Реконструкция подстанции ОАО "Пластик" главной схемы 110/6кВ на 110/10кВ

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ И ФОРМИРОВАНИЕ СЕТИ 110 кВ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ В РАЙОНЕ РАЗМЕЩЕНИЯ ПС 110 кВ
1.1 Электрические нагрузки потребителей ПС
1.2 Характеристика существующей схемы электроснабжения потребителей в районе размещения ПС 110 кВ
1.3 Существующее состояние подстанции и факторы, определяющие необходимость расширения и реконструкции подстанции
1.4 Технические решения реконструкции ПС 110 кВ
1.4.1 Реконструкция ОРУ 110 кВ
1.4.2 Реконструкция КРУН 6 кВ
3 ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ АППАРАТУРЫ
3.1 Выбор числа и мощности трансформаторов
3.2 Определение потерь электроэнергии в трансформаторах
3.3 Выбор трансформаторов собственных нужд
3.4 Выбор выключателей высокого напряжения
3.5 Выбор разъединителей
3.6 Выбор ячеек КРУ – 10 кВ
3.7 Выбор измерительных трансформаторов
3.7.1 Трансформаторы тока
3.7.2 Трансформаторы напряжения
3.8 Выбор гибкого токопровода
3.9 Выбор шинопровода
3.10 Выбор изоляторов
3.11Выбор ограничителей перенапряжения
3.12 Выбор устройства компенсации емкостных токов
3.12.1 Дугогасящие катушки
3.12.2 Расчет емкостных токов
3.12.3 Выбор мощности и места установки дугогасящих катушек
4 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА
4.1 Виды повреждений и ненормальных режимов работы трансформаторов
4.2 Защиты трансформаторов 110/10 кВ
4.2.1 Общие положения
4.2.2 Газовая защита
4.2.3 Токовая защита обратной последовательности и максимальные токовые защиты с пуском напряжения
4.2.4 Дистанционная защита от многофазных замыканий
4.2.5 Токовая защита нулевой последовательности от внешних замыканий на землю
4.2.6 Максимальная токовая защита от перегрузки
4.2.7 Дифференциальная токовая защита
4.3 Устройство автоматического включения резерва
4.4 Автоматическое повторное включение
4.5 Автоматическая частотная разгрузка
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
5.1 Определение капитальных затрат, необходимых для реконструкции
5.2 Определение экономического эффекта от внедрения нового оборудования
6 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА
6.1 Безопасность труда
6.2 Расчет заземляющего устройства подстанции
6.3 Молниезащита
6.4 Оценка экологичности проекта
7. УЧЕТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА БАЗЕ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО МИКРОПРОЦЕССОРНОГО СЧЕТЧИКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ СЕРИИ АЛЬФА
7.1 Назначение счётчиков серии Альфа
7.2 Принцип работы счётчиков Альфа
7.3 Конструкция счётчиков Альфа
7.4 Базовые модификации счетчиков Альфа
7.5 Интерфейсы счётчика АЛЬФА
7.6 Общие характеристики счётчиков Альфа
ПРОДОЛЖЕНИЕ ТАБЛ. 7.1
7.7 Установка счётчиков ЕвроАльфа
7.8 Автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ)
7.8.1 Автоматизированная система контроля и учета электроэнергии АльфаМЕТ (ИВК «Метроника)
7.8.2 Автоматизированная система контроля и учета электроэнергии АльфаСМАРТ
7.8.3 Автоматизированная система контроля и учета электроэнергии АльфаЦЕНТР
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение 1 - Часовые потребления нагрузок
Приложение 2 -Часовые потребления нагрузок

Третий А/Ц преобразователь используется для выборки входного сигнала нуля напряжения и тока. Измерение нуля напряжения и тока увеличивает точность измерений при малых сигналах.
Импульсы, количество которых пропорционально измеренной энергии, с частотных выходов СБИС поступают на высокопроизводительный микроконтроллер. Микроконтроллер осуществляет функции контроля, передачи, приёма и отображения данных в счётчике Альфа.
Для счёта времени календаря используется кварцевый генератор. Время в счётчике может автоматически корректироваться во время считывания информации при помощи компьютера.
Во время перерывов в подаче 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 поступает питание.
В период отключения основного питания, литиевая батарея (если она предусмотрена модификацией счётчика) обеспечивает питание генератора импульсов 32768 Гц, поддерживающего работу внутреннего календаря для сохранения правильного счёта времени.
Параллельно батарее через блокирующий диод включен суперконденсатор. Первоначально энергия при перерывах в подаче питания поступает от суперконденсатора, который имеет достаточную ёмкость для поддержки работы памяти и календаря в течение нескольких часов.
После разрядки конденсатора батарея обеспечивает подачу питания для хранения данных в течение длительного срока до 2-3 лет в зависимости от температуры окружающей среды.
