Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии "Горводоканал" ЗАО "Пензенская Горэлектросеть"

Назначение

Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии «Горводоканал» ЗАО «Пензенская Горэлектросеть» предназначена для измерений активной и реактивной электрической энергии и мощности, времени.

Описание

АИИС КУЭ «Горводоканал» ЗАО «Пензенская Горэлектросеть» представляет собой двухуровневую систему с централизованным управлением и распределенной функцией выполнения измерений активной и реактивной электрической энергии.

АИИС КУЭ «Горводоканал» ЗАО «Пензенская Горэлектросеть» решает следующие задачи:

- автоматические измерения 30-минутных приращений активной и реактивной электрической энергии и средних на 30-минутных интервалах значений активной и реактивной мощности;

- периодический (1 раз в сутки) и/или по запросу автоматический сбор привязанных к календарному времени измеренных данных о приращениях электрической энергии и значениях электрической энергии с нарастающим итогом с дискретностью учета 30 мин и данных о состоянии средств измерений;

- хранение результатов измерений в специализированной базе данных, отвечающей требованию повышенной защищенности от потери информации (резервирование баз данных) и от несанкционированного доступа;

- передача результатов измерений на сервер АИИС КУЭ «Горводоканал» ЗАО «Пензенская Горэлектросеть» и автоматизированные рабочие места (АРМы);

- предоставление по запросу доступа к результатам измерений, данным о состоянии средств измерений со стороны сервера электросетевых и энергосбытовых организаций;

- обеспечение защиты оборудования, программного обеспечения и данных от несанкционированного доступа на физическом и программном уровне (установка пломб, паролей и т.п.);

- диагностика и мониторинг функционирования технических и программных средств АИИС КУЭ «Горводоканал» ЗАО «Пензенская Горэлектросеть»;

- конфигурирование и настройка параметров АИИС КУЭ «Горводоканал» ЗАО «Пензенская Горэлектросеть»

- ведение времени (коррекция времени) в АИИС КУЭ «Горводоканал» ЗАО «Пензенская Горэлектросеть».

Структурная схема АИИС КУЭ «Горводоканал» ЗАО «Пензенская Горэлектросеть» приведена на рис. 1.

АИИС КУЭ «Горводоканал» ЗАО «Пензенская Горэлектросеть» включает в себя следующие уровни.

Первый уровень - измерительно-информационные комплексы (ИИК) включают в себя измерительные трансформаторы напряжения и тока, счётчики активной и реактивной электрической энергии и мощности по каждому присоединению (измерительному каналу). Конкретные типы и обозначения документации, которой они соответствуют приведены в таблице 2. На структурной схеме трансформаторы тока, трансформаторы напряжения и счетчики соответственно обозначены: ТТ, ТН и Whn (n принимает значение от 1 до 18).

Рис. 1 Структурная схема АИИС КУЭ «Горводоканал» ЗАО «Пензенская Горэлектросеть»

Второй уровень - информационно-вычислительный комплекс (ИВК) включает в себя серверы (основной и резервный), рабочие станции (АРМ), технические средства организации каналов связи. В АИИС КУЭ «Горводоканал» ЗАО «Пензенская Горэлектросеть» имеются три разновидности каналов: внутренние каналы связи; каналы связи между серверами и ИИК; каналы связи между серверами и внешними субъектами, в качестве которых могут быть, например, РДУ и КО.

Внутренние каналы связи - это каналы между серверами и АРМами. Тип каналов TCP/IP Ethernet и реализованы они с помощью коммутатора Cisco 2960-24, а в качестве среды передачи данных используется «витая пара».

Каналы связи между серверами и ИИК со стороны серверов реализованы с помощью того же самого коммутатора Cisco 2960-24, коммуникационного сервера Moxa NPort 5410, GSM/GPRS модема Cinterion MC52i Terminal, а со стороны ИИК с каждой из групп ИИК реализованы с помощью преобразователя интерфейсов (RS-485 в RS-232) ADAM-4520 и GSM/GPRS модема Digital Angel Multi-SIM MC52i2 (может работать с двумя SIM-картами). В качестве среды передачи данных используется система сотовой связи. С каждой из групп ИИК реализовано по два канала связи (основной и резервный), причем могут быть использованы разные операторы сотовой связи.

