Автоматизированные системы учета и контроля электроэнергии

метки: Коммерческий, Электроэнергия, Технический, Данные, Предприятие, Комплекс, Мощность, Группа

Высокая стоимость энергоресурсов обусловила в последние годы кардинальное изменение отношения к организации энергоучета в промышленности и других энергоемких отраслях (транспорт и жилищно-коммунальное хозяйство).

Потребители начинают осознавать, что в их интересах необходимо рассчитываться с поставщиком энергоресурсов не по каким-то условным нормам, договорным величинам или устаревшим и неточным приборам, а на основе современного и высокоточного приборного учета. Промышленные предприятия пытаются как-то реорганизовать свой энергоучёт «вчерашнего дня», сделав его адекватным требованиям дня сегодняшнего. Под давлением рынка энергоресурсов потребители приходят к пониманию той простой истины, что первым шагом в экономии энергоресурсов и снижении финансовых потерь является точный учет.

Современная цивилизованная торговля энергоресурсами основана на использовании автоматизированного приборного энергоучёта, сводящего к минимуму участие человека на этапе измерения, сбора и обработки данных и обеспечивающего достоверный, точный, оперативный и гибкий, адаптируемый к различным тарифным системам учет, как со стороны поставщика энергоресурсов, так и со стороны потребителя. С этой целью, как поставщики, так и потребители создают на своих объектах автоматизированные системы контроля и учета энергоресурсов — АСКУЭ. При наличии современной АСКУЭ промышленное предприятие полностью контролирует весь свой процесс энергопотребления и имеет возможность по согласованию с поставщиками энергоресурсов гибко переходить к разным тарифным системам, минимизируя свои энергозатраты.

Сегодняшний день промышленных предприятий в области энергоучета связан с внедрением современных АСКУЭ. На ряде предприятий АСКУЭ функционируют уже не один год, на других предприятиях начинается их внедрение, а руководители третьих только размышляют, надо ли им это. Ход развития мировой энергетики и промышленности показывает, что альтернативы принципу «все надо учитывать и за все надо платить» нет. И если сегодня кому-то еще удается бесконтрольно пользоваться чужими энергоресурсами, то завтра это станет попросту невозможно, и преимущества будут у того, у кого все процессы энергопотребления будут уже под полным контролем.

1. Задачи АСКУЭ как измерительной системы

Основной целью учета электрической энергии является получение достоверной информации о количестве произведенной, переданной, распределенной и потребленной электрической энергии и мощности на оптовом и розничном рынке. Эта информация позволяет:

Проектирование системы электроснабжения жилого микрорайона города

... линий. Задачей проектирования системы электроснабжения города является создание экономически целесообразной системы, обеспечивающей необходимое количество и качество комплексного электроснабжения всех потребителей, а также обеспечивающих их экономическую эксплуатацию. В данном дипломном проекте рассматривается ...

• производить финансовые расчеты между участниками рынка;
• управлять режимами энергопотребления;
• определять и прогнозировать все составляющие баланса электроэнергии (выработка, отпуск с шин, потери и так далее);
• определять и прогнозировать удельный расход топлива на электростанциях;
• выполнять финансовые оценки процессов производства, передачи и распределения электроэнергии и мощности;
• контролировать техническое состояние систем учета электроэнергии в электроустановках и соответствие их требованиям нормативно-технических документов.

Контроль достоверности учета электроэнергии достигается за счет ежемесячного составления баланса поступившей и отпущенной электрической энергии с учетом потерь и расхода электрической энергии на собственные нужды. Баланс составляется на основе показаний счетчиков электрической энергии, снимаемых в 24 часа местного времени последних суток каждого расчетного месяца. Принятая в настоящее время ручная запись показаний счетчиков, по которым составляется баланс электроэнергии, не вполне корректна и приводит к дополнительным погрешностям, поскольку трудно обеспечить одновременную и безошибочную запись этих показаний, особенно при большом числе контролируемых счетчиков.

Внедрение системы АСКУЭ дает возможность предприятию:

• оперативно контролировать и анализировать режим потребления электроэнергии и мощности основными потребителями;
• осуществлять оптимальное управление нагрузкой потребителей;
• собирать и формировать данные на энергообъектах;
• собирать и передавать на верхний уровень управления информацию и формировать на этой основе данные для проведения коммерческих расчетов между поставщиками и потребителями электрической энергии;
• автоматизировать финансово-банковские операции и расчеты с потребителями ТЭР.

