АИИС КУЭ «ВМК» представляет собой многофункциональную трехуровневую автоматизированную систему с централизованным управлением и распределённой функцией измерения. В состав АИИС КУЭ «ВМК» входит система обеспечения единого времени (СОЕВ), формируемая на всех уровнях.

АИИС КУЭ включает в себя следующие уровни:

• 1- й уровень - измерительные каналы (далее - ИК), которые включают в себя измерительные трансформаторы тока (ТТ) класса точности 0,2 и 0,5 по ГОСТ 7746-2001, измерительные трансформаторы напряжения (ТН) класса точности 0,5 по ГОСТ 1983-2001 и счетчики активной и реактивной электроэнергии типа ПСЧ-4ТМ.05М, класса точности 0,5S/1,0 по ГОСТ Р 52323-05 (в части активной электроэнергии), по ГОСТ Р 52425-2005 (в части реактивной электроэнергии); вторичные электрические цепи; технические средства каналов передачи данных.

• 2- й уровень - измерительно-вычислительный комплекс электроустановки (далее -ИВКЭ) АИИС КУЭ «ВМК», созданный на базе устройства сбора и передачи данных (далее -УСПД) типа RTU-325L (Госреестр СИ РФ № 37288-08, зав. № 006249), к которому подключено устройство синхронизации системного времени (УССВ), и технических средств приема-передачи данных.

• 3- й - информационно-вычислительный комплекс (далее - ИВК) АИИС КУЭ, включающий в себя сервер, программное обеспечение (далее - ПО) «Альфа-Центр», каналообразующую аппаратуру, технические средства для организации локальной вычислительной сети и разграничения прав доступа к информации, а также УССВ, подключенное к серверу ИВК.

Измерительно-информационные комплексы (далее - ИИК) состоят из трех уровней АИИС КУЭ.

Первичные фазные токи и напряжения трансформируются измерительными трансформаторами в аналоговые сигналы низкого уровня, которые по проводным линиям связи поступают на соответствующие входы электронного счетчика электрической энергии. В счетчике мгновенные значения аналоговых сигналов преобразуются в цифровой сигнал. По мгновенным значениям силы электрического тока и напряжения в микропроцессоре счетчика вычисляются мгновенные значения активной и полной мощности, которые усредняются за период 0,02 с.

Средняя за период реактивная мощность вычисляется по средним за период значениям активной и полной мощности.

Электрическая энергия, как интеграл по времени от средней за период 0,02 с мощности, вычисляется для интервалов времени 30 мин.

Между счетчиками и УСПД связь организована при помощи GSM-модемов и линий интерфейса RS-485. При помощи интерфейса RS-485 данные передаются 1 раз в сутки со счетчиков ПС 35/6 кВ «Медная» на УСПД. При помощи GSM-модемов на УСПД передаются данные со счетчиков: ПС 35/6 кВ «ХПФ», ГПП-2 6/0,4 кВ «Шахта Капитальная», ПС 35/6 кВ «Валенторская», РП 6 кВ «Обогатительная фабрика», КТПН 6/0,4 кВ «Гороно», КТПУ-100/35/0,4 ОАО "СУАЛ", ТП-1,ТП-2 6/0,4кВ КНС-1,2. УСПД проводит опрос счетчиков и производит коррекцию времени при достижении разницы во времени между счетчиком и УСПД порогового значения 1 с. Данные с УСПД передаются по запросу на сервер ИВК и АРМ главного энергетика ООО «ВМК» при помощи GSM-модемов. На сервере ИВК для связи с УСПД установлен GSM-модем.

Программное обеспечение каждую секунду сравнивает время, полученное от УССВ с текущем временем УСПД и, при достижении порового значения 1 с. (устанавливается при настройке УСПД), устанавливает время, полученное от УССВ в качестве текущего времени УСПД.

Программное обеспечение сервера ИВК и АРМ главного энергетика ООО «ВМК» по установленному расписанию осуществляют опрос УСПД. Собранные при опросе данные (потребление электроэнергии, журналы событий счетчиков, УСПД, сервера), вносятся и хранятся в базе данных сервера ИВК. Вся информация поступает в электронном виде.

УСПД имеет нормированную погрешность измерения времени 2 с/сут. (при внешней синхронизации не реже одного раза в час). УСПД в свою очередь, 1 раз в сутки устанавливает точное время счетчиков. Изменение точности хода часов счетчиков в диапазоне рабочих температур \ _чТ = 0,1 с/°С/сут.

