АИИС КУЭ представляет собой многофункциональную, многоуровневую автоматизированную систему с централизованным управлением и распределённой функцией измерений.

АИИС КУЭ включает в себя следующие уровни:

• 1- й уровень - измерительно-информационные комплексы (ИИК) включают в себя измерительные трансформаторы тока (далее - ТТ), трансформаторы напряжения (далее - ТН) и счетчики активной и реактивной электроэнергии, вторичные измерительные цепи и технические средства приема-передачи данных.

Метрологические и технические характеристики измерительных компонентов АИИС КУЭ приведены в таблицах 2-4.

• 2- й уровень - информационно-вычислительный комплекс (ИВК), включающий в себя каналообразующую аппаратуру, сервер баз данных (БД) АИИС КУЭ, сервер опроса, сервер приложений, сервер резервного копирования, автоматизированные рабочие места персонала (АРМ), сервера точного времени ССВ-1Г и программное обеспечение (далее - ПО) ПК «Энергосфера».

Измерительные каналы (далее - ИК) состоят из двух 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.

Средняя активная (реактивная) электрическая мощность вычисляется как среднее значение мощности на интервале времени усреднения 30 мин.

Цифровой сигнал с выходов счетчиков поступает на второй уровень системы (ИВК). Сбор данных осуществляется по инициативе программного обеспечения уровня ИВК системы автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета электрической энергии ОАО «АК «Транснефть» - АИИС КУЭ ОАО «АК »Транснефть» (рег. № 54083-13) (далее - АИИС КУЭ ОАО «АК »Транснефть»), в автоматическом режиме или по запросу пользователя системы. Запрос с уровня ИВК АИИС КУЭ ОАО «АК «Транснефть» на выдачу информации поступает автоматически с периодичностью не реже одного раза в сутки, а также по команде оператора. Передача результатов измерений с первого уровня АИИС КУЭ в ИВК и команд синхронизации часов от ИВК с первым уровнем АИИС КУЭ, организована с использованием основного и резервного канала связи.

При сбоях передачи информации и неисправностях, переключение каналов происходит автоматически. На уровне ИВК выполняется обработка измерительной информации, в частности, вычисление электроэнергии и мощности с учетом коэффициентов трансформации ТТ и ТН, формирование и хранение поступающей информации, оформление отчетных документов, отображение информации на мониторах АРМ и передача результатов измерений с сервера ИВК настоящей системы с учетом данных, полученных с АИИС КУЭ ОАО «АК «Транснефть», в организации - участники оптового рынка электрической энергии и мощности через каналы связи.

На каждом технологическом объекте размещена ЗССС (земная спутниковая система связи). Счетчики электрической энергии подключаются к телекоммуникационным узлам ЗССС посредством шлюз-концентраторов (ШКИ) «ЕСНик-800», расположенных в шкафу КУУиА, которые осуществляют преобразование интерфейса RS-485 в Ethernet для передачи по каналу Ethernet в маршрутизатор. На НПС «Михайловка» счетчики подключаются посредством преобразователя интерфейсов RS-485/Ethernet MOXA N-port 5130. Подключение выполнено с помощью интерфейсных кабелей связи типа «витая пара» по интерфейсу RS-485.

ШКИ «ЕСНик» (MOXA N-port 5130 на НПС «Михайловка») взаимодействует с уровнем ИВК через маршрутизатор CISCO 1841. Маршрутизатор подключен посредством спутникового модема (DW 6000) и модема ТЧ (Zyxel U-336S) к основному и резервному каналу связи транспортной сети ОАО «Связьтранснефть». Основной канал передачи данных на всех технологических объектах - спутниковый канал. Резервный канал передачи данных - коммутируемый модемный канал телефонной сети ОАО «Связьтранснефть».

Маршрутизатор CISCO 1841 подключен кабелем типа «витая пара» к спутниковому модему (DW 6000), реализующему связь по основному каналу передачи данных. Обмен данными между маршрутизатором и спутниковым модемом осуществляется с помощью стандарта Ethernet. Спутниковый модем расположен в шкафах ЗССС. Спутниковая антенна размещена на крыше технологического объекта.

Также маршрутизатор CISCO 1841 подключен к модему ТЧ (Zyxel U-336S) реализующему связь по резервному каналу передачи данных. Обмен данными между маршрутизатором и модемом осуществляется с использованием интерфейса RS-232. Модем подключен к АТС, посредством чего реализует выход на телефонную сеть ОАО «Связьтранснефть».

