Система телеизмерений и телесигнализаций на основе микропроцессорного комплекса и цифровых измерительных преобразователей филиала ОАО "ГидроОГК" - "Волжская ГЭС"

Назначение

Система телеизмерений и телесигнализаций на основе микропроцессорного комплекса и цифровых измерительных преобразователей филиала ОАО «ГидроОГК» - «Волжская ГЭС» (далее - СТиТ ВолГЭС) предназначена для дистанционного измерения и контроля параметров технологического процесса генерации и распределения электрической энергии Филиала ОАО «ГидроОГК» - «Волжская ГЭС» г. Волжский, а также передачи этой информации в автоматизированную систему Системного оператора.

Система используется при диспетчерско-технологическом управлении филиала ОАО «ГидроОГК» - «Волжская ГЭС» для оптимизации режимов работы оборудования, повышения надежности и безаварийности работы и увеличения сроков его эксплуатации.

Описание

СТиТ ВолГЭС предусматривает сбор и обработку параметров телеизмерений и телесигнализации, содержит средства сбора, обработки, отображения, регистрации, хранения и передачи информации на верхние уровни диспетчерского управления в соответствии с проектом.

Система реализована на базе программно-технических решений компании Siemens: контроллеров SIMATIC S7 400, многофункциональных измерителей электрических величин SIME AS Р 100 и различных коммуникационных средств и протоколов передачи данных.

СТиТ ВолГЭС обеспечивает выполнение следующих основных функций:

- измерение действующих значений тока по каждой фазе 1а, 1в, 1с и среднего по 3-м фазам действующего значения силы электрического тока 1ср;

- измерение действующих значений линейных Uab, Ubc, Uca и фазных напряжений Ua, Ub, Uc и среднего из 3-х действующих значений линейного иср.ЛИн и фазного иср фаз напряжений;

- измерение полной (кажущейся) Sa, Sb, Sc, ScyM, активной Рд, Рв, Рс, Реум и реактивной Qa, Qb, Qc, QcyM мощности по каждой фазе и суммарно;

- измерение частоты f переменного тока;

- сбор и первичную обработку дискретных сигналов;

- ведение единого времени компонентов СТиТ ВолГЭС с точностью до 10 мс;

- регистрацию сигналов телеизмерений с меткой времени с точностью до 10 мс;

- разграничение прав доступа пользователей к функциям и данным с использованием паролей;

- формирование архивов сообщений и параметров, их визуализацию на экране в табличной и графической формах (тренды, отчеты) по запросу оператора;

- протоколирование сообщений и действий оператора;

- динамическое представление режимов работы энергообъекта в реальном масштабе времени;

- передачу аналоговой и дискретной информации на автоматизированные рабочие места (АРМ) оператора филиала ОАО «ГидроОГК» - «Волжская ГЭС» и на диспетчерский пункт филиала ОАО «СО-ЦДУ ЕЭС» - Волгоградское РДУ.

СТиТ ВолГЭС представляет собой многоуровневую распределенную информационноизмерительную систему и находится на нижней ступени иерархии системы диспетчерского управления с центром сбора информации в филиале ОАО «СО-ЦДУ ЕЭС» - Волгоградское РДУ.

1 -й (полевой) уровень включает в себя следующие компоненты:

- измерительные трансформаторы тока и напряжения;

- измерители электрических величин (ИЭВ) SIMEAS Р 100;

- источники дискретных сигналов (блок-контакты, контакты реле).

2-й (средний) уровень включает в себя:

- программируемые контроллеры SIMATIC S7-400 среднего уровня;

- промышленные сети для коммуникации устройств нижнего уровня с оборудованием верхнего уровня.

3-й (верхний) уровень - включает в себя:

- программируемые контроллеры SIMATIC S7-400 верхнего уровня;

- сервер баз данных (БД) СТиТ ВолГЭС;

- АРМ СТиТ ВолГЭС;

- средства локальной вычислительной сети, объединяющей АРМы и серверы;

- средства передачи информации (коммуникационное оборудование) для передачи информации на диспетчерский пункт филиала ОАО «СО-ЦДУ ЕЭС» - Волгоградское РДУ.

Первичные фазные токи и напряжения масштабируются измерительными трансформаторами в сигналы низкого уровня (100 В, 1/5 А), которые по проводным линиям связи поступают на соответствующие входы ИЭВ SIMEAS Р 100, преобразующих мгновенные значения аналоговых сигналов в цифровой код. Частота (f) в ИЭВ определяется по одному из линейных напряжений. По мгновенным значениям силы электрического тока и напряжения в микропроцессоре ИЭВ вычисляются действующие значения фазного (UA, UB, Uc) и линейного (Uab, UBc, UCa) напряжений, фазных токов (1А, 1в, 1с), а также фазные и средние за период сети значения трехфазной активной (РА, Рв, Рс, Рср), реактивной (QA, QB, Qc, Qcp) и полной (SA, SB, Sc, Scp) мощности.