7.3 Конструкция счётчиков Альфа
Счётчик Альфа состоит из трёх основных блоков: корпуса, электронного блока и шасси.
Измерительные датчики напряжения и тока, основная электронная плата с микропроцессорной схемой измерения и быстродействующий микроконтроллер располагаются в корпусе и электронном блоке. Измеряемые величины и другие требуемые данные отображаются на дисплее счётчика, выполненного на жидких кристаллах.
Счётчик Альфа отличается по своему внешнему виду от других счётчиков. Стабилизированный ультрафиолетом серый поликарбонатный корпус обеспечивает защиту от старения и предохраняет от ударов и механических повреждений.
Прозрачное окошко вварено с помощью ультразвука в лицевую поверхность крышки. Окошко покрыто твердым и устойчивым к износу покрытием. Сквозь окошко чётко видны данные измерений на дисплее счётчика.
Один и тот же корпус подходит ко всем типам счётчиков Альфа, что сокращает количество комплектующих деталей, упрощает сборку и последующую эксплуатацию счётчиков разных типов.
Модуль шасси включает основание, датчики тока, шины тока и напряжения, соединительные кабели цепей тока и напряжения с основной электронной платой.
Шасси счетчика состоит из высокопрочного литого основания, изготовленного из поликарбонатного пластика. К шасси крепится клемная колодка для подключения к силовым цепям тока и напряжения.
Для счетчиков прямого включения на верхней части клемника ставятся перемычки, соединяющие соответствующие фазы тока и напряжения.
В отличии от других счётчиков в счётчике Альфа реализовано большое расстояние (не миллиметры, а сантиметры) между токопроводами фаз А, В и С, что позволяет повысить надёжность и точность работы счётчика при больших нагрузках.
К разъёмам шасси подключены также соединительные кабели для связи счётчика с различными устройствами сбора данных по цифровым или импульсным каналам.
В зависимости от установки счётчиков Альфа в трёх или четырёхпроводных линиях, производятся двух- и трёх- элементные счётчики Альфа.
Электронный блок счётчика содержит в себе:
- основную электронную плату, осуществляющую функции измерения и регистрации;
- дисплей счётчика на жидких кристаллах для отображения измеряемых величин и других требуемых данных;
- элементы оптического порта;
- съёмный щиток (шильдик) с обозначением типа счетчика;
- переключатели режимов работы дисплея.
В корпус счётчика встраиваются дополнительные электронные платы, которые значительно расширяют функциональные возможности счётчика.
Дополнительные платы подключаются к основной плате счётчика и друг к другу с помощью контактных разъемов.
На дисплее счётчика высотой 25 мм, поочерёдно с длительностью от 1 до 15 секунд отображаются измеряемые параметры.
Последовательность и длительность отображаемых параметров определяются с помощью программного обеспечения. Можно запрограммировать для вывода на дисплей до 64 различных параметров.
ЖКИ функционирует и позволяет осуществлять считывание данных в температурных пределах до -40°С. ЖКИ может храниться без повреждения при температурах до -55°С.
На дисплее счётчика отображаются следующие параметры:
1. Величины измеряемых параметров.
ЖКИ показывает на шести разрядах цифровые значения измеряемых величин.
2. Цифровой идентификатор.
Три меньшие цифры идентифицируют номера отображаемых параметров.
3. Буквенная зона идентификаторов.
Используется в дополнение к цифровым идентификаторам для пояснения отображаемых значений.
Например:
ABCD - буквы указывают на тарифные зоны;
CUM - суммарное значение максимальной мощности;
KWARh - мощность или энергия в следующих единицах: kW, kWh, kVA, kVAh, kVAR или kVARh;
PREV - данные за предыдущий расчетный период, или данные предыдущего сезона и т.п.
Эти идентификаторы могут быть представлены в различных комбинациях для указания какого-либо конкретного отображаемого значения, например:
RATE A kWh - киловатт-часы за тарифную зону А;
MAX kW - значение максимальной мощности в киловаттах.
4. Индикаторы напряжений.
Три индикатора, показывающие наличие напряжения фаз (А, В, С), отображаются на ЖКИ в виде трех отдельных окружностей с буквенными обозначениями внутри.
Каждая окружность постоянно светится при наличии напряжения. Если напряжение отсутствует, то индикатор фазы мигает, указывая на возникшую неисправность.
5. Индикаторы направления потока энергии.
Шесть оптических индикаторов указывают направление активной (верхний ряд) и реактивной или полной энергии (нижний ряд), в зависимости от модификации счетчика.
Правая стрелка мигает, когда энергия потребляется из сети. Левая стрелка мигает, когда энергия выдается в сеть (указывая обратный поток энергии).
Стрелки индикаторов мигают с частотой, пропорциональной приложенной нагрузке.