АСКУЭ должны выполняться на базе серийно выпускаемых технических средств и программного обеспечения. В состав технических средств АСКУЭ должны входить:

• счетчики электрической энергии, оснащенные датчиками-преобразователями, преобразующими измеряемую энергию в пропорциональное количество выходных импульсов или цифровой код (при использовании электронных реверсивных счетчиков — раздельно на каждое направление);
• устройства сбора и передачи данных (УСПД), обеспечивающие сбор информации от счетчиков и передачу ее на верхние уровни управления;
• каналы связи с соответствующей каналообразующей аппаратурой для передачи измерительной информации;
• средства обработки информации (как правило, персональные ЭВМ).

С метрологической точки зрения АСКУЭ представляет собой специфический тип измерительной системы, которая реализует процесс измерения и обеспечивает автоматическое (автоматизированное) получение результатов измерений. Метрологическое обеспечение АСКУЭ должно проводиться в соответствии с общими правилами, распространяющимися на измерительные системы.

2. Коммерческие и технические АСКУЭ

По назначению АСКУЭ предприятия подразделяют на системы коммерческого и технического учета. Коммерческим или расчетным учетом называют учет поставки / потребления энергии предприятием для денежного расчета за нее (соответственно приборы для коммерческого учета называют коммерческими, или расчетными).

Проектирование системы санитарно-технических устройств жилого здания

... водопровод представляет собой систему устройств, обеспечивающих подачу волы к санитарно-техническим приборам, технологическому оборудованию и пожарным кранам, расположенным внутри зданий. Системы внутреннего водопровода включают: вводи ... устанавливают запорный вентиль, а также счетчик воды диаметром 15 мм. Счетчики воды бывают крыльчатыми и турбинными. Крыльчатые счетчики имеют калибр 15-50 мм ...

Техническим, или контрольным учетом называют учет для контроля процесса поставки / потребления энергии внутри предприятия по его подразделениям и объектам (соответственно используются приборы технического учета).

С развитием рыночных отношений, реструктуризацией предприятий, хозяйственным обособлением отдельных подразделений предприятий и появлением коммерчески самостоятельных, но связанных общей схемой энергоснабжения производств — субабонентов функции технического и расчетного учета совмещаются в рамках одной системы. Соответственно, АСКУЭ коммерческого и технического учета могут быть реализованы как раздельные системы или как единая система. Два вида учета, коммерческий и технический, имеют свою специфику. Коммерческий учет консервативен, имеет устоявшуюся схему энергоснабжения, для него характерно наличие небольшого количества точек учета, по которым требуется установка приборов повышенной точности (класс точности 0,2S), а сами средства учета нижнего и среднего уровня АСКУЭ должны выбираться из государственного реестра измерительных средств. Кроме того, системы коммерческого учета в обязательном порядке пломбируются, что ограничивает возможности внесения в них каких-либо оперативных изменений со стороны персонала предприятия. Технический учет, наоборот, динамичен и постоянно развивается, отражая меняющиеся требования технологии производства; для него характерно большое количество точек учета с разными задачами контроля энергоресурсов, по которым можно устанавливать в целях экономии средств приборы пониженной точности.

Технический контроль допускает использование приборов, не занесенных в госреестр измерительных средств, однако, при этом могут возникнуть проблемы с выяснением причин небаланса данных по потреблению энергоресурсов от систем коммерческого и технического учета. Отсутствие пломбирования приборов энергосбытовой организацией позволяет службе главного энергетика предприятия оперативно вносить изменения в схему технического контроля энергоресурсов, в уставки первичных измерительных приборов в соответствии с текущими изменениями в схеме энергоснабжения предприятия и спецификой решаемых производственных задач. Учитывая эту специфику коммерческого и технического учета можно оптимизировать стоимость создания АСКУЭ и ее эксплуатации.

3. Требования к АСКУЭ

Наиболее прогрессивные предприятия стали предъявлять к АСКУЭ более высокие требования. Система АСКУЭ предприятия должна быть, как системой коммерческого учета электроэнергии, так и подсистемой в общей автоматизированной системе управления технологическим процессом (АСУ ТП) предприятия.

