Система контроля энергопотребления САТКОН-А

Директор Технологии» ____________ / Ф/ «____»______________2005 г.

Система контроля энергопотребления САТКОН-А

СИСТЕМА КОНТРОЛЯ

ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ

САТКОН-А

Техническое описание и инструкция по эксплуатации

СЭ1.00.06 ТО

СЭ1.00.06 ИЭ

"Современные Технологии" Волгоград

СОДЕРЖАНИЕ

1.	Введение	3
	А. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ
2.	Назначение	4
3.	Технические характеристики	4-5
4.	Применяемые совместно с УСПД электросчетчики	5
5.	Комплект поставки	5
6.	Состав устройства	6
7.	Алгоритм функционирования	7-11
8.	Маркировка и пломбирование	11
	Б. ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ
9.	Указание мер безопасности	12
10.	Порядок установки	12-14
11.	Возможные неисправности и способы их устранения	14
12.	Техническое обслуживание	14
13.	Гарантии изготовителя	14
14.	Сведения о рекламациях	14
15.	Хранение и транспортирование	14
16.	Приложение 1. Схема размещения элементов на плате	16
17.	Приложение 2.	17

1.  Введение

1.1. Настоящее техническое описание и инструкция по эксплуатации предназначены для изучения системы контроля энергопотребления (СКЭ) "САТКОН-А". Они являются пособиями для ознакомления обслуживающего персонала с устройством и принципом работы системы, содержат технические характеристики и сведения, необходимые для правильной эксплуатации и полного использования технических возможностей СКЭ.

1.2. В настоящем техническом описании приняты следующие сокращения:

ДП - диспетчерский пункт

ТП - трансформаторная подстанция

ВЛ - воздушная линия электропередачи

УСПД - устройство сбора и передачи данных

ПО – программное обеспечение

А. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

2. Назначение

Система контроля энергопотребления (СКЭ) "САТКОН-А" предназначена для :

- дистанционного считывания информации с электросчетчиков

- регистрации, накопления, обработки, хранения и отображения данных о потребляемой или генерируемой электроэнергии

- дистанционного контроля состояния воздушных линий электропередач

- дистанционного контроля состояния электроустановок (функции охранно-пожарной сигнализации)

- дистанционного контроля корректной работы измерительных комплексов

Комплектующие СКЭ предназначены для работы в температурном диапазоне от минус 40°С до плюс 75°С, относительной влажности до 98% при температуре 25°С, атмосферном давлении 80-106 кПА (от 630 до 800 мм рт. ст.).

3.Технические характеристики

3.1  Каналы связи.

3.1.1. Для связи с диспетчерским пунктом используется радиосеть GSM.

3.1.2. Для связи УСПД с электросчетчиками используется кабель UTP-5

(витая пара).

3.1.3. Длина линии связи между УСПД и электросчетчиками может достигать 1200 м (в зависимости от качества кабеля и скорости передачи).

3.1.4. Одно УСПД допускает аппаратно подключение до 256 электросчетчиков.

3.1.5. Адрес электросчетчика устанавливается программно.

3.1.6. Изоляция линии связи - оптическая. Минимальное напряжение изоляции - не менее 1500В.

3.2. Протокол передачи данных.

3.2.1  Для передачи данных между УСПД и ДП используется асинхронный протокол связи.

3.2.2  Для передачи данных между УСПД и счетчиками электрической энергии используются протоколы связи, установленные производителями данных типов электросчетчиков.

3.2.3. Скорость передачи данных от электросчетчиков к УСПД бод. Устанавливается программно изготовителем.

3.3. Поддерживаемые интерфейсы:

CAN-полностью (аппаратно и программно)

RS-485- аппаратно

LAN - аппаратно

RS-232- аппаратно

ИРПС - аппаратно

3.4. Степень защиты корпуса – IP65.

3.5.Все компоненты, входящие в состав УСПД и ДП, применяются в соответствии с документацией изготовителей и имеют сертификаты соответствия качества.

3.6.Внешнее питание - трехфазное, 220 В 50 Гц, УСПД сохраняет работоспособность в диапазоне питающих напряжений от 90 до 270 Вольт, и частоты 25-100 Гц.

3.7. Мощность, потребляемая устройством от трехфазной сети переменного тока, напряжением 220В составляет - не более 3 ВА.

3.8. Габаритные размеры устройства - 163´108´75 мм.

3.9. Вес устройства составляет 1.6 кг.