АИИС КУЭ имеет систему обеспечения единого времени (СОЕВ). СОЕВ предусматривает поддержание единого календарного времени на всех уровнях системы (счетчиков и ИВК). Задача синхронизации времени решается использованием службы единого координированного времени UTC. Для его трансляции используется спутниковая система глобального позиционирования ГЛОНАСС/GPS. Синхронизация часов ИВК АИИС КУЭ с единым координированным временем обеспечивается двумя серверами синхронизации времени ССВ-1Г (Рег. № 39485-08), входящими в состав ЦСОД. ССВ-1Г непрерывно обрабатывает данные, поступающие от антенного блока и содержащие точное время UTC спутниковой навигационной системы. Информация о точном времени распространяется устройством в сети ТСР/IP согласно протоколу NTP (Network Time Protocol). ССВ-1Г формирует сетевые пакеты, содержащие оцифрованную метку всемирного координированного времени, полученного по сигналам спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС, с учетом задержки на прием пакета и выдачу ответного отклика. Сервер синхронизации времени обеспечивает постоянное и непрерывное обновление данных на сервере ИВК.

Сервер сбора данных во время сеанса связи со счетчиками сличает время в счетчиках электрической энергии со своим. Корректировка осуществляется при расхождении показаний часов счетчика и сервера ИВК АИИС КУЭ на величину более ±1 с, но не чаще одного раза в сутки.

Журналы событий счетчиков электроэнергии отражают: время (дата, часы, минуты), коррекции часов устройств и расхождение времени в секундах корректируемого устройства в момент непосредственно предшествующий корректировки.

Комплектность АИИС КУЭ представлена в таблице 6.

Таблица 6 - Комплектность АИИС КУЭ

• 2- й уровень - информационно-вычислительный комплекс (ИВК), включающий в себя каналообразующую аппаратуру, сервер баз данных (БД) АИИС КУЭ, сервер опроса, сервер приложений, сервер резервного копирования, автоматизированные рабочие места персонала (АРМ), сервера точного времени ССВ-1Г и программное обеспечение (далее - ПО) ПК «Энергосфера».

Измерительные каналы (далее - ИК) состоят из двух 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.

Средняя активная (реактивная) электрическая мощность вычисляется как среднее значение мощности на интервале времени усреднения 30 мин.

Цифровой сигнал с выходов счетчиков поступает на второй уровень системы (ИВК). Сбор данных осуществляется по инициативе программного обеспечения уровня ИВК системы автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета электрической энергии ОАО «АК «Транснефть» - АИИС КУЭ ОАО «АК »Транснефть» (рег. № 54083-13) (далее - АИИС КУЭ ОАО «АК »Транснефть»), в автоматическом режиме или по запросу пользователя системы. Запрос с уровня ИВК АИИС КУЭ ОАО «АК «Транснефть» на выдачу информации поступает автоматически с периодичностью не реже одного раза в сутки, а также по команде оператора. Передача результатов измерений с первого уровня АИИС КУЭ в ИВК и команд синхронизации часов от ИВК с первым уровнем АИИС КУЭ, организована с использованием основного и резервного канала связи.

При сбоях передачи информации и неисправностях, переключение каналов происходит автоматически. На уровне ИВК выполняется обработка измерительной информации, в частности, вычисление электроэнергии и мощности с учетом коэффициентов трансформации ТТ и ТН, формирование и хранение поступающей информации, оформление отчетных документов, отображение информации на мониторах АРМ и передача результатов измерений с сервера ИВК настоящей системы с учетом данных, полученных с АИИС КУЭ ОАО «АК «Транснефть», в организации - участники оптового рынка электрической энергии и мощности через каналы связи.

На каждом технологическом объекте размещена ЗССС (земная спутниковая система связи). Счетчики электрической энергии подключаются к телекоммуникационным узлам ЗССС посредством шлюз-концентраторов (ШКИ) «ЕСНик-800», расположенных в шкафу КУУиА, которые осуществляют преобразование интерфейса RS-485 в Ethernet для передачи по каналу Ethernet в маршрутизатор. На НПС «Михайловка» счетчики подключаются посредством преобразователя интерфейсов RS-485/Ethernet MOXA N-port 5130. Подключение выполнено с помощью интерфейсных кабелей связи типа «витая пара» по интерфейсу RS-485.

ШКИ «ЕСНик» (MOXA N-port 5130 на НПС «Михайловка») взаимодействует с уровнем ИВК через маршрутизатор CISCO 1841. Маршрутизатор подключен посредством спутникового модема (DW 6000) и модема ТЧ (Zyxel U-336S) к основному и резервному каналу связи транспортной сети ОАО «Связьтранснефть». Основной канал передачи данных на всех технологических объектах - спутниковый канал. Резервный канал передачи данных - коммутируемый модемный канал телефонной сети ОАО «Связьтранснефть».

Маршрутизатор CISCO 1841 подключен кабелем типа «витая пара» к спутниковому модему (DW 6000), реализующему связь по основному каналу передачи данных. Обмен данными между маршрутизатором и спутниковым модемом осуществляется с помощью стандарта Ethernet. Спутниковый модем расположен в шкафах ЗССС. Спутниковая антенна размещена на крыше технологического объекта.

