АСКУЭ Газпром - Средства и системы АСКУЭ АББ ВЭИ метроника

СЧЕТЧИК АЛЬФА

Многотарифный микропроцессорный трехфазный счетчик электроэнергии АЛЬФА предназначен для учета активной и реактивной энергии в цепях переменного тока, а также для использования в составе автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии для передачи измеренных или вычисленных параметров на диспетчерский пункт по контролю, учету и распределению электрической энергии. Принцип измерения, заложенный в счетчике, базируется на аналого-цифровом преобразовании величин напряжения и тока с последующим вычислением энергий и мощностей. Счетчик АЛЬФА состоит из измерительных датчиков напряжения и тока, основной электронной платы с микропроцессорной схемой измерения и быстродействующего микроконтроллера. Измеряемые величины и другие требуемые данные отображаются на дисплее счетчика, выполненного на жидких кристаллах. Измерение тока и напряжения силовых цепей осуществляется с помощью высоколинейных трансформаторов улучшенной конструкции и резистивных схем делителя напряжения. Активная мощность вычисляется путем умножения измеренных цифровых значений напряжений и токов с помощью сверхбольшой интегральной схемы (СБИС) измерения. СБИС измерения содержит программируемый цифровой процессор с тремя встроенными аналого-цифровыми преобразователями (АЦП). Счетчик АЛЬФА допускает трансформаторное или прямое подключение к цепи тока. При подключении к трансформатору тока с номиналом 1 А счетчик работает в диапазоне токов от 1 мА до 2 А, при подключении к трансформатору тока с номиналом 5 А — в диапазоне от 5 мА до 10 А. При прямом включении счетчик работает в диапазоне токов от 50 мА до 1 50 А. Специально разработанный микроконтроллер обеспечивает сохранение точности во всем диапазоне рабочих температур от —40 до + 60 °С при максимальной и минимальной нагрузках. В счетчике АЛЬФА используется импульсный источник питания, который позволяет обеспечить широкий диапазон рабочего напряжения от 70 до 440 В. В период отключения основного питания литиевая батарея, если она предусмотрена модификацией счетчика, обеспечивает питание генератора импульсов 32 768 Гц, поддерживающего работу внутреннего календаря для сохранения правильного счета времени. Параллельно батарее через блокирующий диод включен конденсатор, который имеет достаточную емкость для поддержки работы памяти и календаря в течение нескольких часов. После разрядки конденсатора батарея обеспечивает подачу питания для хранения данных в течение срока до 2 — 3 лет. Во время перерывов питания все ключевые данные счетчика и данные о его конфигурации хранятся в неразрушаемой памяти ПЗУ микроконтроллера. Данные многотарифного режима хранятся в ОЗУ микроконтроллера и в ОЗУ дополнительной платы А+ до тех пор, пока на счетчик не поступит питание.
Выпускаются различные модификации счетчиков АЛЬФА с соответствующим обозначением. Обозначения имеют вид:
A1R-4-AL-CB-N, где
1 -й знак А — тип счетчика — АЛЬФА;
2-й знак 1 или 2 — класс точности 0,2 или 0,5 соответственно;
3-й знак D — счетчик, измеряющий активную энергию и мощность; Т — многотарифный счетчик для измерения активной энергии и максимальной мощности; R — многотарифный счетчик для измерения активной и реактивной энергии и максимальной мощности; К — многотарифный счетчик для измерения активной и полной энергии и максимальной мощности;
4-й знак 3 — двухэлементный счетчик (трехпроводная линия); 4 — трехэлементный счетчик (четырехпроводная линия);