6. Индикатор конца интервала (EOI).
Индикатор конца интервала используется для сигнализации об окончании интервала усреднения при измерении мощности. Индикация конца времени интервала EOI возникает за 10 секунд до окончания интервала усреднения, и с окончанием этого интервала индикация EOI исчезает.
Дисплей может быть запрограммирован для работы в двух режимах: нормальном и вспомогательном.
Нормальный режим работы. Счетчик всегда работает в нормальном режиме до тех пор, пока не будут нажаты кнопки ALT или TEST, или пока не будет обнаружена ошибка в работе узлов счетчика. В этом режиме на дисплее отображаются минимальные данные, используемые для коммерческих расчетов, такие как:
- суммарное и по тарифным зонам потребление активной (кВт(ч) и реактивной (квар(ч) энергии;
- время и дата потребления максимальной мощности (кВт) по отдельным тарифным зонам;
- текущее время и дата и т.д.
Вспомогательный режим (ALT). Этот режим устанавливается после нажатия кнопки ALT. Обычно применяется для отображения данных, не используемых для коммерческих расчетов, таких как:
количество сбросов показаний счётчика;
дата последнего считывания;
дата перепрограммирования;
время, дата и количество перерывов в подаче питания;
значения энергии и мощности за предыдущий период учёта и т.д.
По истечении одного полного цикла вспомогательного режима счетчик автоматически возвращается к нормальному режиму работы.
Режим тестирования (TEST). Используется обычно для поверки счетчика.
Режим ошибки. Если счетчик обнаруживает условие, которое влияет на его работу или на сохранность накопленных данных, то он автоматически переключается в режим ошибки.
Сигналы ошибок и предупреждений отображаются как сообщения Err и F с соответствующими кодовыми обозначениями, указывающими на характер ошибки.
7.4 Базовые модификации счетчиков Альфа
В зависимости от требований Заказчика счетчик Альфа может быть выполнен в пяти основных исполнениях.
Дополнительные функции могут быть получены с помощью установки различных электронных плат, которые подключаются к основной плате счетчика Альфа.
1. А1D - Базовый счётчик Альфа. Счетчик предназначен для измерения активной энергии и максимальной мощности.
2. А1Т - Многотарифный счетчик Альфа. Счетчик предназначен для измерения активной энергии и максимальной мощности в многотарифном режиме до 4 тарифов.
3. А1R - Счётчик Альфа для измерения активной и реактивной энергии и мощности. Обладает возможностью измерения в двух вариантах: активная энергия и максимальная мощность в многотарифном режиме и суммарная реактивная энергия без режима многотарифности, или реактивная энергия и максимальная мощность в многотарифном режиме и суммарная активная энергия без режима многотарифности.
Изменение варианта измерений производится при помощи программного обеспечения EMFPLUS или ALPHAPlus.
4. А1К - Идентичен счётчику Альфа типа A1R, за исключением того, что производится измерение полной энергии и мощности вместо реактивной.
Для расширения функциональных возможностей счетчика Альфа используются две платы - плата А+ и плата С (плата Реле). Счётчик Альфа приобретает следующие дополнительные функциональные возможности:
- измерение активной и реактивной энергии в двух направлениях;
- запись и хранение данных графика нагрузки;
- передача результатов измерения по цифровым или импульсным каналам связи.
5. ЕвроАльфа – Осуществляет аналого-цифровое преобразование величин напряжения и тока с последующим вычислением мощности и энергии; измерение токов и напряжений в линии переменного тока при помощи специальных датчиков тока и резистивных делителей напряжения; выполнение преобразования величин и других расчетов с использованием измерительной СБИС (DSP), включающей в себя цифровой сигнальный процессор (DSP) со встроенным аналого-цифровыми преобразователями (АЦП), которые выделяют дискретные значения каждого входного сигнала тока и напряжения в заданные моменты времени; микропроцессорное вычисление значения напряжения и тока и передачу их в микроконтроллер – звено между процессором и периферийными устройствами схемы. Микроконтроллер обрабатывает, запоминает данные и служит для вывода их на дисплей и передачи через интерфейсы счетчика.
Плата А+: используется для придания базовым типам счетчиков А1R, А1К функций измерения энергии и мощности в двух направлениях, а также хранения данных графика нагрузки (до четырёх каналов), в том числе и для А1Т. Плата А+ выпускается в трёх модификациях: AO, OL и AL. При использовании платы А+ базовые типы счетчиков могут быть модифицированы в следующие типы A1T-OL, A1R-AО, A1R-OL, A1R-AL, A1K-AO, A1K-OL, A1K-AL (буква L обозначает наличие функции хранения данных графика нагрузки, а буква А обозначает функцию измерения энергии и мощности в двух направлениях).
