Интегрированные комплексы учета электроэнергии и телемеханики для ТП 0,4-6(10)-20 кВ

Интегрированные системы учета электроэнергии и телемеханики для трансформаторных подстанций 0,4-6(10)-20 кВ

В конце 2012 г. компания Эльстер Метроника поставила ОАО "ОЭК" свыше 400 программно-технических комплексов учета электрической энергии и телемеханики серии Метроника МС-270L. Комплексы используются при построении системы АИИС КУЭ и ТМ распределительных сетей  0,4-6-10-20 кВ.

Комплексы удовлетворяют требованиям оптового и розничного рынков электроэнергии и устанавливаются на границах сетей ОАО "ОЭК", в том числе на вводах в многоквартирные жилых дома.

Работы по созданию и реконструкции объектов электросетевого имущества ОАО "ОЭК" выполняются в соответствии с Федеральным законом РФ №261 и Постановлениями Правительства РФ и распоряжением Правительства г. Москвы.

Исходная ситуация

ОАО "ОЭК" (Объединенная энергетическая компания) – одна из крупнейших электросетевых компаний Москвы, занимающаяся развитием, эксплуатацией и реконструкцией принадлежащих городу электрических сетей. ОЭК обеспечивает 20% транспорта электроэнергии столицы, обслуживая около 15 тыс. юридических лиц и более 1,3 млн физических лиц.

Чтобы обеспечить более высокое качество электроснабжения потребителей на территории города Москвы и Московской области, ОЭК приняло решение развивать собственную электросетевую инфраструктуру. После проведения обследования выяснилось, что на многих объектах низкого уровня напряжения, трансформаторных подстанциях (ТП) отсутствуют и счетчики электроэнергии, и оборудование связи и телемеханики.

Одной из компаний, куда обратилась компания ОАО "ОЭК" для решения задач организации автоматизированного учета электроэнергии, стала Эльстер Метроника. 

Система АИИС КУЭ и ТМ

Для ОАО "ОЭК" Эльстер Метроника предложила техническое решение по созданию интегрированной системы АСКУЭ и Телемеханики. Решение было реализовано в комплексах серии Метроника МС-270L.

Рассказывает Лифанов Е.И., директор инженерного центра системных решений Эльстер Метроника:

"Учитывая большое количество трансформаторных подстанций (ТП) у Заказчика, перед нашей компанией была поставлена задача создать устройство, которое одновременно обеспечивало бы учёт в соответствии с требованиями рынка электроэнергии и, по возможности, не перегружая ценовые параметры, обеспечивало необходимые требования по телеизмерениям.

Особенностью данного проекта стало создание интегрированной системы АСКУЭ и телемеханики. Причем цена оборудования всей системы незначительно отличается от цены оборудования АСКУЭ. С основной задачей учета электроэнергии решена задача телемеханики, что позволило значительно повысить наблюдаемость подстанций".

Комплекс учета и телемеханики Метроника МС-270L

Программно-технический комплекс учета электрической энергии и телемеханики серии Метроника МС-270L предназначен для работы в составе автоматизированной системы учета электроэнергии. Комплекс MC-240L – промежуточное звено между уровнем счетчиков и уровнем центра сбора.

Служит для объединения в едином шкафу оборудования учета (счетчиков, УСПД), связи (модемы, преобразователи), устройств защиты, источников питания и прочего  дополнительного оборудования.

Основное назначение МС-270L:
- Сбор данных о количестве потреблённой (отпущенной) электроэнергии и мощности от первичных измерителей – счётчиков электроэнергии с цифровыми интерфейсами.
- Сбор и обработка дискретных сигналов по телеизмерениям от нижестоящих датчиков и устройств.
- Хранение и передача данных учёта по цифровым каналам связи.

УСПД RTU-325L в составе комплекса МС-270L ведет автоматический опрос счетчиков электроэнергии, обработку и передачу информации на верхний уровень, контроль состояния измерительного оборудования и каналов связи. RTU-325L выполняет функции измерения текущего времени и синхронизации внутренних встроенных часов подключенных к нему счётчиков.

