5.3 Аскуэ «Спрут»
На подстанции для сбора информации со счетчиков электрической энергии СЭТ-4ТМ.02, установленных на всех присоединениях, и передачи данных АСКУЭ на диспетчерский пульт предусматривается контроллер «Спрут».
УСПД состоит из модулей ICP DAS, размещаемых в металлическом корпусе. Сопряжение со счетчиками осуществляется по интерфейсу RS-485 кабелем КИПЭВ 2x2x0,6. Шкаф с УСПД АСКУЭ «Спрут» монтируется на панели телемеханики подстанции. Для подключения контроллера к канальному оборудованию предусмотрено устройство преобразования сигналов УПСТМ-02.
Электропитание контроллера АСКУЭ переменным током напряжением 220 В осуществляется от источника электропитания аппаратуры связи.
Автоматизированная система коммерческого и технического учета электроэнергии и мощности и контроля качества электроэнергии (АСКУЭ) «Спрут» разработана Нижневартовскими Электросетями, г. Нижневартовск. АСКУЭ основана на использовании технологий:
программного считывания данных из многофункциональных микропроцессорных счетчиков электрической энергии, оснащенных цифровыми каналами;
сохранения и предоставления данных, по архитектуре клиент - сервер на основе SQL запросов;
предоставления данных в локальной сети на соответствующих автоматизированных рабочих местах;
предоставления данных в интрасети или в Internet через WEB - сервер приложений по принципу «тонкий клиент»;
получения и передачи данных по электроэнергии и мощности по ОРС - стандарту для автоматизированных технологических систем, поддерживающих соответствующие ОРС-спецификации (большинство SCADA-систем).
АСКУЭ «Спрут» представляет собой современную автоматизированную информационную систему, имеющую архитектуру, адаптируемую под конкретные условия эксплуатации. Она позволяет вести многотарифный учет потребления электрической энергии на крупных объектах, имеющих в своем составе интеллектуальные счетчики электрической энергии или другие первичные датчики с интерфейсами связи по спецификации EIA RS-485 , RS232, токовая петля.
АСКУЭ обеспечивает автоматический режим работы без обслуживающего персонала на уровне объекта энергоучета. АСКУЭ находится в постоянном развитии. Ее структура и метрологические характеристики позволяют осуществлять коммерческий и технический учет энергоресурсов типа электрической энергии, тепла, воды и газа, а также обеспечивать другие сервисные функции, представляющие интерес в народном хозяйстве.
Организация АСКУЭ «Спрут» — многоуровневая иерархическая архитектура системы сбора и передачи информации (рисунок 5.1).
Рисунок 5.1 - Организация АСКУЭ «Спрут»
АСКУЭ «Спрут» имеет радиально кольцевую архитектуру с возможностью приема и передачи информации с неограниченного количества объектов. Каждый объект обеспечивает прием и передачу информации до 999 электрических счетчиков или других датчиков.
При приеме и передаче информации в пределах объекта используются интерфейсы связи RS-485 , RS232, токовая петля.
Счетчики электрической энергии или другие датчики, имеющие в своем составе интерфейс RS-485, объединяются двухпроводными линиями связи в сегменты. Один сегмент может включать до 255 счетчиков и иметь длину линий связи до 1200 м. Подключение счетчиков к линиям связи осуществляется в соответствии с «Руководством по эксплуатации» на каждый тип счетчика. Перед подключением в каждом из счетчиков в соответствии с «Инструкцией по эксплуатации» должен быть установлен уникальный адрес, пароли доступа, скорость обмена информацией, установлено время и определены условия учета летнего/зимнего времени.
Принципиальная электрическая схема подключения счетчиков в сегментах представлена на рисунке 5.2. Сопротивление каждого согласующего резистора R должно совпадать с волновым сопротивлением применяемого кабеля (от 100 до 120 Ом). Тип кабеля выбирается исходя из следующих критериев:
выбранная максимальная скорость обмена информацией;
максимальная протяженность линии связи.
Рисунок 5.2 - Схема сегмента
При этом устанавливается минимальное напряжение сигнала Uo на входе самого удаленного приемника информации относительно активного передатчика равное 1 В и допустимый уровень искажений сигнала d на входе самого удаленного приемника равный 10 %.
К ветви счетчиков АСКУЭ «Спрут» возможно подключение для локального считывания данных переносного компьютера типа NoteBook (при отсутствии каналов связи), а для удаленного - телефонного, радио или ВЧ-модема для приема или передачи информации в информационный центр энергоучета.
Подключение осуществляется к преобразователю интерфейсов ПИ (при необходимости) в соответствии со стандартом EIA RS-232. Максимальное удаление информационного центра энергоучета от сегмента нижнего уровня определяется характеристиками используемых каналов связи и модемов.