5. A1R-L: многотарифный счётчик активной и реактивной энергии и максимальной мощности с записью графика активной нагрузки в память счётчика. Конструкция счетчика идентична конструкции А1R, за исключением того, что позволяет записывать данные по измеренной активной энергии для каждого интервала усреднения.
6. A1T-L: многотарифный счётчик активной энергии и максимальной мощности с записью графика активной нагрузки в память счётчика. Конструкция счетчика идентична конструкции А1Т, за исключением того, что позволяет записывать данные по измеренной мощности для каждого интервала усреднения. Эти данные могут считываться предприятием ежемесячно или по требованию, для обеспечения комплексной записи мощности за расчетный период согласно реальному времени и дате.
7. A1R-A: многотарифный счётчик, измеряющий активную и реактивную энергию и максимальную мощность в двух направлениях. Основные характеристики этого типа счетчика идентичны типу А1R, за исключением того, что данный счетчик обладает дополнительной способностью проводить измерения в многотарифном режиме активной и реактивной энергии в двух направлениях. Счетчик может быть запрограммирован на любой из следующих наборов показаний:
1) одноквадрантные измерения в многотарифном режиме активной и реактивной энергии и мощности:
потребляемая активная энергия;
потребляемая реактивная энергия (только один квадрант);
- среднее значение коэффициента мощности (cos j) последнего интервала усреднения активной мощности;
- средние значение коэффициента мощности за расчетный период.
2) двухквадрантные измерения в многотарифном режиме активной и реактивной энергии и мощности:
- потребляемая активная энергия;
- реактивная энергия 1-го квадранта (индуктивная нагрузка);
- реактивная энергия 4-го квадранта (ёмкостная нагрузка);
- среднее значение коэффициента мощности (cos j) последнего интервала усреднения активной мощности;
- среднее значение коэффициента мощности за расчетный период.
3) четырехквадрантные измерения в многотарифном режиме активной и реактивной энергии и мощности:
- потребляемая активная энергия;
- выданная активная энергия;
- реактивная энергия 1-го квадранта;
- реактивная энергия 2-го квадранта;
- реактивная энергия 3-го квадранта;
- реактивная энергия 4-го квадранта;
- реактивная мощность 1-го квадранта в момент максимального потребления активной мощности;
- реактивная мощность 2-го квадранта в момент максимальной выработки активной мощности.
8. A1R-AL: многотарифный счётчик, измеряющий активную и реактивную энергию и максимальную мощность с записью в память счётчика графиков активной и реактивной нагрузки в двух направлениях. Счётчик АЛЬФА, обладающий максимальным набором функций. Основные характеристики этого счетчика идентичны типу A1R-A, за исключением того, что установленная дополнительная память на плате А+ даёт возможность записать значения мощности за полный учетный период.
В память могут быть записаны значения таких измеряемых величин как активная мощность в двух направлениях и реактивная мощность в двух направлениях.
Интервалы записи мощности могут быть выбраны из ряда 1, 3, 5, 10, 15, 30, 60 мин. Глубина записи данных в память зависит от интервала времени, выбранного для записи и количества используемых каналов. Например, при 4-канальной записи с интервалом усреднения 30 мин данные накапливаются в течение 320 дней; с интервалом в 5 мин - в течение 53 дней.
9. А1К-А: многотарифный счётчик, измеряющий активную и полную энергию и максимальную мощность в двух направлениях. Основные характеристики этого счетчика идентичны типу А1К, за исключением того, что данный счетчик обладает возможностью проводить измерения активной энергии в двух направлениях и полной энергии. Кроме того имеется возможность измерения коэффициента мощности в следующих режимах:
- среднее значение коэффициента мощности за расчетный период для потребленной активной энергии;
- среднее значение коэффициента мощности за расчетный период для выданной активной энергии;
- значение коэффициента мощности последнего интервала усреднения для потребленной активной энергии;
- значение коэффициента мощности последнего интервала усреднения для выданной активной энергии.
10. A1K-AL: многотарифный счётчик, измеряющий активную и полную энергию и максимальную мощность с записью в память счётчика графиков активной и полной нагрузки в двух направлениях. Основные характеристики этого счетчика идентичны типу A1K-A, за исключением того, что запись данных в память счетчика, производимая счетчиком A1K-AL, осуществляется подобно записи в счетчике A1R-AL.
7.5 Интерфейсы счётчика АЛЬФА
На плате С (плата Реле) расположены интерфейсы счётчика Альфа, которые используются для организации связи счётчика с различными устройствами сбора данных по цифровым или импульсным каналам связи.
1. Электронные реле с оптической развязкой, на выходе которых частота импульсов пропорциональна измеренной мощности. Можно заказать и установить в выбранную вами модификацию счётчика Альфа электронную плату С с одним или более полупроводниковыми реле, которые могут быть запрограммированы для вывода следующей информации:
- первое реле - выход по активной потребленной энергии;
- второе реле - выход по реактивной потребленной энергии;
- третье реле - выход по активной выданной энергии;
- четвёртое реле - выход по реактивной выданной энергии.