Цифровой сигнал с выхода ИЭВ по проводным линиям связи (электрическим и оптическим) поступает на входы программируемого контроллера среднего уровня SIMATIC S7-400 . В контроллере осуществляется: приведение действующих значений линейного и фазного напряжения, действующих значений силы фазного тока, активной и реактивной мощности в именованные величины с учетом коэффициентов трансформации ТТ и TH и нормирующих коэффициентов ИЭВ, формирование групп (суммирование) по активной и реактивной мощностям, присвоение полученным данным меток времени, оперативное хранение и накопление измерительной информации.

Сбор информации с контроллеров среднего уровня производится дублированными контроллерами верхнего уровня SIMATIC S7-400. Они осуществляют сбор и передачу на уровень каналообразующей аппаратуры и сервера БД параметров телеизмерений и телесигнализации в форме протокола МЭК 60870-5-104.

На верхнем уровне СТиТ ВолГЭС выполняется дальнейшая обработка измерительной информации: формирование и хранение поступающей информации; предоставление информации оперативному персоналу (вывод на АРМ); оформление справочных и отчетных документов и их распечатка.

Передача информации в автоматизированную систему Системного оператора осуществляется от программируемого контроллера по выделенным цифровым каналам. СТиТ ВолГЭС поддерживает протоколы передачи данных станционного и диспетчерского уровня (Profibus, Ethernet, МЭК 60870-5-101 и МЭК 60870-5-104), имеет современные стандартизованные интерфейсы обмена данными.

СТиТ ВолГЭС оснащена устройством синхронизации системного времени SICLOCK ТМ (УССВ). УССВ включает в себя приемник сигналов точного времени.

Состав измерительных каналов и их основные метрологические характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1. Состав и метрологические характеристики ИК

Окончание таблицы 1

Примечания

1. В качестве характеристик относительной погрешности указаны границы интервала, соответствующие вероятности 0,95.

2. Трансформаторы тока по ГОСТ 7746-2001, трансформаторы напряжения по ГОСТ 1983-2001.

3. Допускается замена измерительных трансформаторов и измерительных преобразователей на аналогичные утвержденных типов с метрологическими характеристиками не хуже, чем у перечисленных в Таблице 1.

4. Основная относительная погрешность измерения приведена для следующих нормальных условий применения:

- параметры сети:              напряжение            (0,98 -ь 1,02) Ином;

ток                     1ном;

coscp                      0,9 инд.;

частота сети           (0,99 + 1,01) 1ном;

- температура окружающей среды (20 ± 5) °C;

5. Относительная погрешность измерения приведена для следующих рабочих условий применения:

- параметры сети              напряжение            (0,9 4-1,1) ином;

ток                       (0,1 ч-1,2) 1ном;

coscp                      0,5 инд. 4-1,0;

частота сети            (0,98 4- 1,02) Гном;

- относительная влажность до 80 % без конденсации влаги во всем диапазоне рабочих температур;

- магнитное поле напряженностью не более 400 А/м;

- допускаемая температура окружающей среды:

для измерительных трансформаторов от минус 40 до плюс 55 °C;

для ИЭВ от 15 до +30 °C.

Дополнительная относительная погрешность, вызванная падением напряжения в линиях соединения преобразователей измерительных преобразователей с TH, не более 0,25%.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульные листы паспорта системы телеизмерений и телесигнализаций на основе микропроцессорного комплекса и цифровых измерительных преобразователей филиала ОАО «ГидроОГК» - «Волжская ГЭС».

Комплектность

Комплектность системы телеизмерений и телесигнализаций на основе микропроцессорного комплекса и цифровых измерительных преобразователей филиала ОАО «ГидроОГК» -«Волжская ГЭС» определяется проектной документацией на систему.

В комплект поставки входит техническая документация на систему и на комплектующие средства измерений.

Поверка

Поверка системы проводится по документу «Система телеизмерений и телесигнализаций на основе микропроцессорного комплекса и цифровых измерительных преобразователей филиала ОАО «ГидроОГК» - «Волжская ГЭС». Методика поверки измерительных каналов» ВА-УМ.425270.109.МП., согласованному с ФГУП «ВНИИМС» в марте 2008 г.

Межповерочный интервал отдельно поверяемых измерительных компонентов системы-в соответствии с их технической документацией; совместно поверяемой части системы - 4 года.

Нормативные документы

ГОСТ Р 8.596-2002 Системы информационно-измерительные. Метрологическое обеспечение. Общие положения.

ГОСТ Р МЭК 870—4-93 Устройства и системы телемеханики. Часть 4. Технические требования.

Техническая документация ООО «Компания Этна-Холдинг», г. Смоленск, заводской номер ВАУМ.425270.109.

Заключение

Тип системы телеизмерений и телесигнализаций на основе микропроцессорного комплекса и цифровых измерительных преобразователей филиала ОАО «ГидроОГК» - «Волжская ГЭС», заводской номер ВАУМ.425270.109, утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведёнными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен в эксплуатации согласно государственным поверочным схемам.