5-й и 6-й знаки — обозначения дополнительной платы А+: АО — плата, позволяющая производить измерение энергии и мощности в двух направлениях; OL — плата для записи и хранения измеренных данных графика нагрузки; AL — плата для измерения энергии и мощности в двух направлениях и хранения измеренных данных;
7-й и 8-й знаки — обозначение дополнительной платы С (плата реле): С1 — плата с одним полупроводниковым реле (один импульсный выход по активной энергии); С2 — с двумя полупроводниковыми реле (активная и реактивная энергии); С3 — с двумя полупроводниковыми реле (активная энергия и управление нагрузкой); С4 — с двумя полупроводниковыми реле плюс последовательный интерфейс ИРПС «токовая петля»; С5 — плата с одним полупроводниковым реле плюс последовательный интерфейс ИРПС «токовая петля»; С6 — с шестью полупроводниковыми реле (четыре импульсных выхода — активная и реактивная энергия в двух направлениях, реле управления нагрузкой); С8 — с шестью полупроводниковыми реле плюс последовательный интерфейс ИРПС «токовая петля»; С9 — с последовательным интерфейсом ИРПС «токовая петля»; С22 — с двумя гальванически развязанными группами реле (активная и реактивная энергия); С24 — с двумя гальванически развязанными группами реле (активная и реактивная энергия) плюс интерфейс ИРПС «токовая петля»; С25 — с двумя гальванически развязанными группами реле (активная и реактивная энергия) плюс интерфейс RS-485; С26 — с двумя гальванически развязанными группами реле (активная и реактивная энергия, управление нагрузкой); С28 — с двумя гальванически развязанными группами реле (активная и реактивная энергия, управление нагрузкой) плюс интерфейс ИРПС «токовая петля»; С29 — с двумя гальванически развязанными группами реле (активная и реактивная энергия, управление нагрузкой) плюс интерфейс RS-485;
9-й знак означает тип включения счетчика: Т — трансформаторный; П — прямое.
Интерфейс ИРПС «токовая петля» с оптической развязкой на 1,5 кВ позволяет передавать по одной паре информационных проводов не только данные об измеренной энергии и мощности, но и многочисленную дополнительную информацию. Информация передается последовательным кодом на расстояние до 1,5 км. Используется в тех случаях, когда требуются повышенные требования и достоверность переданной информации, поскольку протокол обмена предусматривает выдачу подтверждения принятой или переданной информации. Протоколы обмена по интерфейсу «токовая петля» поддерживаются аппаратно-программными средствами платы А+ (модификации AL, AO или OL).
Последовательный интерфейс RS-485 позволяет считывать информацию со счетчика с расстояния до 1,5 км, а также объединять до 31 счетчика на общую шину без каких-либо дополнительных устройств.
Оптический порт используется для связи счетчика АЛЬФА с компьютером для заводской калибровки; программирования; метрологической поверки; задания различных постоянных. Кроме того, оптический порт используется при снятии информации со счетчиков АЛЬФА на месте их установки при помощи инженерного пульта или переносных компьютеров Notebook.
Для связи между оптическим портом счетчика и последовательным портом компьютера RS-232 применяется кабель преобразователь UNICOM PROBE. Длина кабеля 2 м. Питание этого устройства может осуществляться или от батареи 9 В или от сетевого адаптера.
Управление нагрузкой осуществляется при следующих режимах:
срабатывании реле в тарифных зонах в соответствии с заданной уставкой мощности (для каждой тарифной зоны можно определять уставку срабатывания реле);
срабатывании реле с наступлением заданной тарифной зоны.