Частота импульсов на выходе реле пропорциональна измеренной мощности, а количество - измеренной энергии (активной и реактивной в двух направлениях в зависимости от типа счетчика). Для увеличения помехозащищенности передаваемой информации электронные реле выполнены для тока нагрузки до 100 мА, с рабочим напряжением до 120 В. Эти реле могут работать как на постоянном, так и на переменном токе.
2. Электронная плата с двумя гальванически развязанными группами реле. Плата позволяет осуществлять считывание информации со счётчика АЛЬФА по импульсным каналам на две независимые системы АСКУЭ. На плате могут быть размещены группы по два или пять полупроводниковых реле на каждый канал. Частота импульсов на выходах реле может задаваться в широком диапазоне с помощью программного обеспечения EMFPLUS, что позволяет включать счётчики Альфа практически в любую существующую систему АСКУЭ. На плате С совместно с электронными реле размещаются цифровые интерфейсы.
3. ИРПС "Токовая петля".
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, такую как:
- время и дату начала отключения питания или фазы;
- время и дату окончания перерыва питания или включения фазы;
- тип счетчика и постоянные, отражающие схему подключения счетчика к внешним цепям;
- наличие тарифных зон и их распределение по суткам;
- данные самодиагностики счетчика и расшифровка этих сообщений и другие данные.
Интерфейс ИРПС "токовая петля" используется в случаях, где требуются повышенные требования и достоверность переданной информации, поскольку протокол обмена предусматривает выдачу подтверждения правильности принятой или переданной информации. Интерфейс ИРПС "токовая петля" позволяет передавать информацию последовательным кодом на расстояния до 1,5 км. Протоколы обмена по интерфейсу "токовая петля" поддерживаются аппаратно-программными средствами платы А+. Поэтому для возможности работы счетчика по ИРПС "токовая петля" счетчик должен иметь в своем составе плату А+ модификации AL, A0 или 0L).
4. Четырехпроводный цифровой интерфейс RS-485.
Позволяет считывать информацию со счётчика с расстояния до 1,5 км, а также объединять до 31 счётчика на общую шину без каких-либо дополнительных устройств.
5. Оптический порт связи.
Оптический порт используется для связи счётчика Альфа с компьютером для:
- заводской калибровки,
- программирования,
- метрологической поверки,
- задания различных постоянных.
Кроме этого, оптический порт используется при снятии информации со счётчиков Альфа на месте их установки при помощи инженерного пульта или переносных компьютеров Notebook.
7.6 Общие характеристики счётчиков Альфа
Кабель UNICOM PROBE представляет собой устройство связи между оптическим портом счетчика и последовательным портом компьютера RS-232. UNICOM PROBE преобразует оптические сигналы счетчика в уровень напряжений цифрового интерфейса RS-232. Длина кабеля преобразователя 2м. Питание этого устройства может осуществляться или от батареи 9 В или от сетевого адаптера.
На плате С имеется дополнительное пятое реле, которое используется для подачи сигнала для управления нагрузкой. Регулирование нагрузки может осуществляться в следующих режимах:
- срабатывания реле в тарифных зонах в соответствии с заданной уставкой мощности (для каждой тарифной зоны можно определить уставку срабатывания реле);
- срабатывания реле с наступлением заданной тарифной зоны.
Реле регулирования нагрузки может использоваться как сигнальное в случае превышения мощности заданной уставки. Общие характерные особенности защитных функций счётчика Альфа.
Каждый счетчик имеет свой пароль, который используется на уровне обмена информацией между счетчиком и компьютером, с помощью которого осуществляется доступ к данным счетчика и его перепрограммирование. Кроме этого, программное обеспечение имеет свои входные коды, препятствующие работе с программным пакетом несанкционированными лицам. Программный пакет EMFPLUS 2.30 (504MD) предоставляет три различных уровня доступа к счётчикам для:
- потребителя;
- эксплуатационных служб Энергоснабжающих организаций;
- ремонтных служб Энергоснабжающих организаций, имеющих право Госповерки.
В конструкции счетчика обеспечивается двойное пломбирование между крышкой и основанием. Крышка счетчика запечатывается пломбой завода-изготовителя при проведении калибровки и тестирования счётчика, а также пломбой Госстандарта при проведении поверки счётчиков госповерителем. Крышка клеммника может быть опечатана дополнительной пломбой при установке счётчика службами местного Энергонадзора. Крышку счетчика нельзя снять, не сняв сначала крышку клеммника без нарушения пломбы.
Самодиагностика электронных узлов и компонентов.