Появилось новое поколение систем АСКУЭ на основе микропроцессорных счетчиков и устройств сбора и передачи данных (УСПД) на базе современных промышленных контроллеров. Несмотря на появление микропроцессорных счетчиков, основой систем АСКУЭ остались УСПД, и основные требования по набору функциональных возможностей предъявляется к этим устройствам.

Таким образом, можно сформулировать требования к УСПД для организации современного АСКУЭ. Основные требования предъявляются к коммуникационным возможностям:

УСПД должны поддерживать весь стандартный набор интерфейсов связи принятых для АСУ ТП такие как:

• последовательные интерфейсы RS-232, RS-232, ИРПС.
• локальная сеть Ethernet.
• полевые шины Profi Bus, CAN Bus.

Использование для передачи данных стандартных протоколов связи (TCP/IP, PPP, SLIP и т. п. ).

УСПД должен обладать возможностью параллельной работы по нескольким каналам связи с разными потоками данных. Модульность современных УСПД должна позволять комплектовать устройство только необходимыми компонентами для избежания избыточности и сопутствующего удорожания. При этом оставаться не обслуживаемым устройством с высокой надежностью и возможностью удаленной диагностикой.

Общие требования к расчетным счетчикам, применяемым в АСКУЭ:

• Обеспечение измерения электроэнергии с нарастающим итогом и вычисление усреднённой мощности за получасовые интервалы времени (при необходимости — значения усреднённой мощности за более короткие промежутки времени);
• Возможность хранения профиля нагрузки с получасовым интервалом на глубину не менее 1-го месяца;
• Наличие цифрового интерфейса (RS-232, ИРПС, RS-232);
• Наличие календаря и часов (точность хода не хуже ± 2 сек в сутки с возможностью автоматической коррекции);
• Наличие энергонезависимой памяти для обеспечения хранения запрограммированных параметров электросчетчика и сохранения последних данных по активной и реактивной энергии при пропадании питания;
• Ведение «журнала событий» (Фиксация количества перерывов питания, количества и дат связей со счетчиком, приведших к каким-либо изменениям данных и т. п. );

• Наличие защиты от несанкционированного изменения параметров;
• Наличие автоматической диагностики.

4. Расчет системы АСКУЭ для части промышленного предприятия

Общие сведения о предприятии:

от ПС Свердловская

Энергосистемой Свердловэнерго установлен двухставочный тариф оплаты за электроэнергию и мощность (двухставочный тариф включает в себя: ставку платы за покупку 1 кВт-часа электрической энергии и ставку платы за 1 кВт электрической мощности).

Установлены зоны времени для максимальной нагрузки утреннего и вечернего максимума (для зимы и лета):

• утренний максимум зима, лето: с 8.30 до 11.30;
• вечерний максимум зима: с 17.30 до 21.30

вечерний максимум лето: с 19.30 до 22.00.

Все потребители относятся к I категории электроснабжения, то есть отключение этих потребителей приводит к очень большому материальному ущербу или человеческим жертвам. Их отключение допускается на время автоматического ввода резерва. К потребителям I категории обычно прокладывают две отдельные линии электропередач.

Рассматриваемый объект — ТП-16 (Распиловочный участок), мощностью 400 кВА.

В распиловочном участке на станках стоят асинхронные короткозамкнутые двигатели, которые потребляют как активную, так и реактивную энергии. Следовательно необходима компенсация реактивной мощности.

Так как на ТП 4 на выводах не стоят электрические счетчики, то мы устанавливаем их на вводах на ТП 16. Так же устанавливаем счетчики на линии 2,3,5,6 так как на этих линиях потребители со значительной потребляемой мощностью, которую необходимо учитывать.

Цель создания системы:

В связи с изменением законодательства Российской Федерации по электроэнергетике и началом функционирования оптового рынка электроэнергии руководство предприятия приняло решение о реконструкции системы технического и коммерческого учёта электроэнергии и создании системы АСКУЭ на базе реконструированной системы учёта электроэнергии.