На уровне ИВК в шкафу сервера установлено устройство УССВ, при помощи которого поддерживается точное время сервера ИВК с отклонением не более 1 с/сут.

Сервер ИВК осуществляет автоматизированный ввод и хранение данных об объемах отданной и полученной электроэнергии (мощности), формирование отчетных документов и передачу информации по корпоративной локальной сети с доступом к сети «Интернет» в центры сбора: ОАО «АТС», филиал ОАО «СО ЕЭС» Свердловское РДУ, филиал ОАО «МРСК-Урала» - «Свердловэнерго».

Погрешность часов компонентов системы не превышает ± 5 с.

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

Комплектность АИИС КУЭ «ВМК» представлена в таблице 3. Таблица 3 - Комплектность АИИС КУЭ «ВМК»

Состав измерительных каналов и метрологические характеристики измерительно-информационных комплексов приведены в таблице 2

Таблица 2 - Состав ИК и метрологические характеристики ИИК

Примечания:

• 1. В Таблице 2 в графе «Погрешность ИИК в рабочих условиях эксплуатации, ± %» приведены границы погрешности результата измерений посредством ИИК при доверительной вероятности Р=0,95, cosф=0,5 (мпф=0,87), токе ТТ, равном 2 (5) % от 1ном и температуре окружающего воздуха в месте расположения счетчиков электроэнергии от 10 °С до 25 °С (для ИИК № 1, 2, 4-23), температуре окружающего воздуха в месте расположения счетчиков электроэнергии от - 15 °С до 25 °С (для ИИК № 3, 24)

• 2. Нормальные условия эксплуатации:

• -  параметры питающей сети: напряжение - (220±4,4) В; частота - (50 ± 0,5) Гц;

• -  параметры сети: диапазон напряжения - (0,98 - 1,02)U_h; диапазон силы тока - (1,0 -1,2)1_н; диапазон коэффициента мощности cos j (sin j) - 0,87(0,5); частота - (50 ± 0,5) Гц;

• -  температура окружающего воздуха: ТТ - от минус 40 °С до 50 °С;ТН- от минус40 °С до 50 °С; счетчиков: (23±2) °С ; УСПД - от 15 °С до 25 °С;

• -  относительная влажность воздуха - (70±5) %;

• -  атмосферное давление - (750±30) мм рт.ст. ((100±4) кПа)

• 3. Рабочие условия эксплуатации:

для ТТ и ТН:

• -  параметры сети: диапазон первичного напряжения - (0,9 - 1,1)U_H1; диапазон силы первичного тока - (0,01 - 1,2)I_h1; коэффициент мощности cosj (sinj) - 0,5 - 1,0(0,6 -0,87); частота - (50 ± 0,5) Гц;

• -  температура окружающего воздуха - от минус 40 °С до 35 °С;

• -  относительная влажность воздуха - (70±5) %;

• -  атмосферное давление - (750±30) мм рт.ст. ((100±4) кПа)

Для электросчетчиков:

• -  параметры сети: диапазон вторичного напряжения - (0,9 - 1,1)U_h2; диапазон силы

вторичного тока - (0,02 (0,01 при cosф=1) - 1,2)I_h2; диапазон коэффициента мощности cosj (sinj) - 0,5 - 1,0(0,6 - 0,87); частота - (50 ± 0,5) Гц;

• -  магнитная индукция внешнего происхождения - 0,5 мТл;

• -  температура окружающего воздуха - от минус 40 °С до 60°С;

• -  относительная влажность воздуха - (40-60) %;

• -  атмосферное давление - (750±30) мм рт.ст. ((100±4) кПа)

Для аппаратуры передачи и обработки данных:

• -  параметры питающей сети: напряжение - (220±10) В; частота - (50 ± 1) Гц;

• -  температура окружающего воздуха - от 15 °С до 30 °С;

• -  относительная влажность воздуха - (70±5) %;

• -  атмосферное давление - (750±30) мм рт.ст. ((100±4) кПа)

• 4. Измерительные каналы включают измерительные трансформаторы тока по ГОСТ 7746-2001, измерительные трансформаторы напряжения по ГОСТ 1983-2001, счетчики электрической энергии по ГОСТ Р 52323-05 в режиме измерения активной электрической энергии и по ГОСТ Р 52425-2005 в режиме измерения реактивной электрической энергии;

• 5. Допускается замена измерительных трансформаторов и счетчиков на аналогичные, утвержденных типов с метрологическими характеристиками не хуже, чем у перечисленных в Таблице 2, УСПД на однотипный утвержденного типа. Замена оформляется актом в установленном на объекте ООО «ВМК» порядке. Акт хранится совместно с настоящим описанием типа АИИС КУЭ как его неотъемлемая часть.