Электронные узлы счетчика под управлением его программных средств подвергаются самодиагностике каждые 24 часа. При этом проверяется работа всех основных узлов счётчика Альфа: встроенной батареи, микропроцессора, памяти, внутренних интерфейсов, работа сегментов дисплея и т.д. Выявленная неисправность вызывает появление на дисплее счётчика сообщение об ошибке.
Счетчик Альфа записывает в память количество всех отключений питания (до 9999 отключений), а также время и дату начала и конца последнего отключения питания.
Счетчик хранит количество сбросов мощности (до 99), которые имели место с момента последнего перепрограммирования счетчика. В памяти счетчика хранится также количество дней с момента последнего сброса мощности, а в случае работы счетчика в многотарифном режиме и дата последнего сброса мощности.
Счетчик записывает общее количество обращений к нему через оптический порт (до 99), а также последнюю дату перепрограммирования и дату, когда какие-либо данные в самом счетчике были изменены.
Просмотр журнала связей осуществляется с помощью программного обеспечения EMFPLUS.
Счётчики Альфа калибруются на автоматической калибровочной станции предприятия АББ ВЭИ Метроника. Заказчик приобретает счётчики Альфа уже поверенные Госстандартом и дополнительно эту операцию оплачивать не надо. Межповерочный интервал счётчика – 8 лет. Следующую поверку поверку может осуществить местное отделение Энергонадзора или специализированные сервисные центры, создаваемые АББ ВЭИ Метроника, с привлечением специалистов Госстандарта.
Для поверки счётчиков Альфа применяется стандартное поверочное оборудование с образцовым счётчиком класса точности 0,05. Для поверки счётчиков Альфа на месте установки используется образцовый счётчик Альфа класса точности 0,1, выпускаемый на заводе АББ ВЭИ Метроника в Москве.
Технические характеристики счётчиков Альфа сведены в табл. 7.1
Таблица 7.1
Технические характеристики счётчиков Альфа
Класс точности 0,2S и 0,5S Количество тарифов 4 тарифные зоны (утро, день, вечер, ночь), выходные и праздничные дни, 4 сезона, автоматический переход на летнее и зимнее время Диапазон токов счётчика Продолжение табл. 7.1
- прямого включения
трансформаторного включения = 80 А 50 мА – 150 А
= 5 А 5,0 мА – 10 А
= 1 А 1,0 мА – 2 А Максимальный ток в течении
1 с
0,5 с
100 А трансформаторного включения
Продолжение таблицы 5.6.1
800 А прямого включения Диапазон рабочих напряжений 100 (100/ ), 220, 380 (380/) В Диапазон частоты сети 47,5 – 52,5 Гц Рабочий диапазон температур от - 40(С до +60(С Влажность (не конденсирующаяся) 0 – 95 % Потребляемая мощность счётчика менее 3,6 ВА Скорость обмена информацией:
- по оптическому порту (RS-232)
- по интерфейсу “токовая петля”
- по интерфейсу RS-485
1200, 9600 бод
300, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 бод
2400, 4800, 9600, 19200 бод Передаточное число 1000 импульс/кВт(ч (прям. вкл.)
10000, 100000 импульс/кВт(ч (трансф. вкл.) Сохранность данных при перерывах питания срок 2-3 года при помощи батареи в постоянном режиме разряда Регистрация отключений питания до 9999 отключений Защита коммерческой информации 3 уровня паролей доступа плюс аппаратная блокировка Сомодиагностика счётчика 1 раз в сутки Масса 3,0 кг Габариты 262х180х180 мм Срок службы 30 лет Межповерочныйй интервал 8 лет Гарантия производителя 3 года
7.7 Установка счётчиков ЕвроАльфа
На ПС 110 кВ устанавливаем счётчики ЕвроАльфа на отходящих линиях. Т.к. на подстанции невозможна передача мощности в систему, то на отходящих линиях 10 кВ устанавливаем счётчики ЕвроАльфа, позволяющие измерять активную энергию и максимальную мощность. Для учёта электроэнергии идущая на собственные нужды подстанции также используем счётчики ЕвроАльфа. Счётчики устанавливаем на вводе 0,4 кВ от трансформаторов собственных нужд. Подключение всех счётчиков осуществляем через трансформаторы тока (смотри схему подключения счётчиков Альфа трансформаторного включения).