Связь между серверами и внешними субъектами реализована через интернет. Для выхода в интернет используются два канала - основной и резервный. Основной канал реализован как непосредственный выход через коммутатор Cisco 2960-24 на каналообразующее оборудование провайдера. Резервный канал реализован как выход через коммутатор Cisco 2960-24 и маршрутизатор DIR-456 в 3G сеть оператора сотовой связи, через которую и осуществляется работа в сети интернет.

Система обеспечения единого времени (СОЕВ) формируется на всех уровнях АИИС КУЭ «Горводоканал» ЗАО «Пензенская Горэлектросеть» и выполняет законченную функцию измерений времени и интервалов времени. В качестве задатчика точного времени используется радиосервер точного времени РСТВ-01 (№40586-09 в Государственном реестре средств измерений) модификации РСТВ-01-01, синхронизирующий свое время от сигналов систем ГЛОНАСС/GPS. Синхронизация времени серверов и компьютеров АРМ осуществляется по каналу TCP/IP Ethernet через коммутатор Cisco 2960-24 по NTP протоколу. Синхронизация времени счетчиков осуществляется активным сервером не чаще одного раза в сутки по тем же каналам, что и обмен данными при расхождении времени счетчика и сервера более 3-х секунд (параметр задается при конфигурировании системы). Проверка расхождения осуществляется при каждом сеансе связи со счетчиком, согласно заданному расписанию.

Формирование алгоритма коммутации через коммутатор Cisco 2960-24 осуществляется с помощью маршрутизатора Cisco 1811/K9.

Аналоговые сигналы от первичных преобразователей электрической энергии (трансформаторов тока и напряжения) поступают на счетчики электрической энергии. Счетчики электрической энергии являются измерительными приборами, построенными на принципе цифровой обработки входных аналоговых сигналов. Управление процессом измерений в счетчиках электрической энергии осуществляется микроконтроллером, который реализует алгоритмы в соответствии со специализированной программой, помещенной в его внутреннюю память.

Результаты преобразований приращений электрической энергии, присутствующей на входе счетчика, по цифровым каналам связи со счетчиков электрической энергии по запросу передаются в форме профиля мощности в сервер ИВК, который производит преобразование этих данных с целью приведения их значений к точкам измерений и формирует архив. Кроме того сервер ИВК осуществляет формирование учетных показателей в точках поставки электрической энергии и формирует архив.

На уровне ИИК для защиты информации от несанкционированного доступа применяются следующие меры:

- пломбирование клеммных сборок электрических цепей трансформаторов тока и напряжения;

- пломбирование клеммных сборок электросчетчиков;

- пломбирование клеммных сборок линии передачи информации по интерфейсу RS-485;

- размещением каналообразующей аппаратуры уровня ИИК в металлическом шкафу, оборудованном замковым устройством.

На уровне ИВК защита информации организована с применением следующих мероприятий:

- пломбированием сервера пломбами собственника системы и энергосбытовой организации;

- размещением технических средств уровня ИВК в серверном шкафу и шкафу каналообразующей аппаратуры, оборудованными замковыми устройствами;

- установление учетных записей пользователей и паролей доступа к серверу АИИС КУЭ «Горводоканал» ЗАО «Пензенская Горэлектросеть»;

- защита операционной системы сервера АИИС КУЭ «Горводоканал» ЗАО «Пензенская Горэлектросеть» обеспечивается средствами операционной системы.

Защита баз данных осуществляется средствами установленной системы управления базами данных.

Данные измерений в ИАСУ КУ ОАО «АТС» передаются в виде документа, подлинность которого подтверждается электронной цифровой подписью.

В счетчиках электрической энергии и в серверах ИВК ведутся журналы событий о критичных взаимодействиях объекта контроля и АИИС КУЭ «Горводоканал» ЗАО «Пензенская Горэлектросеть», а также оператора (или иного лица) и АИИС КУЭ «Горводоканал» ЗАО «Пензенская Горэлектросеть».

