Система учёта электроэнергии, телемеханики и связи на электростанциях ТГК-1

В декабре 2012 г. сданы в промышленную эксплуатацию системы телемеханики и связи (СТМиС) на нескольких электростанциях ТГК-1. При создании систем использовано оборудование и технические решения Эльстер Метроника. Основная особенность систем – использование многофункциональных высокоточных счётчиков электроэнергии АЛЬФА А1800 для получения данных и коммерческого учёта и телеизмерений.

Назначение
Система телемеханики и связи (СТМиС) предназначена для своевременного предоставления эксплуатационному персоналу ГЭС, диспетчерскому персоналу Системного оператора, а также другим субъектам, информации о состоянии, режимах работы сети и основного электрооборудования, находящегося в оперативном управлении ГЭС и оперативном ведении ОДУ Северо-Запада, региональных РДУ, для целей оперативно-диспетчерского управления.

Система позволяет повысить точность и достоверность технологической информации, создает возможность подробного анализа и оптимизации режимов работы электрооборудования. Система также помогает обеспечить надёжность и безаварийность работы основного и вспомогательного оборудования, снизить эксплуатационные затраты.

В течение последних лет такие системы внедряются на объектах ОАО "ТГК-1" в филиалах Кольский, Карельский и Невский. Общее количество объектов - 55 гидро- и тепловых станций. К началу 2013 г. сданы системному оператору и введены в промышленную эксплуатацию системы нескольких электростанций Невского филиала, каскады ГЭС в республике Карелия и Мурманской области, Петрозаводская ТЭЦ.

Система телемеханики и связи
Система телемеханики и связи (СТМиС) создана с использованием оборудования и технических решений компании Эльстер Метроника.

СТМиС представляет собой комплекс программно-технических средств, состоящий из трансформаторов тока и напряжения, счётчиков электроэнергии с функцией многофункциональных цифровых измерительных преобразователей, аналоговых датчиков измерения температуры и уровней бьефов, средств связи (конвертеров, коммутаторов, мультиплексоров, модемов, каналов и линий связи), устройств сбора и передачи данных (УСПД) (микропроцессорных контроллеров), сервера сбора данных, автоматизированных рабочих мест, программного обеспечения, системы связи для передачи данных на верхние уровни и заинтересованным субъектам.

Особенность системы
В проекте использовано системное решение Эльстер Метроника, которое позволило создать интегрированную систему учёта электроэнергии и телемеханики.

Основная особенность системы заключается в получении с одной точки данных и коммерческого учёта и телеизмерений при помощи одного измерительного прибора (интеллектуального счётчика АЛЬФА А1800).

Многофункциональные счётчики АЛЬФА А1800 выполняют свою основную функцию – учёт электроэнергии и мощности с классом точности 0,2S. И параллельно с этим, благодаря высокой производительности DSP (процессора) и микроконтроллера, с классом точности 0,5S измеряют параметры электрической сети.

Имея 2 цифровых интерфейса счётчики АЛЬФА А1800 способны передавать данные коммерческого учёта на одно устройство сбора данных, а данные телеизмерений на другое.

Так как система АИИС КУЭ на электростанциях ТГК-1 внедрялась раньше, то в системе для использовано отдельное небольшое УСПД RTU-325L. И по одному интерфейсу счётчики подключены к установленному ранее RTU-325L. Это УСПД обрабатывает данные по коммерческому учеёту и передаёт их на сервер сбора данных, работающий на ПО АльфаЦЕНТР.

Вторые интерфейсы счётчиков, через преобразователи интерфейсов RS-485/Ethernet, подключены к УСПД RTU-325T. С каждого счётчика собирается 20 параметров сети каждые 500 мс, что позволяет передавать данные в SCADA систему с задержкой около 1 с.

В состав системы входит подсистема обеспечения единого времени.

Стыковка с системой гидроизмерений
При реализации проекта организована стыковка с системой гидроизмерений станций.

В частности, на ГЭС-9 данные уровня бьефов и температуры воды в уже цифровом виде подаются из системы гидроизмерений в систему СТМиС, и далее в Карельское РДУ. А, например, на ГЭС-13, данные от аналоговых датчиков передаются сначала на преобразователи аналоговых сигналов и далее по сети Ethernet на УСПД. И уже затем в цифровом виде в РДУ.