Счетчики подключены к УСПД по интерфейсу RS-485. В качестве телеизмерений принимаются измерения с самих цифровых счётчиков. Со счетчиков снимается порядка 20 параметров. В них входят: фазные токи и напряжения, средние значения тока, частота, мощность, коэффициенты по каждой фазе и углы.

Для того чтобы отслеживать состояние объекта, прежде всего изменения состояния коммутационных аппаратов, датчиков сигнализации (открытия дверей) одной двери, данные передаются на контроллер дискретных сигналов. Кроме этих сигналов, передаются ещё и те события, которые определяет сам счётчик.

В шкафу есть источник питания аккумулятор, который позволяет комплексу  2 часа работать без внешнего питания. Это дает возможность передать наверх, в диспетчерский центр сообщение, что питания на входе нет. Кроме того, отдельный источник питания используется для питания внешних сигнальных цепей.

Комплекс МС-270L сохраняет работоспособность в интервале температур от минус 30 °С до плюс 50 °С, относительной влажности до 90%.

Организация связи

Сложность данного проекта определялась тем, что каналов связи на объектах учета практически нет.
А известно, что телемеханика работает только по сетям достаточно быстрым, либо по выделенным каналам. И единственный на сегодняшний день вариант, даже в Москве, который можно использовать, это вариант работы по GPRS.

К шкафу подключается антенна и устанавливается GSM-модем. Сотовая связь в режиме GPRS является основным каналом связи. С "приходом" локальной сети на ТП комплекс учета и телемеханики МС-270L будет подключен к ней, а канал сотовой связи становится резервным.

После того как такая система была сделана, к этому шкафу можно подключить через GPRS отдельно стоящие счётчики на тех объектах, которые обслуживает данная подстанция. Это многоквартирные жилые дома, школы, больницы.

Создаваемый центр сбора  данных должен будет обслуживать несколько тысяч подстанций. Для того, чтобы экономить трафик, предполагается, что опрос будет вестись один, два раза в месяц и один раз в сутки по основным объектам. Данные АСКУЭ (30 мин интервалы) передаются по запросу с верхнего уровня по протоколу АльфаЦЕНТР или протоколу RTU-325 в обычном циклическом режиме. 

Данные телемеханики передаются по протоколу ГОСТ Р МЭК 60870-5-104. Передача наверх идёт в спорадическом режиме, т.е. только в том случае, если выполняются определённые условия (превышение уставок или события счетчика). УСПД RTU-325L опрашивает каждый счётчик с частотой в 10 секунд, анализирует полученные данные и если они не меняются, наверх ничего не передаётся. На этом экономятся деньги при оплате сетевого трафика.

Таким образом,  мы получили гибкое устройство, позволяющее с высокой частотой вести наблюдение за состоянием объекта, не только по его коммутационным аппаратам, но и по реальным процессам, которые идут в сетях. Трафик относительно небольшой, а время реакции на события, когда, допустим, одна фаза пропала, очень быстрое. И группы реагирования, которые должны выезжать на ремонт подстанции, получат такую информацию раньше, чем начнут звонить потребители.

Результаты
Изготовленные и поставленные для ОАО "ОЭК" программно-технические комплексы учета серии Метроника МС-270L решают задачи коммерческого учёта, технического учёта и телемеханики.

Они позволяет повысить контроль за подстанцией, обеспечить ведение режимов, уменьшить время реакции ремонтных групп на нештатные ситуации, экономить трафик по передаче данных. Данное системное решение имеет хорошие функционально/стоимостные характеристики.

Эльстер Метроника (www.izmerenie.ru)
Эльстер Метроника – российский разработчик, системный интегратор и производитель оборудования для автоматизированных систем учета энергоресурсов. Компания входит в группу ELSTER, которая объединяет крупнейших в мире производителей приборов и систем учета электроэнергии, тепла, воды и газа.