Также маршрутизатор CISCO 1841 подключен к модему ТЧ (Zyxel U-336S) реализующему связь по резервному каналу передачи данных. Обмен данными между маршрутизатором и модемом осуществляется с использованием интерфейса RS-232. Модем подключен к АТС, посредством чего реализует выход на телефонную сеть ОАО «Связьтранснефть».

АИИС КУЭ имеет систему обеспечения единого времени (СОЕВ). СОЕВ предусматривает поддержание единого календарного времени на всех уровнях системы (счетчиков и ИВК). Задача синхронизации времени решается использованием службы единого координированного времени UTC. Для его трансляции используется спутниковая система глобального позиционирования ГЛОНАСС/GPS. Синхронизация часов ИВК АИИС КУЭ с единым координированным временем обеспечивается двумя серверами синхронизации времени ССВ-1Г (Рег. № 39485-08), входящими в состав ЦСОД. ССВ-1Г непрерывно обрабатывает данные, поступающие от антенного блока и содержащие точное время UTC спутниковой навигационной системы. Информация о точном времени распространяется устройством в сети ТСР/IP согласно протоколу NTP (Network Time Protocol). ССВ-1Г формирует сетевые пакеты, содержащие оцифрованную метку всемирного координированного времени, полученного по сигналам спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС, с учетом задержки на прием пакета и выдачу ответного отклика. Сервер синхронизации времени обеспечивает постоянное и непрерывное обновление данных на сервере ИВК.

Сервер сбора данных во время сеанса связи со счетчиками сличает время в счетчиках электрической энергии со своим. Корректировка осуществляется при расхождении показаний часов счетчика и сервера ИВК АИИС КУЭ на величину более ±1 с, но не чаще одного раза в сутки.

Журналы событий счетчиков электроэнергии отражают: время (дата, часы, минуты), коррекции часов устройств и расхождение времени в секундах корректируемого устройства в момент непосредственно предшествующий корректировки.

В АИИС КУЭ используется программное обеспечение ПК «Энергосфера» версии не ниже 7.1, в состав которого входят программы, указанные в таблице 1. ПК «Энергосфера» обеспечивает защиту программного обеспечения и измерительной информации паролями в соответствии с правами доступа. Средством защиты данных при передаче является кодирование данных, обеспечиваемое программными средствами ПК «Энергосфера».

Таблица 1 - Метрологические значимые модули ПО

ПО ПК «Энергосфера» не влияет на метрологические характеристики, указанные в таблицах 2-4.

Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Состав измерительных каналов и их метрологические характеристики приведены в таблицах 2-4.

Таблица 2 - Состав измерительных каналов АИИС КУЭ

Примечание:

Допускается замена измерительных трансформаторов, счетчиков на аналогичные утвержденных типов с метрологическими характеристиками не хуже, чем у перечисленных в Таблице 2, а также устройства синхронизации времени на аналогичные утвержденного типа. Замена оформляется в установленном на объекте порядке. Акт хранится совместно с настоящим описанием типа АИИС КУЭ как его неотъемлемая часть.

Таблица 3 - Метрологические характеристики ИК (активная энергия)

Таблица 4 - Метрологические характеристики ИК (реактивная энергия)

Примечания:

• 1. Характеристики погрешности ИК даны для измерений электроэнергии и средней мощности (получасовой).

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

• 3. Погрешность указана для температуры окружающего воздуха в месте расположения счетчиков электроэнергии для ИК № 1 - 12 от плюс 5 до 35 °C.

Таблица 5 - Основные технические характеристики ИК

Надежность системных решений:

• -   защита от кратковременных сбоев питания сервера с помощью источника бесперебойного питания;

• -   резервирование каналов связи: информация о результатах измерений может передаваться в организации-участники оптового рынка электроэнергии с помощью электронной почты.

В журналах событий фиксируются факты:

• - журнал счётчика:

• - параметрирования;

• - пропадания напряжения;

• - коррекции времени в счетчике;

Защищённость применяемых компонентов:

• - механическая защита от несанкционированного доступа и пломбирование:

• - электросчётчика;

• - промежуточных клеммников вторичных цепей напряжения;

• - испытательной коробки;

• - сервера;

• - защита на программном уровне информации при хранении, передаче, параметрирова-нии:

• - электросчетчика;

• - сервера.

Возможность коррекции времени в:

• - электросчетчиках (функция автоматизирована);

• - ИВК (функция автоматизирована). Возможность сбора информации:

• - о результатах измерений (функция автоматизирована);

• - о состоянии средств измерений.

Цикличность:

• - измерений 30 мин (функция автоматизирована);

• - сбора 30 мин (функция автоматизирована).