Реле регулирования нагрузки может использоваться как сигнальное в случае превышения мощности заданной уставки.
Микропроцессорное исполнение счетчика АЛЬФА делает его программируемым, что позволяет использовать счетчик с широким набором разнообразных функций. Программирование счетчиков осуществляется программным пакетом EMFPLUS 2.30, AlphaPlus поставляемым по требованию заказчика. Программный пакет EMFPLUS 2.30 (504MD) предоставляет три различных уровня доступа к счетчикам для:
потребителя,
эксплуатационных служб Энергоснабжающих организаций,
ремонтных служб Энергоснабжающих организаций, имеющих право Госповерки.
Для защиты от несанкционированного доступа каждый счетчик имеет свой пароль. Кроме того, программное обеспечение имеет свои входные коды, препятствующие работе с программным пакетом несанкционированным лицам.
Для счетчиков АЛЬФА предусмотрены 4 тарифные зоны (утро, вечер, день, ночь), выходные и праздничные дни, 4 сезона, автоматический переход на летнее и зимнее время.
С рок службы счетчика АЛЬФА — 30 лет с межповерочным интервалом 8 лет. Гарантия производителя — 3 года.

СЧЕТЧИКИ АЛЬФА ПЛЮС, ЕВРОАЛЬФА,  ДЕЛЬТА

Многофункциональный счетчик электрической энергии АЛЬФА Плюс является дальнейшим развитием технологии, заложенной в широко известных счетчиках типа АЛЬФА. Сохраняя в себе все положительные качества предыдущих счетчиков АЛЬФА, счетчики АЛЬФА Плюс имеют возможность измерять и отображать некоторые параметры качества электрической энергии. В счетчиках АЛЬФА Плюс применяется энергонезависимая память для хранения параметров программы и измеренных данных. Счетчик может накапливать и хранить до 4-х каналов профиля нагрузки. Глубина хранения при 4-х каналах и при длительности интервала профиля 30 мин поставляет 70 дн. Благодаря расширенным возможностям внутреннего программного обеспечения, увеличению тактовой частоты микропроцессора счетчик может измерять, вычислять и отображать до 46 величин, относящихся к параметрам электроэнергии, включая:
токи и напряжения фаз;
активную, реактивную и полную мощности сети;
активную, реактивную и полную мощности фаз; коэффициент мощности сети и каждой фазы; фазные углы векторов напряжений и токов; значения гармоник (до 15) по фазам напряжения; значения гармоник (до 15) по фазам тока; коэффициент искажения синусоидальности  кривых   напряжения и тока;
частоту сети и другие параметры.
Счетчики АЛЬФА Плюс программируются при помощи пакета AlphaPlus-P. Программируемые функции включают:
авточтение (самосчитывание) счетчика в определенный день месяца или через определенный интервал в днях;
осуществление звонка на ЭВМ верхнего уровня при отключении и восстановлении питания;
автоматический переход на зимнее и летнее время;
отображение на дисплее предупреждения при превышении заданного порога по мощности;
функцию «управления нагрузкой»;
контроль параметров качества электроэнергии по загруженным в счетчик порогам;
проверку номиналов напряжения и тока нагрузки в 00:00 часов и при подаче питания.
Специальная программа PwrPlus позволяет наиболее полно использовать возможности счетчика АЛЬФА Плюс для контроля параметров качества электроэнергии. В частности:
используя данные, считанные со счетчика, рассчитывать и строить векторные диаграммы для цепей токов и напряжений;
создавать файлы баз данных на диске компьютера; просматривать и распечатывать диаграммы из сохраненных ранее файлов;
считывать из счетчика журнал событий; определять конфигурацию системы;
осуществлять модемную связь с удаленным счетчиком.
Многофункциональные микропроцессорные счетчики электроэнергии серии ЕвроАЛЬФА являются источниками информации для автоматизированных систем управления потреблением и сбытом электроэнергии. Счетчики предназначены для работы на перетоках, генерации и в распределительных сетях у производителей и потребителей электроэнергии.
В энергокомпаниях счетчики ЕвроАЛЬФА обеспечивают: определение выработки электроэнергии генераторами электростанций;
учет перетоков энергии и мощности на межсистемных линиях;
учет поставки электроэнергии и мощности собственным потребителям;
учет потребления электроэнергии и мощности на собственные нужды;
контроль потерь электроэнергии и мощности;
управление распределением электроэнергии.
У потребителей счетчики ЕвроАЛЬФА применяются для:
точного учета потребления энергии и мощности в режиме многотарифности;
автоматизации производства;
прогнозирования величины заявленной мощности для предприятия;
выбора графика потребления энергии; учета реактивной мощности;
передачи измеренных параметров энергопотребления службам энергосбыта.
Счетчики ЕвроАЛЬФА выпускаются четырех классов точности (0,2; 0,5; 1; 2).
Модификации счетчика ЕвроАЛЬФА можно разбить на несколько основных групп:
по классу точности;
по виду измеряемой энергии;
по соотношению максимального и номинального тока;
по наличию режима многотарифности;
по возможности хранения графика нагрузки.
В табл.   приведены обозначения и функциональные характеристики модификаций счетчиков серии ЕвроАЛЬФА.
Счетчики ЕА02 и ЕА05 позволяют измерить (вычислить) и отобразить набор дополнительных величин, включая:
напряжения и токи пофазно;
частоту сети;
активную, реактивную и полную энергию системы и по-фазно;
коэффициент мощности системы и пофазно; фазные углы тока и напряжения.
Большинство измеряемых дополнительных величин являются действующими значениями. Измеряемыми за четное число периодов, в то время как другие вычисляются на основании нескольких измерений.
Счетчик ДЕЛЬТА — первый электронный счетчик электроэнергии, выпускаемый в России, который устанавливается на DIN-рейку. Счетчик выпускается в трехфазном и одно фазном исполнении, нагрузка в прямом включении до 45 кВт (65 А), применяется промышленными (для технического или коммерческого поцехового учета), мелкомоторными и бытовыми потребителями.