Принцип работы источников и приемников информации в АСКУЭ «Спрут» должен удовлетворять логике работы с одним активным источником информации в каждый момент времени.
Информация передается пакетами. Максимальная длина пакета не превышает 128 байт. В пакетах контролируется достоверность информации по биту четности каждого передаваемого байта и по контрольной сумме пакета. В случае обнаружения ошибки информация запрашивается повторно до получения безошибочных данных. Периодичность приема или передачи информации определяется оператором.
АСКУЭ «Спрут» обеспечивает выполнение следующих функций:
получение данных от счетчиков электрической энергии с объектов, имеющих оборудование АСКУЭ «Спрут» в автоматическом режиме по расписанию и в режиме спорадического опроса по командам эксплуатационного персонала с занесением требуемой информации в базу данных;
получение данных от счетчиков с объектов, не имеющих оборудования АСКУЭ «Спрут», путем считывания данных непосредственно со счетчиков (отдельный клеммник), используя портативный компьютер типа NoteBook, дооснащенный модулем PCMCI с интерфейсом RS485 или используя конвертор RS232-RS485. Передача данных через HOST-компьютер в единую базу данных производится посредством передачи защищенных файлов с физических носителей - дискет.
В случае неисправностей на каналах связи данные со счетчиков объектов могут быть получены после устранения неисправностей путем повторного опроса счетчиков объекта. Или непосредственно на объекте со счетчиков, используя портативный компьютер типа NoteBook, дооснащенный модулем PCMCIA с интерфейсом RS485 или используя конвертор RS232-RS485.
Синхронизация по времени всех счетчиков с обеспечением плавной коррекции текущего календаря и времени для каждого счетчика. Измерение и обработка данных:
потребление активной и потребление и выдача реактивной энергии на любых временных интервалах (текущим расходом и нарастающим итогом) за заданные интервалы и за определенный период по отдельным присоединениям, заданным группам присоединений и по предприятию в целом;
средние (получасовые) значения мощности в часы максимумов нагрузки за заданный период по отдельным присоединениям, заданным группам присоединений и по предприятию в целом;
трехминутные (или другие произвольные) приращения энергии в часы максимумов нагрузки за заданный период по отдельным присоединениям, заданным группам присоединений и по предприятию в целом для оперативного контроля электропотребления;
формирование данных для расчета режимов потребления электроэнергии и мощности, исполнения договоров на потребление и снабжение электроэнергией;
формирование информации по электроэнергии и мощности для коммерческих расчетов с поставщиками и потребителями, баланса по электроэнергии и мощности по основным узлам контроля, отчетной информации для соответствующих вышестоящих уровней, информации для статистической отчетности и для анализа потребления электроэнергии и мощности по узлам, основным группам потребления; получение информации о состоянии счетчиков из оперативно запрашиваемой диагностической информации;
получение информации о параметрах качества электроэнергии со счетчиков СЭТ, приборов качества;
хранение данных;
отображение данных;
печать отчетных форм.
Передача отчетной информации в смежные АСКУЭ «Спрут» может быть осуществлена несколькими способами: передачей отчетов, передачей файлов формата *.met, через посредство шлюза корпоративных вычислительных сетей на уровне баз данных. Передача данных для систем АСУТП через ОРС-сервер доступа к БД АСКУЭ «Спрут».
АСКУЭ «Спрут» обеспечивает защиту от несанкционированного доступа к аппаратуре и информации путем применения системы многоступенчатого доступа к текущим данным и параметрам настройки системы (механические пломбы, уникальные адреса, индивидуальные многоуровневые пароли и программные средства защиты файлов и баз данных). Может контролироваться доступ к отдельному счетчику при помощи «электронной» пломбы (при условии оснащения счетчика таковой).
Метрологические характеристики первичных данных по энергии и мощности, сохраняемых в базе данных АСКУЭ «Спрут», определяются метрологическими характеристиками ТТ, ТН и счетчиков электрической энергии, которыми комплектуется система.
Вспомогательные программно-технические средства, не являющиеся средствами измерения, а обеспечивающие транспортировку данных, влияют только на устойчивость и надежность связи и их свойства не отражаются на метрологических параметрах.
Предел допускаемой основной погрешности по времени в каждой точке учета относительно коммуникационного сервера не превышает:
при наличии связи со счетчиком и ежедневной коррекции времени -5с/сутки;
при отсутствии возможности ежедневной связи со счетчиком и ежемесячной коррекции времени- 2,5 мин/месяц.
Время коммуникационного сервера (HOST - компьютера) корректируется по сигналам спутниковой системы навигации с помощью GPS -приемника или другого источника точного времени.