Системное

Комплекс технических средств автоматизированной информационно-измерительной системы технического и коммерческого учёта электроэнергии АСКУЭ включает в себя:

• Измерительные трансформаторы тока и напряжения;
• Счётчики электроэнергии СЭТ — 4ТМ.02;
• Устройство сбора и передачи данных МСИ, УСПД;
• Компьютерное и связанное оборудование.

Трансформаторы

Измерительные трансформаторы тока и напряжения входящие в состав системы АСКУЭ предназначены для преобразования большого тока и высокого напряжения сети к уровням соответствующим токам и напряжениям счётчиков электрической энергии.

Счётчики электрической энергии:

При создании системы АСКУЭ планируется использовать микропроцессорные счётчики электрической энергии типа СЭТ-4ТМ.02 предназначенные для измерения активной и реактивной электрической мощности интегрирование результатов измерения на получасовых интервалах, сохранение полученных значений в памяти счётчика с привязкой к текущему времени.

Устройства

Устройства сбора и передачи данных предназначены для сбора и обработки данных об электропотреблении со счётчиков электроэнергии формирование групповых измерений, поддержка связи с системами верхнего уровня, поддержание единого системного времени, ведения архивов заданной структуры и т. д. Данные со счётчиков СЭТ — 4ТМ.02 через интерфейс RS-232 в цифровом коде по одноканальной линии связи поступает на УСПД.

Для передачи данных от УСПД на верхний уровень можно организовать два канала один основной с использованием выделенной телефонной линии и проводного модема, второй резервный с использованием сотовой связи и GSM — модема.

На исходящие линии и ввода с других РП устанавливаем счетчики типа СЭТ — 4ТМ.02. Счётчики типа СЭТ — 4ТМ.02 позволяют измерять активную и реактивную энергию, активную и реактивную мощность в двух направлениях, что имеет большое значение для технического учёта, имеют режим многотарифности, позволяют учитывать графики электрической нагрузки. Кроме того, счётчики СЭТ-4ТМ.02 работают в большем интервале температур и имеют продолжительный межповерочный интервал. На выбор типа счётчика для АСКУЭ повлиял прежде всего тот факт, что счётчик СЭТ — 4ТМ 0.2 является на сегодняшний день безусловным лидером среди аналогичных счётчиков. Преимуществами этого счётчика являются:

1. Открытость протокола счётчика что позволяет использовать его в любых АСКУЭ;

2. Функциональная законченность счетчика, т. е. все его функции реализуются в единой конструкции;

3. Высокая точность хода таймера счётчика, что минимизирует связанную с этим систематическую погрешность;

4. Приемлемая цена.

Таблица 1 — Технические характеристики электросчётчика СЭТ-4ТМ.02

Параметр	Тип счётчика
	СЭТ — 4ТМ.02
Класс точности	0,2S
Номинальный/максимальный ток, А	1/10
Чувствительность, мА
Рабочий диапазон температур	От — 40 °C до + 60 °С
Резервное питание
Интерфейс RS — 232	;
Интерфейс RS — 232
Цифровой выход
Импульсный выход
Инфракрасный порт
Защита информации
Внутренний модем	;
Порт Internet	;
Глубина хранения информации	170 суток
Потребляемая мощность по цепям напряжения, ВА / Вт	< 3 (1,3)
Скорость обмена информацией при связи со счётчиком по цифровым интерфейсам, бод	600, 1200, 2400, 1800, 9600, 19 200, 38 400
Защита от несанкционированного доступа к коммерческой информации пароль счётчика аппаратная блокировка
Точность хода часов	±0,5 сек/сутки
Самодиагностика счётчика
Гарантийный срок эксплуатации, лет
Межповерочный интервал, лет
Минимальный срок службы, лет
Цена, руб	16 840
Статистические данные по надёжности	отсутствуют
Внесён в госреестр
Измеряемая энергия	активная
	реактивная
Мощность
Многотарифность
Учёт графика нагрузки

Рисунок 1 — Схема электроснабжения с установленными счетчиками

Выбор трансформатора тока

В системе учета электроэнергии одним из важнейших элементов, являются измерительные трансформаторы. Измерительные трансформаторы тока, входящие в состав системы, предназначены для преобразования большого тока к уровням, соответствующим входным токам счетчиков электрической энергии. Для технического учета электроэнергии необходимо применять трансформаторы тока класса точности 0,2S, т. к. для этих трансформаторов диапазон погрешности меньше, чем для трансформаторов тока класса точности 0,5. Трансформаторы тока класса точности 0,2S позволяют обеспечить более точный учет электроэнергии при малых первичных токах.