Надежность применяемых в системе компонентов:

• •  электросчетчик - среднее время наработки на отказ не менее Т₀= 140 000 ч., время восстановления работоспособности Т_в=168 ч.;

• •  компоненты ИВКЭ - УСПД - среднее время наработки на отказ не менее Т₀=100 000 ч., среднее время восстановления работоспособности Т_в = 24 ч.;

Оценка надежности АИИС КУЭ в целом:

КГ_АИИС = 0,917 - коэффициент готовности;

ТО_АИИС = 1849 ч. - среднее время наработки на отказ.

Надежность системных решений:

• •  Применение конструкции оборудования и электрической компоновки, отвечающих

требованиям IEC - Стандартов;

• •  Стойкость к электромагнитным воздействиям;

• •  Ремонтопригодность;

• •  Программное обеспечение отвечает требованиям ISO 9001;

• •  Мощные функции контроля процесса работы и развитые средства диагностики

системы;

• •  Резервирование элементов системы;

• •  Резервирование каналов связи при помощи переносного инженерного пульта;

• •  Резервирование электропитания оборудования системы.

Регистрация событий:

• •  журнал событий счетчика:

• -  попытки несанкционированного доступа;

• -  связи со счетчиком, приведшие к каким-либо изменениям данных;

• - изменение текущих значений времени и даты при синхронизации времени;

• -  отсутствие напряжения при наличии тока в измерительных цепях;

• -  перерывы питания.

• • журнал событий ИВКЭ:

• - ввод расчётных коэффициентов измерительных каналов (коэффициентов трансформации измерительных трансформаторов тока и напряжения);

• -  ввод/изменение групп измерительных каналов учёта электроэнергии для расчёта агрегированных значений электроэнергии по группам точек измерений (необходимость формирования групп измерительных каналов в промконтроллере определяется на стадии проектирования); потеря и восстановление связи со счетчиком;

• - установка текущих значений времени и даты;

• -  попытки несанкционированного доступа;

• -  связи с промконтроллером, приведшие к каким-либо изменениям данных;

• -  перезапуски промконтроллера (при пропадании напряжения, зацикливании и т.п);

• - изменение текущих значений времени и даты при синхронизации времени;

• -  отключение питания.

• • журнал событий ИВК:

• - даты начала регистрации измерений;

• - перерывов электропитания;

• - программных и аппаратных перезапусков;

• - установка и корректировка времени;

• - нарушение защиты ИВК;

• - отсутствие/довосстановление данных с указанием точки измерений и соответствующего интервала времени.

Защищенность применяемых компонентов:

• •  механическая защита от несанкционированного доступа и пломбирование:

• -  привод разъединителя трансформаторов напряжения;

• - клеммы низкого напряжения трансформаторов напряжения;

• -  корпус (или кожух) автоматического выключателя в цепи трансформатора напряжения, а так же его рукоятка (или прозрачная крышка);

• - клеммы вторичной обмотки трансформаторов тока;

• - промежуточные клеммники, через которые проходят цепи тока и напряжения;

• -  испытательная коробка (специализированный клеммник);

• - крышки клеммных отсеков счетчиков;

• - крышки клеммного отсека УСПД.

• •  защита информации на программном уровне:

• -  результатов измерений при передаче информации (возможность использования цифровой подписи);

• -  установка пароля на счетчик;

• - установка пароля на промконтроллер (УСПД);

• - установка пароля на сервер БД ИВК.

Глубина хранения информации:

• •  электросчетчик - тридцатиминутный профиль нагрузки в двух направлениях - не менее 30 дней; при отключении питания - не менее 35 суток;

• •  ИВКЭ - суточные данные о тридцатиминутных приращениях электропотребления по каждому каналу и электропотребление за месяц по каждому каналу - не менее 35 дней; при отключении питания - не менее 35 суток;

• •  ИВК - хранение результатов измерений и информации состояний средств измерений - не менее 3,5 лет.