатационной документации на систему автоматизированную информационно-измерительную коммерческого учета электрической энергии (мощности) ОАО «РУСАЛ САЯНАЛ» типографским способом.
Комплектность
Комплектность АИИС КУЭ ОАО «РУСАЛ САЯНАЛ» определяется проектной документацией на систему. В комплект поставки входит техническая документация на систему и на комплектующие средства измерений.
Комплектность АИИС КУЭ ОАО «РУСАЛ САЯНАЛ» представлена в таблице 5.
Таблица 5 - Комплектность
| Наименование | Кол-во, шт. |
| Трансформатор тока типа ТШЛ-10У3 | 4 |
| Трансформатор напряжения типа НАМИ-10 | 2 |
| Счётчик электрической энергии типа A1805RL-P4GB-DW4 | 2 |
| Устройство синхронизации системного времени 16HVS | 1 |
| УСПД RTU-325- T-512-V3-B4-G | 1 |
| ИВК «Альфа ЦЕНТР» | 1 |
| Методика поверки | 1 |
| Формуляр | 1 |
| Инструкция по эксплуатации | 1 |
Поверка
Поверка осуществляется по документу «Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии (мощности) ОАО «РУСАЛ САЯНАЛ». Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ Пензенский ЦСМ 19 июля 2011г.
Рекомендуемые средства поверки:
- мультиметр «Ресурс-ПЭ». Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений угла фазового сдвига между напряжениями ± 0,1°. Пределы допускаемой относительной погрешности измерений напряжения: от 15 до 300 В ± 0,2 %; от 15 до 150 мВ ± 2,0 %. Пределы допускаемой относительной погрешности измерений тока: от 0,05 до 0,25 А ± 1,0 %; от 0,25 до 7,5 А ± 0,3 %. Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений частоты ± 0,02 Гц;
- радиочасы РЧ-011. Погрешность синхронизации шкалы времени ± 0,1 с.
- переносной компьютер с ПО и оптический преобразователь для работы с счетчиками системы и с ПО для работы с радиочасами РЧ-011.
Сведения о методах измерений
Методика измерений изложена в документе «Методика измерений количества электрической энергии (мощности) с использованием автоматизированной информационноизмерительной системы коммерческого учета электроэнергии (мощности) ОАО «РУСАЛ САЯНАЛ».
Лист № 8
Всего листов 8
Нормативные документы
1. Автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета электроэнергии ОАО «РУСАЛ САЯНАЛ». Технорабочий проект. 86619795.422231.140.ТРП
2. Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии (мощности) ОАО «РУСАЛ САЯНАЛ». Методика поверки
Рекомендации к применению
Осуществление торговли и товарообменных операций.