Для нашей АСКУЭ мы выбираем трансформаторы тока ТПЛ-150/5.

Трансформатор тока ТПЛ-150/5 и ТПЛ-400/5 производства ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока»

Предназначен для учета электроэнергии, имеет класс точности 0,2S. Трансформатор имеет защитную прозрачную крышку для пломбирования вторичных контактов в целях защиты от несанкционированного доступа. Корпус трансформатора выполнен из негорючей пластмассы.

Трансформатор тока имеет токовую погрешность ( _I ), равную 0,09% и относительную погрешность выделения из измеренного значения полного тока его активной составляющей, обусловленную угловыми погрешностями (), равную 0,7%.

Выбор устройства сбора и передачи данных

Помимо счетчика электрической энергии необходимо выбрать устройство сбора и передачи данных (УСПД) исходя из технических характеристик выбранных счетчиков электрической энергии типа СЭТ-4ТМ.02.

Рассмотрим технические характеристики трех микроконтроллеров: СПЕ542, МСИ «Пчела» и «Телеучет-К1».

Сумматор СПЕ542

• Измеряет электрическую энергию и мощность на 16−28 каналах;
• Имеет 20 входов из них 4 управляемых;
• Длина связи от счетчика до сумматора не должна превышать 3 км.;
• Необходим адаптер АПС79 для присоединения к ПК с интерфейсом RS 485 (заказывается дополнительно — 4430 руб.)
• Необходимо программное обеспечение «СПСеть» для организации комплекса и системы учета (заказывается дополнительно — 1320 руб.)
• Стоимость самого сумматора 22 000 руб.

МСИ «Пчела»

• Прием импульсных сигналов от первичных приборов по 16 входам.
• Прием цифровой информации от контроллеров по интерфейсу RS 485.
• Применяется с архиватором «Пчела АР-3» (30 000 часов, 625 суток).

• Диапазон рабочих температур от -40 до +50.
• Стоимость 18 000 руб.

«Телеучет-К1 Модель

• подключение 40 счетчиков с импульсными телеметрическими выходами и до 30 счетчиков с цифровыми интерфейсами,
• система автономного резервного питания,
• климат. гр. 5 (-30…+50°С),
• пылевлагозащита IP55, защита от агрессивной среды
• Наличие журнала событий (до 1000 записей),
• Узел интерфейса RS-485,
• Адаптер сети Ethernet и интерфейс RS-232,
• Стоимость 75 000 руб.

Выбираем наиболее подходящий для нашей системы «Телеучет-К1 Модель 21СТ». Наряду с множеством достоинством которым он обладает, в отличии от других предлагаемых УСПД, он имеет вдвое больше каналов учёта, что даст возможность расширить сеть учёта в дальнейшем.

«Телеучет-К1

Функции УСПД «Телеучет-К1

• автоматический сбор данных измерений со счетчиков электроэнергии по цифровым интерфейсам и импульсным телеметрическим выходам
• обработка результатов измерений в соответствии со схемой учета и расчетными коэффициентами измерительных каналов
• энергонезависимое хранение данных энергоучета по каналам и группам учета: профили нагрузки в виде приращений энергии за время интервала учета, данные о потреблении энергии за месяц, текущие показания счетчиков на начало месяца и суток
• ведение и энергонезависимое хранение журнала событий:
• включение / отключение питания и перезапуски УСПД, коррекция времени, изменения конфигурации УСПД, связь со счетчиками, события счетчиков
• отображение данных энергоучета на встроенном индикаторе

— передача данных на верхний иерархический уровень (сервер учета) АИИС КУЭ по нескольким независимым каналам связи: физическим линиям, тональным каналам ведомственной связи, коммутируемым телефонным каналам, сети GSM, радиоканалу и по сети Ethernet

• синхронизация единого системного времени в УСПД и подключенных к нему счетчиках по сигналам корректировки, получаемым от сервера учета АИИС КУЭ, с целью обеспечения синхронности измерений
• защита данных энергоучета и параметров настройки от несанкционированного доступа на программном и аппаратном уровне

Применение «Телеучет-К1»

Комплексы «Телеучет-К1» применяются на объектах энергетики, промышленных предприятиях и в других организациях, осуществляющих взаиморасчеты с поставщиками или потребителями электроэнергии. Комплексы «Телеучет-К1» также могут использоваться в системах технического учета электроэнергии (9, https:// ).