3.10.  Рабочий диапазон температур устройства - от минус 40°С до плюс 75°С.

4.Применяемые совместно с УСПД электросчетчики.

Аппаратно поддерживается возможность считывания информации с любых электронных счетчиков электроэнергии, имеющих интерфейс, указанный в п.3 Технического описания.

Текущая версия ПО УСПД поддерживает совместную работу электросчетчиков типа "Меркурий-230".

Предусмотрена возможность использования других типов электросчетчиков при внесении соответствующих изменений в ПО УСПД.

5.Комплект поставки.

Комплект поставки должен соответствовать данным таблицы 1.

Таблица 1.

Обозначение	Наименование	Кол-во	Примечание
G-115	УСПД	1	В комплекте с фильтром питания, GSM-антенной, кабелем интерфейса
СЭ 1.00.06 ТО СЭ 1.00.06 ИЭ	Техническое описание и инструкция по эксплуатации.	1	на 10 комплектов
СЭ 1.00.06 ПС	Паспорт	1	на 10 комплектов

6.Состав устройства

6.1.Структурная схема УСПД показана на рисунке №1.

Рис. 1. Структурная схема устройства.

5.1. В состав устройства входят:

5.2.1. Блок питания - преобразует переменный ток напряжением 220В в постоянный напряжением +5В. Выход блока питания изолирован от питающей сети. Блок питания обеспечивает питанием все узлы устройства.

5.2.2. Микроконтроллер - центральная часть устройства. Состоит из процессора, ОЗУ, перепрограммируемого ПЗУ, энергонезависимого ОЗУ, временных таймеров и других компонентов. Служит для управления всеми узлами устройства по алгоритму, записанному в ПЗУ.

5.2.3. GSM-модем обеспечивает обмен информацией между УСПД и ДП.

5.2.4. Энергонезависимая память NAND. Является долговременным запоминающим устройством большого объёма и хранит информацию, получаемую от электросчетчиков и других датчиков.

5.2.5. Часы реального времени - обеспечивают ведение текущего астрономического времени (секунды, минуты, часы) и календаря (число, месяц, год). Продолжительность работы этих часов без внешних источников питания - не менее трех лет.

5.2.6. Интерфейс CAN - предназначен для считывания информации с электросчетчиков.

5.2.7. Блок автономного питания – обеспечивает работоспособность УСПД при отсутствии внешнего напряжения питания 220 В.

5.2.8. Фильтр питания – является устройством защиты УСПД от продолжительных высоковольтных воздействий по цепи питания.

5.3. В состав ДП входит компьютер в стандартной конфигурации уровня "Рentium-4" с операционной системой Windows XP, ПО "ДП" и один или два GSM-терминала.

7.Алгоритм функционирования

УСПД после подачи внешнего питания проводит цикл самодиагностики, после чего активизирует GSM-модем, далее соединяется с ближайшей базовой станцией GSM и регистрируется в качестве абонента, находящегося в зоне покрытия GSM и готового к принятию входящих звонков.

В случае потери связи из-за природных или иных воздействий (перепады напряжения, электромагнитные помехи, грозовые разряды), УСПД в течение 30 минут вновь зарегистрируется в сети GSM. Если в зоне расположения УСПД уровень сигнала GSM достаточный, а УСПД не отвечает на запрос ДП более 2 часов, то это свидетельствует об отказе сети GSM

Данные, считываемые УСПД с электросчетчиков:

1. Потребленная энергия нарастающим итогом - A - (сумма по всем фазам в группе) кВт/ч,

2. Активная мощность по каждой фазе на момент считывания данных - P - Вт,

3. Напряжение по каждой фазе на момент считывания данных – U - B,

4. Ток по каждой фазе на момент считывания данных - I – A.

Считанные данные "A","P","U", "I" записываются в энергонезависимую память УСПД. Период считывания и время хранения данных:

"A", "P","U", "I" и телеметрия по всем фазам, по группам в ТП - считываются каждые 5 мин., хранятся 24 часа с 00 часов по 23.59. В 00 часов все данные стираются, и идет запись данных на следующие сутки. "A" и телеметрия по информации электросчетчиков – считываются каждые 30 мин., и хранятся в течение 1 года, в энергонезависимой памяти.

3. Настройки и параметры - записываются 1 раз в сутки, хранятся в течение 1 года.

Кроме накопления данных, УСПД производит постоянный контроль датчиков телеметрии и параметров электроэнергии.