Основные модификации счетчиков серии ЕвроАЛЬФА

Микропроцессорный счетчик электроэнергии ДЕЛЬТА классов точности 1,0 и 2,0 предназначен для учета активной и активно-реактивной энергии в трех- и однофазных цепях переменного тока, как в одно- так и многотарифном режиме (до 4-х тарифов). Счетчики имеют корпусное исполнение стандарта DIN, позволяющее устанавливать их на рейку (ширина 35 мм), так и на панель и выпускаются трансформаторного или прямого включения. Наличие у счетчика ДЕЛЬТА неполяризованного импульсного выхода позволяет использовать его в составе автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии. Модификации счетчика можно разбить на несколько основных групп: по виду измеряемой энергии; по классу точности; по напряжению; по способу подключения к токовым цепям (прямое включение, трансформаторное включение); по числу применяемых тарифов.
Примеры обозначения счетчика:
DAN 25 02 — счетчик ДЕЛЬТА активной энергии класса точности 2,0 прямого включения на ток 5(65) А для 4-х проводной сети 230/400 В, двухтарифный с одним импульсным выходом.
DRN 1 4 04 — счетчик ДЕЛЬТА активной и реактивной энергии класса точности 1,0 трансформаторного включения для 3-х проводной сети 100 В, четырехтарифный с двумя импульсными выходами. Счетчики типов DAN измеряют активную потребленную энергию, счетчики DRN измеряют как активную, так и реактивную потребленную энергию. Счетчики не имеют собственных часов и календаря, поэтому переключение тарифов производится с помощью внешнего устройства (тарификатора), подачей напряжения любой фазы на тарифные входы. В качестве тарификатора можно, например, использовать счетчик ЕвроАЛЬФА с установленной платой для внешнего управления тарифами (плата F). Пользователю доступны некоторые функции, которые позволяют конфигурировать счетчик во время его установки. Конфигурирование счетчика производится в режиме МЕНЮ. Например, это установка или изменение коэффициента трансформации, сброс тарифных регистров.
Для управления тарифными зонами счетчика ДЕЛЬТА можно использовать цифровые электронные реле времени (тарификаторы) двух модификаций:
DTT 7/1 с одним реле для двухтарифного учета;
DTT 7/2 с двумя реле для трех- и четырехтарифного учета. К тарификатору можно подключать одновременно до 1 00 счетчиков ДЕЛЬТА.
Все счетчики ДЕЛЬТА имеют импульсный выход, который можно использовать как для включения счетчика в систему учета, так и для поверки. При этом активно-реактивные счетчики имеют два импульсных выхода: кВт-ч и квар-ч, соответственно. Полупроводниковое неполяризованное реле рассчитано на ток до 100 мА и напряжение до 247 В. Длительность импульса по умолчанию 100 мс, другие значения оговариваются при заказе.
Счетчики АЛЬФА, АЛЬФА Плюс, ЕвроАЛЬФА и ДЕЛЬТА
прошли все метрологические испытания и занесены в Государственный реестр средств измерений России. Московское предприятие ООО «СП АББ ВЭИ Метроника» имеет лицензии на изготовление указанных счетчиков.