Советом НП, Цифровые измерительные каналы

Для приема данных от электронных счетчиков, имеющих цифровой интерфейс, в состав комплекса «Телеучет-К1» входит узел интерфейса RS-485. В канал RS-485 одного УСПД «Телеучет-К1» может быть включено до 30 цифровых счетчиков. Поддерживаются протоколы связи со счетчиками «ЕвроАЛЬФА», ЦЭ 6850, ПЦ 6806. Опрос счетчиков по каналу выполняется со скоростями 100…19 200 бит/с.

Импульсные измерительные каналы

Комплекс «Телеучет-К1» обеспечивает сбор данных со счетчиков электроэнергии, имеющих импульсные телеметрические выходы. К одному УСПД «Телеучет-К1» может быть подключено до 40 импульсных счетчиков. Минимальная длительность импульса — 20 мс, максимальная частота следования импульсов — 10 Гц. Импульсы могут подаваться в виде замыкания незапитанного контакта, в виде импульсов напряжения от 10 до 18 В или в виде импульсов тока от 5 до 10 мА

Комплекс «Телеучет-К1» обеспечивает обработку и хранение в энергонезависимой памяти следующих видов данных:

• данные энергоучета;
• записи «Журнала событий».

Данные

Комплекс «Телеучет-К1» собирает, обрабатывает и хранит следующие данные энергоучета:

профили нагрузки по каналам и группам учета

архив месячного потребления по каналам и группам учета

показания счетчиков на начало текущих суток.

Профиль нагрузки

Основным параметром энергоучета является профиль нагрузки по каналам и группам учета. В профиле нагрузки сохраняются величины, представляющие собой приращение энергии за интервал учета. Величина интервала учета устанавливается при параметрировании комплекса в диапазоне 1…60 мин.

Каналы и группы учета

Измерительные каналы подключенных к комплексу счетчиков образуют совокупность каналов учета комплекса. Под группой учета понимается алгебраическая сумма показаний по двум или нескольким каналам учета.

Комплекс «Телеучет-К1» регистрирует до 210 каналов и групп учета (суммарно) и хранит до 8184 срезов (суммарно по профилю нагрузки и потреблений за месяц).

Под срезом понимается совокупность данных (по всем каналам и группам учета), зафиксированных на конкретный момент времени.

Хранение данных энергоучета

На основании значений параметров по каналам учета производится расчет значений параметров по группам учета. Полученные значения по каналам и группам сохраняются в энергонезависимой памяти данных. Данные энергоучета хранятся в архиве в виде именованных величин (кВт*ч, кВар*ч, МВт*ч, МВар*ч).

Архив месячного потребления

В 00 часов 00 минут каждых суток комплекс производит считывание текущих показаний счетчиков. Эти значения сохраняются в энергонезависимой памяти данных в архиве месячного потребления в графе за текущий месяц. При наступлении следующего месяца данные будут сохраняться в графе нового месяца.

Показания счетчиков на начало суток

Из накопленных таким образом данных рассчитываются значения месячного потребления по каналам и группам учета, а также показания счетчиков на начало текущих суток.

«Журнал событий»

Комплекс «Телеучет-К1» обеспечивает ведение и энергонезависимое хранение «Журнала событий». Максимальный объем «Журнала событий» — 1000 записей, все события сопровождаются метками времени.

В «Журнале событий» фиксируются следующие классы событий:

события подсистемы питания:

рестарт комплекса

переход на питание от сети / аккумулятора

неисправность или разряд аккумулятора

отключение комплекса

события подсистемы реального времени:

коррекция времени

неисправность часов реального времени

события задачи сбора данных со счетчиков:

пропадание / восстановление связи со счетчиками

внутренние события счетчиков (определяются свойствами конкретных типов счетчиков):

события задачи сбора данных КИПП-1:

переполнение счетчиков

отсутствие сигналов на входах

неисправность узлов КИПП-1

ток / напряжение меньше номинала

перегрузка по току / напряжению

события подсистемы защиты информации:

попытка несанкционированного доступа (ввод неправильного пароля)

изменение данных параметрирования

изменение данных энергоучета

Доступ к «Журналу событий» осуществляется через канал связи путем специального запроса от сервера учета.