Схемы подключения счётчиков ЕвроАльфа представлены на рис. 7.1,
Рисунок 7.1- Трёхфазная четырёхпроводная сеть с подключением через трансформаторы тока (трёхэлементные счётчики)

Такие схемы подключения счётчиков позволяют использовать выбранные трансформаторы тока и напряжения не только для релейной защиты, но и для учёта электроэнергии как высоковольтных линий 110 кВ и 10 кВ, так и для учёта электроэнергии, идущую на собственные нужды подстанции. Cчётчик ЕврроАльфа – надёжный и точный прибор учёта для производителей и потребителей электроэнергии и гораздо дешевле по сравнению с Альфа счетчиками и их зарубежными аналогами [25]. Эффективность в применении, удобство в обслуживании – лучшие решения для информационных технологий и автоматизированных систем. ЕвроАльфа – многотарифный, микропроцессорный трёхфазный счётчик электроэнергии. Счётчик ЕвроАльфа отвечает или превосходит все существующие требования Госстандарта. Поэтому можно быть уверенным, что он будет работать надёжно.
7.8 Автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ)
Концерн АББ придает большое значение разработке точных измерительных приборов на основе передовой микропроцессорной технологии.
АББ ВЭИ Метроника - одна из более чем десяти компаний АББ в мире, производящих счётчики электроэнергии серии Альфа.
Благодаря своей надежности в работе, точности в измерении и эффективности в применении счетчики серии АЛЬФА начали широко использоваться в наших странах. Сегодня счетчики АЛЬФА эксплуатируются во всех регионах России и СНГ. В числе заказчиков и предприятия энергетики и промышленности, мелкомоторные и бытовые потребители.
Для достаточно крупных предприятий (с числом счетчиков 5-10) целесообразно внедрять автоматизированную систему коммерческого учета электроэнергии с одновременной установкой счетчиков АЛЬФА. АББ предлагает различные системы АСКУЭ, соответствующие разным техническим потребностям и финансовым возможностям предприятий: АльфаМЕТ ИВК «Метроника», АльфаСМАРТ и АльфаЦЕНТР. Эти системы уже несколько лет применяются в России и заслужили положительные отзывы заказчиков.
Система АльфаМЕТ предназначена для небольшого и среднего промышленного предприятия, обеспечивает решение основных задач коммерческого учета электроэнергии. АльфаМЕТ позволяет оперативно собрать все данные со счетчиков серии Альфа, произвести анализ потребления и подготовить отчеты, необходимые для осуществления платежей.
Система АльфаСмарт позволяет автоматически считывать информацию не только со счетчиков Альфа, но и со старых счетчиков с импульсными выходами, что позволяет рационально расходовать средства. Счетчиками Альфа можно оснастить основные направления, например коммерческий учет (оставив старые счетчики для технического учета). Информация со счетчиков считывается специализированными устройствами сбора и обработки данных (УСПД) серии RTU-300, которые передают эту информацию выше. Одно RTU способно объединить 80 счетчиков по цифровому каналу и столько же по импульсным. Использование RTU-300 позволяет ускорить сбор данных со счетчиков и добавить еще один уровень обработки информации в распределенной и иерархической системе крупного предприятия.
АльфаЦЕНТР удовлетворяет потребностям заказчиков всех уровней – от небольших предприятий с несколькими счетчиками до распределенных энергосистем с несколькими тысячами счетчиков. Программный комплекс базируется на принципах клиентсерверной архитектуры – ОС Windows NT/2000, UNIX, СУБД, ORACLE).
7.8.1 Автоматизированная система контроля и учета электроэнергии АльфаМЕТ (ИВК «Метроника)
Это измерительная система коммерческого учета электроэнергии и мощности. Основное назначение – высокоточный учет расхода электроэнергии на электропотребляющем и электропоставляющем предприятиях. Система обеспечивает измерение потребления активной и реактивной энергии (включая обратный переток) за заданные временные интервалы по отдельным счетчикам, заданным группам счетчиков и предприятию в целом с учетом многотарифности, а также средних (получасовых) значений активной мощности (нагрузки) и средних (получасовых) максимумов активной мощности (нагрузки) в часы утреннего и вечерних максимумов нагрузки по отдельным счетчикам, заданным группам счетчиков и предприятию в целом. В составе комплекса для организации рационального энергопотребления предприятия предусмотрена возможность построения графиков получасовых и при необходимости, трехминутных нагрузок.
ИВК «Метроника» поставляют в виде одноуровневых или двухуровневых комплексов. Нижний уровень комплексов объединяет технические и программные средства и позволяет группировать счетчики по местам их расположения в объекты контроля на основе мультиплексоров расширителей МПР-16, интерфейсов ИРПС и RS-422/485 с соответствующими преобразователями, адаптеров АББ, устройств UNICOM PROBE.
Измерительные каналы системы формируются путем соединения следующих технических средств:
счетчиков электроэнергии типа ЕвроАльфа;
мультиплексоров – расширителей семейства МПР-16;
компьютеров типа IBM PC (уровень не ниже Pentium-100, оперативная память не менее 16 Мб, жесткий диск от 1 Гб);
модемов и радиомодемов;
адаптеров АББ;
оптических устройств UNICOM PROBE.