ТЕХНОЛОГИЯ АЛЬФА СМАРТ. ИЕРАРХИЧЕСКАЯ СИСТЕМА АСКУЭ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ОБРАБОТКОЙ

АСКУЭ Альфа СМАРТ предназначена для оперативного контроля потребления электроэнергии и мощности непосредственно на объекте и учета потребления электроэнергии и мощности в распределенной энергосистеме. Система АСКУЭ Альфа СМАРТ включает следующие основные элементы: микропроцессорные счетчики АЛЬФА, ЕвроАЛЬФА и другие; специализированные УСПД серии RTU-300, разработанные на основе сетевых промышленных контроллеров SMART, IUC и контроллеров стандартов VME; каналы сбора данных со счетчиков, модемы, мультиплексоры и прочие устройства; программное обеспечение верхнего уровня под Windows 95, NT.
В разработке системы учтены: соответствие типовым требованиям к системам АСКУЭ, утвержденным Главгосэнергонадзором и РАО ЕЭС России, реализация открытых системных решений; использование операционных систем реального времени (OS-9, QNX); использование высоконадежных аппаратных компонентов, выпускающихся большими сериями солидными фирмами с целью снижения стоимости системы; реализация УСПД с единым, модульным, прикладным программным обеспечением на различных платформах для обеспечения гибкой адаптации к любому объекту.
Устройства сбора, обработки и передачи данных (УСПД) серии RTU-300 предназначены для сбора, обработки, хранения данных, собранных со счетчиков электроэнергии и передачи их на верхний уровень. Они предназначены для работы в иерархических системах коммерческого и технического учета энергии и мощности (АСКУЭ) с распределенной обработкой. На базе УСПД строятся локальные (объектовые) системы, которые являются одним из основных компонентов систем АСКУЭ. Пример структурной схемы локального построения системы Альфа СМАРТ изображен на рис.  2.
В семейство УСПД входят три серии устройств RTU-300, RTU-310, RTU-320. Общими компонентами для всех типов УСПД являются: система корпусов с защитой IP65; плата управления с жидкокристаллическим дисплеем, клавиатурой и оптопортом; кросс-блок для ввода кабелей; источник питания для импульсных приемопередатчиков электросчетчиков; модем. УСПД отличаются типом контроллеров и могут наращиваться, как за счет перехода от одной серии УСПД к другой, так и путем включения дополнительных модулей в контроллеры. Основная техническая характеристика УСПД
RTU-300, RTU-31 0, RTU-320 приведена в табл.  

Рис.  2. Пример конфигурации Альфа СМАРТ на нижнем уровне:
1 — устройства сбора, обработки  и передачи данных (RTU-310, RTU-320);
2 — счетчик АЛЬФА; 3 — счетчик ЕвроАЛЬФА; 4 — счетчик ДЕЛЬТА; 5 — мультиплексор МПР16; RS-232, RS-485 — тип интерфейса; б — максимальное число счетчиков

Основными функциями УЧПД RTU-300 являются: сбор информации со счетчиков и датчиков первичных измерений; обработка первичных измерений; ведение архивов; контроль работоспособности локальной системы; коммуникации
с вышестоящим и локальным уровнями; защита от несанкционированного доступа; настройка (конфигурирование) под конкретный объект; транспортный режим работы.