Передача данных в РДУ
УСПД RTU-325Т обеспечивает одновременную передачу данных телеизмерений в SCADA систему в управление Карельского филиала ТГК-1 и по двум выделенным каналам связи в по протоколу ГОСТ Р МЭК 60870-5-101/60870-5-104 в Карельское РДУ в г. Петрозаводск.

Полный цикл передачи данных с электростанции в РДУ и центр сбора, включающий измерение величин, передачу данных с датчиков на УСПД и далее в РДУ составляет не более 1 с.

Холодное резервирование УСПД
В системе организован постоянный программный контроль за состоянием и работоспособностью программно-аппаратных средств. Компоненты системы оснащены средствами самодиагностики.

На некоторых объектах реализовано холодное резервирование УСПД. В случае выхода из строя одного УСПД, в течении нескольких минут автоматически без участия персонала станции вводится в действие второе УСПД. Это обеспечивает надёжность передачи данных, система восстанавливает полноценную работу в течение 5 минут.

Высокая надежности и точность работы счетчиков АЛЬФА, доказанная многолетней эксплуатацией, позволяет уменьшить стоимость внедрения системы и расходы на её эксплуатацию при сохранении требуемого уровня надёжности.

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.

См. также: На Каскаде Серебрянских ГЭС в промышленную эксплуатацию принята СОТИ АССО

Счётчик АЛЬФА А1800 измеряет следующие параметры электрической сети:

Счётчик АЛЬФА А1800

Частоту сети
Активную мощность сети, кВт
Полную мощность сети, кВ•А (арифм.) Реактивную мощность сети, квар (арифм.)
Коэфф. мощности сети (арифм.)
Угол коэфф. мощн. сети (арифм.)
Коэфф. мощности сети (векторн.)
Угол коэфф. мощн. сети (векторн.)
Активные мощности фаз
Полные мощности фаз
Реактивные мощности фаз (векторн.)
Реактивную мощность сети
Полную мощность сети
Напряжения фаз
Токи фаз
Углы векторов напряжения
Углы векторов тока
Коэффициенты мощности фаз
Углы коэфф. мощности фаз
1-ую гармонику тока фаз (А)
1-ую гармонику напряжения фаз (В)
2-ую гармонику тока фаз (А)
2-ую гармонику тока фаз (%)
2-ую гармонику напряжения фаз (В)
2-ую гармонику напряжения фаз (%)
Величину гармоник тока пофазно
Коэффициент несинусоидальности тока фаз
Коэффициент несинусоидальности напряжения фаз
Коэффициент искажения мощности фаз

Устройства сбора и передачи данных RTU-325Т

УСПД RTU-325T

В качестве УСПД СТМиС применяются промконтроллеры промышленного исполнения типа RTU-325T производства Эльстер Метроника, обеспечивающие функции телемеханического сервера, коммуникационного сервера, контроллера дискретных сигналов и ряд других задач.

УСПД RTU-325Т отличается значительной вычислительной мощностью, что позволяет ему опрашивать большое количество нижестоящих устройств, обрабатывать информацию и передавать её на верхние уровни с периодичностью не хуже одного раза в секунду, что удовлетворяет требованиям, предъявляемым к промконтроллерам телемеханики.

Коммуникационные возможности:

2 порта Ethernet (10/100 Mbps);
2 порта RS-232;
2 порта RS-485;
120 дискретных входов.

Функциональные возможности RTU-325Т

Автоматический сбор данных с ИП по цифровым каналам связи
Автоматический ввод дискретных сигналов
Расчёт именованных величин
Контроль состояния электрических схем
Ведение журнала событий
Передача данных по выделенным и коммутируемым линиям связи (включая узкополосные каналы телемеханики от 50 Бод)
Работа в каскаде УСПД
Доступ к данным через web-интерфейс
Возможность работы в локальных и глобальных сетях по ТСP/IP для связи с серверами верхнего уровня
Контроль состояния каналов связи
Возможность настройки, передачи данных нескольким потребителям с разным набором передаваемой информации
Обработка событий в темпе технологического процесса
Синхронизацию с системой обеспечения единого времени
Автоматические самодиагностика, диагностика состояния каналов передачи данных, устройств телемеханики
Поддержка механизма горячего резервирования