7.8.2 Автоматизированная система контроля и учета электроэнергии АльфаСМАРТ
АльфаСМАРТ - это цифровая автоматизированная система сбора данных об электропотреблении, предназначена для оперативного контроля потребления электроэнергии и мощности непосредственно на объекте и учета потребления электроэнергии и мощности в распределенной энергосистеме. Решение АСКУЭ в виде иерархической системы с распределенной обработкой позволяет увеличить надежность и производительность системы, снизить требования к пропускной способности каналов связи и стоимость системы по сравнению с другими системными решениями.
Основные элементы АСКУЭ АльфаСМАРТ:
микропроцессорные счетчики электроэнергии ЕвроАльфа;
специализированные УСПД серии RTU-300, разработанные на основе сетевых промышленных контроллеров SMART, IUC и контроллеров стандарта VME;
каналы сбора данных со счетчиков, модемы, мультиплексоры;
программное обеспечение верхнего уровня под Windows 95, NT.
Основные задачи, решаемые УСПД RTU-300:
сбор измерений и сервисных данных со счетчиков ЕвроАльфа;
обнаружение и подстчет импульсов с электросчетчиков с целью расчета средних мощностей и энергий;
расчет именованных физических величин по отдельным и групповым каналам измерения;
ведение архивов измеряемых величин в соответствии с типовыми требованиями к АСКУЭ;
расчет двух графиков нагрузок с двумя разными интервалами усреднения для целей коммерческого учета и технического учета в сочетании с коммерческим управлением;
поиск максимальных мощностей (включая групповые максимумы) на заданных временных интервалах;
многотарифный учет энергии и мощности (до 48 тарифов, 48 тарифных зон);
ведение календаря (четыре сезона и четыре типа дней недели);
поддержание единого системного времени с заданной точностью (время со счетчиков, имеющих встроенные часы, считывается в каждой коммуникационной сессии и корректируется при выходе из заданных пределов, измерения по импульсным сигналам привязаны ко времени контроллера);
сравнивание измеряемых величин с заданными допусками и формирование соответствующих сообщений на верхний уровень, а при необходимости выдача управляющих воздействий;
расчет «баланса» объекта;
режим «догона» в штатной временной диаграмме работы;
поддержка локальной сети (Ethernet);
передача данных по выделенным и коммутируемым линиям связи (включая узкополосные каналы телемеханики 50-100 Бод);
проверка работоспособности счетчиков (производящих и не производящих самотестирование);
встроенный контроль работоспособности;
ведение журнала событий;
защита от несанкционированного доступа на уровень программного обеспечения и конструкции;
режим настройки (конфигурирования) УСПД на объект.
Для конфигурирования УСПД, сбора, отображения и обработки собранной информации разработано специализированное программное обеспечение AlphaSmart (требования: PC- совместимый компьютер не ниже Pentium-133 с ОЗУ емкостью 16 Мб и ОС Windows 95/NT).
7.8.3 Автоматизированная система контроля и учета электроэнергии АльфаЦЕНТР
АльфаЦЕНТР – это система учета для рынков электроэнергии и мощности. ИВК АльфаЦЕНТР предназначены для измерения и учета электрической энергии и мощности, а также автоматического сбора, обработки, хранения данных со счетчиков электроэнергии и отображения полученной информации в удобном для анализа виде.
ИВК АльфаЦЕНТР осуществляет измерение активной и реактивной мощности в двух направлениях и потребления активной и реактивной энергии за сутки, месяц, год (по группам в целом и с раскладкой по временным зонам). Определяются средние мощности на интервале усреднения 1,3,5,10,15 или 30 минут. При этом с разных точек учета можно снимать профили с разным интервалом усреднения. Фиксируется максимальная средняя мощность на коммерческом интервале по расчетным группам и временным зонам. Проводятся автоматические расчеты по расчетным группам и временным зонам, отслеживается превышение заданных лимитов, ведутся архивы. Система поддерживает единое системное время с целью обеспечения синхронных измерений и проводит диагностику полноты данных. Также осуществляется индикация следующих параметров (без нормирования точности, для непосредственного опроса счетчиков ЕвроАльфа, минуя УСПД): частота, пофазные токи и напряжения, пофазные углы сдвига между токами и напряжением, пофазная мощность.
Система в параллельном режиме проводит сбор данных со счетчиков и контроллеров через выделенные и коммутируемые каналы связи, расчеты, самодиагностику и диагностику компонентов нижнего уровня, анализ полноты данных и сбор недостающих. Программные пакеты серии АльфаЦЕНТР (АС) позволяют удовлетворить потребности в автоматизации коммерческого и технического учета электроэнергии как потребителей с несколькими счетчиками, так и распределенных предприятий уровня АО - энерго с большим количеством объектов и пользователей. Все варианты программного обеспечения полностью совместимы.
Комплекс имеет встроенный контроль работо