Программное обеспечение

Программное обеспечение АИИС КУЭ «Горводоканал» ЗАО «Пензенская Горэлектро-сеть» состоит из стандартного и специализированного программных пакетов.

Стандартный программный пакет, применяемый для организации сервера и рабочей станции АИИС КУЭ «Горводоканал» ЗАО «Пензенская Горэлектросеть» использует программные продукты в составе:

- операционные системы «Windows Server», «Windows XP;

- СУБД «MS SQL Server»;

- пакет «MS Office».

Специализированный программный комплекс «Энергосфера».

Идентификационные данные метрологически значимой части программного обеспечения приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения

Влияние программного обеспечения на суммарную относительную погрешность ИК оценивается относительной погрешностью ИВК при переводе числа импульсов в единицы измеряемой физической величины, вычислении и округлении, пределы которой составляют ± 0,01 %.

Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню С по МИ 3286-2010.

Технические характеристики

Состав измерительных каналов и их основные метрологические и технические характеристики приведены в таблице 2.

Номинальная функция преобразования измерительных каналов при измерении:

- электроэнергии

Wp(Wq)= iNT• Ктн • Ктт 2 • A

- мощности

р (Q ) = — • -60 • ктн

V ' 2 • A ТИ ТН

• КТТ

где: N - число импульсов в регистре профиля мощнсти электросчетчика, имп;

А - постоянная счетчика электрической энергии, имп/кВт^ч (квар^ч);

Ктн - коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения (ТН);

Ктт - коэффициент трансформации измерительного трансформатора тока (ТТ);

Ти - время интегрирования, мин.

Таблица 2

В таблице 2 в графе 8 приведены границы допускаемой относительной погрешности при доверительной вероятности, равной 0,95, при следующих условиях:

51,а.о — границы допускаемой основной погрешности измерений активной электрической энергии при I = 0,1-!ном для cosф = 0,8;

52.а.о — границы допускаемой основной погрешности измерений активной электрической энергии при I = 1ном для cosф = 0,8;

51.р.о - границы допускаемой основной погрешности измерений реактивной электрической энергии при I = 0,1-!ном для simp = 0,6;

52.р.0 — границы допускаемой основной погрешности измерений реактивной электрической энергии при I = 1ном для simp = 0,6;

51.а.р — границы допускаемой погрешности измерений активной электрической энергии в рабочих условиях применения при I = 0,1-!ном для cosф = 0,8;

62.а.р — границы допускаемой погрешности измерений активной электрической энергии в рабочих условиях применения при I = !ном для cosф = 0,8;

З1.р.р — границы допускаемой погрешности измерений реактивной электрической энергии при в рабочих условиях применения I = 0,1-Хном для sinф = 0,6;

З2.р.р — границы допускаемой погрешности измерений реактивной электрической энергии в рабочих условиях применения при I = Хном для sinф = 0,6;

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений времени ± 5 с.

- частота питающей сети переменного тока, Гц

49,85 ... 50,15; 0,05.

198 . 242

49 . 51 минус 40 . 50

10 . 50

15 . 40 0 . 0,5 1200 ч

15 лет

- индукция внешнего магнитного поля, мТл не более Рабочие условия применения:

- напряжение питающей сети переменного тока, В

- частота питающей сети, Гц

- температура (для ТН и ТТ), °С

- температура (для счетчиков)

- температура (для сервера, АРМ, каналообразующего

и вспомогательного оборудования), °С

- индукция внешнего магнитного поля (для счётчиков), мТл

Среднее время наработки на отказ

Средний срок службы

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится с помощью принтера на титульные листы (место нанесения - вверху, справа) эксплуатационной документации АИИС КУЭ «Горводоканал» ЗАО «Пензенская Горэлектросеть»

Комплектность

В комплект АИИС КУЭ «Горводоканал» ЗАО «Пензенская Горэлектросеть» входят технические средства и документация, представленные в таблицах 3 и 4 соответственно.

Таблица 3 - Технические средства