Служебная информация

Каждое УСПД «Телеучет-К1» собирает информацию о собственном состоянии — служебную информацию, которая передается по каналу связи на верхний иерархический уровень (сервер учета) АИИС КУЭ.

Служебная информация включает в себя следующие данные:

признаки наличия связи с верхним уровнем

состояние подсистемы питания (переход на резервное питание, состояние аккумуляторной батареи)

количество рестартов основного микропроцессора устройства

исправность функциональных модулей в составе устройства

отклонение хода внутренних часов относительно синхронизирующих посылок

Время и синхронизация

«Телеучет-К1» оснащен встроенными часами реального времени, работающими в т. ч. и при пропадании питающего напряжения. Часы обеспечивают привязку ко времени результатов энергоучета, данных «Журнала событий» и служебной информации — каждому событию и измерению присваивается метка времени. Дискретность привязки ко времени — 10 мс.

Точность хода часов ±5 с/сутки без дополнительной синхронизации. Установка и периодическая синхронизация часов производится передачей по каналу связи от сервера учета специальных команд синхронизации, при этом точность хода часов достигает ±0,1 с/сутки.

«Телеучет-К1» обеспечивает синхронизацию времени в цифровых счетчиках, подключенных к нему по каналу RS-485.

Интерфейсы «Телеучет-К1»

УСПД «Телеучет-К1» оснащен двумя коммуникационными интерфейсами: адаптером сети Ethernet и интерфейсом RS-232, позволяющими вести независимый обмен данными по различным каналам связи: физическим линиям, тональным каналам ведомственной связи, коммутируемым телефонным каналам, GSM/GPRS, радиоканалу, ВОЛС, Ethernet и радио-Ethernet.

Также предусмотрен служебный порт RS-232 для параметрирования устройства.

Адаптер сети Ethernet

Является основным коммуникационным интерфейсом, образующим высокоскоростную (10 Мбит/с) сеть передачи данных. Адаптер может использоваться как универсальный стык с каналообразующей аппаратурой, ЛВС АСУТП объекта, локальными АРМ.

При длине отдельных сегментов сети, превышающей 100 м, может использоваться с медиа-конвертерами многомодовых или одномодовых ВОЛС, обеспечивая значительную протяженность линий (до 100 км) и высокую помехозащищенность передачи данных. Адаптер имеет стандартный разъем RJ-45 для подключения витой пары категории «5».

Коммуникационный интерфейс RS-232

Коммуникационный интерфейс RS-232 применяется для обмена данными по физической линии, тональным каналам ведомственной связи или радиоканалу с использованием внешнего модема, а также по коммутируемым телефонным линиям и сети GSM.

Максимальная скорость передачи — 19 200 бит/с, максимальная длина шлейфа — 30 м.

Служебный порт RS-232

Служебный порт RS-232 применяется для связи с компьютером, на котором установлена специализированное ПО параметрирования комплекса «Телеучет-К1». Данный порт не используется для других целей.

Протоколы обмена с верхним уровнем

В комплексе «Телеучет-К1» используются протоколы обмена данными, отвечающие требованиям ГОСТ Р МЭК 870−5-1 по достоверности передачи данных и обеспечивающие необходимую защиту данных от искажений при передаче в канале связи (класс достоверности J2).

УСПД «Телеучет-К1» поддерживает современные стандартизированные протоколы ГОСТ Р МЭК 60 870−5-104 и FT1.2 «Телеканал», выполненный на базе рекомендаций ГОСТ Р МЭК 870−5-2−95.

Таблица 2

Тип протокола	Тип передачи	Вероятность ложного приема ТИ*	Передача меток времени
ГОСТ Р МЭК 60 870−5-104	Дуплекс	10−10	есть
FT1.2 «Телеканал»	Полудуплекс	10−10	есть

При передаче данных через интерфейс RS-232 по коммутируемым телефонным линиям и GSM в качестве канального протокола используется протокол РРР, а в качестве транспортного протокола используется протокол TCP/IP с интерфейсом транспортного уровня (между пользователем и ТСР), соответствующим разделу 5 ГОСТ Р МЭК 60 870−5-104. При передаче данных по радиоканалу или каналам ведомственной связи используется протокол FT1.2 «Телеканал» по ГОСТ Р МЭК 870−5-2−95.

Выбор типа протокола производится с помощью специализирован-ного ПО.

Индикация данных. Модуль индикации

В состав УСПД «Телеучет-К1» включен модуль индикации, предназначенный для индикации текущего состояния устройства, режимов его работы и результатов энергоучета. Модуль индикации содержит ЖК-дисплей и клавиатуру.

Дисплей двухстрочный, 32-х символьный. В рабочем режиме на дисплей выводится текущее время устройства.

Клавиатура 15-ти кнопочная, предназначена для навигации по отображаемым данным и ввода необходимых параметров.

Отображаемые данные

Доступ к отображению данных осуществляется через пароль. Выбор параметров для индикации выполняется с помощью меню. Меню имеет древовидную структуру.

Группы отображаемых данных:

профиль нагрузки:

• профиль по каналам учета (номер канала учета, дата и время фиксации);
• профиль по группам учета (номер группы учета, дата и время фиксации);

архив потребления:

• архив по каналам учета (номер канала учета, дата и время фиксации);
• архив по группам учета (номер группы учета, дата и время фиксации);
• показания счетчика;
• ТИИ;
• данные КИПП-1;
• управление подсветкой дисплея.

Надежность и гарантийные сроки

Средняя наработка на отказ комплексов УСПД «Телеучет-К1» составляет 60 000 часов. Средний срок службы комплексов — 20 лет.

Гарантийный срок эксплуатации комплексов УСПД «Телеучет-К1» — 2 года.

Уровни АСКУЭ трансформаторной подстанции ТП-16

Схема структуры АСКУЭ представлена в виде четырехуровневой системы.

первый уровень

В состав ПИП входят: трансформаторов тока ТПЛ-150/5, электросчетчиков типа СЭТ-4ТМ.02.

второй уровень

Погрешности средств измерения

Предел допускаемой относительной погрешности измерительного комплекса учета электроэнергии состоит из измерительных трансформаторов тока, напряжения, счетчика и соединительных проводов. Пределы допустимых погрешностей измерений такого комплекса в соответствии с РД 153−34.0−11.203−99 определяют по формуле:

= 1,1

где _I — токовая погрешность ТТ, %;

_с — относительная погрешность счетчика, %;

• относительная погрешность выделения из измеренного значения полного тока его активной составляющей, обусловленная угловой погрешностью ТТ _, %;

_ф ² — суммарная дополнительная погрешность, вызванная влияющими факторами (отклонениями напряжения, частоты, температуры окружающего воздуха, магнитного поля и другими факторами от нормальных значений, при которых гарантируется нахождение погрешности внутри диапазона, соответствующего классу точности), %;

1,1 — коэффициент, учитывающий особенности метрологической поверки приборов с помощью эталонных устройств, имеющих свои погрешности и другие причины (знак ± говорит о том, что определяется значение случайной.

Определим допустимые погрешности:

= 1,1 ±1,0.

Заключение

При выборе поставщика аппаратуры или создания локальной АСКУЭ «под ключ» необходимо обратить внимание на открытость системы. Необходимо наличие описаний протоколов обмена данными с УСПД и счетчиками энергии / мощности, описание структуры и особенностей реализации базы данных, подробное описание принципов функционирования всех компонентов АСКУЭ — как аппаратных, так и программных. В противном случае могут возникнуть проблемы с интеграцией локальной АСКУЭ в региональную.

Соблюдение технических требований, предъявляемых к АСКУЭ, является залогом успешного ввода в промышленную эксплуатацию и надежного функционирования системы.

Выбранная система соответствует всем требованиям, предъявляемым к АСКУЭ, является наиболее экономичной и надежной.

потребление энергоучет предприятие автоматизированный

1. Ресурсы Internet: www.izmerenie.ru

Шевелёв М. М.

Железко Ю. С.