Датчики, контролируемые УСПД:

- датчик открытия дверей энергообъекта,

- датчик открытия корпуса УСПД,

- датчик температуры,

- датчик наличия SIM-карты,

- датчик сгорания предохранителей внешнего питания УСПД.

Параметры телеметрии, контролируемые УСПД:

- наличие счетчика на шине связи,
- уровень сигнала GSM,

- наличие регистрации в сети GSM,

- уровень напряжения питания УСПД,

- уровень напряжения внутренней аккумуляторной батареи.

Параметры электроэнергии, контролируемые УСПД:

- наличие напряжения (контроль уставки) по всем электросчетчикам

- снижение напряжения ниже уровня 198 B по всем электросчетчикам

- снижение напряжения ниже уровня 150 B - превышение напряжением уровня 242 B по всем электросчетчикам

- превышение мощности потребления порога, установленного в настройках по всем электросчетчикам

- превышение установленной величины тока нагрузки по всем фазам, по всем электросчетчикам

В случае обнаружения аварийной ситуации первого типа (открытие дверей или пропадание напряжения) УСПД в течение 5 сек. отправляет сообщение на ДП.

Установив связь с ДП, УСПД передает телеметрию, которая затем отображается на экран диспетчера. Сушествует возможность с ДП заблокировать повторную передачу аварийного сообщения. Время блокировки аварииного сообщения по умолчанию – 2 часа (устанавливается удаленно с ДП). В случае повторения аварии в течение времени блокировки УСПД не реагирует на нее в течение этого времени. Если авария остается и через 2 часа, УСПД повторяет попытку передачи на ДП. Время блокировки можно регулировать от 5 мин. до 24 часов.

При наличии аварийной ситуации и невозможности установить связь с ДП (число попыток по умолчанию - 3, задается удаленно с ДП), УСПД сохраняет данные в памяти в блоке телеметрии (5 мин. отсчеты) и записывает в журнал событий. В случае, если авария сохраняется более 2 часов, УСПД снова повторяет попытку передачи сообщения на ДП.

При авариях второго типа – УСПД только заносит данные в журнал событий, а также в блок телеметрии.

В данной версии программного обеспечения УСПД реализована упрощенная схема отработки аварийных ситуаций.

УСПД при возникновении аварийной ситуации реализует заданное число попыток передачи сообщения. Если сообщение не передано, то оно заносится в суточный 5-минутный блок телеметрии и журнал событий. В случае если авария длится более 30 мин., данные об аварии, кроме всего, заносятся в энергонезависимую память и хранятся до 1 года.

Емкость журнала событий - 17280 записей.

В случае пропадания внешнего питания 0,4 кВ, УСПД переходит на автономный режим работы с пониженным энергопотреблением от встроенных аккумуляторов и, соответственно, с сокращением числа рабочих функций. Сначала УСПД выдает сообщение на ДП об исчезновении напряжения питания. Далее отключает устройство считывания данных со счетчиков, и в течение 10 минут ожидает какие-либо команды с ДП. Затем УСПД отключает питание GSM модема и переходит в режим ожидания.

Находясь в режиме ожидания, УСПД выполняет следующие действия:

- контролирует все датчики и проверяет 1 раз в секунду наличие внешнего питания. В случае появления внешнего питания УСПД переходит из режима ожидания в режим полного функционирования.

- в случае обнаружения аварии первой группы (открытие дверей, вскрытие УСПД, пожар) УСПД переходит в режим полного функционирования, подает питание на GSM - модем и передает сообщение на ДП.

- продолжает накопление данных в энергонезависимую память (при этом сохраняется только телеметрия, показания счетчиков нулевые).

- один раз в сутки - в момент времени, заданный в настройках, – УСПД переходит в режим полного функционирования, регистрируется в сети GSM и посылает в ДП текущую телеметрию. После чего УСПД в течение 10 минут ожидает от ДП какой-либо команды. Далее УСПД отключает модем и переходит в режим ожидания.

- при длительном отсутствии внешнего питания УСПД может находиться в режиме ожидания до 30 суток.

В случае 90% разряда аккумулятора УСПД полностью отключается и будет запущено автоматически только при подаче внешнего питания.

Во время сеанса связи с ДП, УСПД по запросу от ДП может выдать или принять следующие данные:

- выдать суточные данные, накопленные в энергонезависимой памяти,

- выдать текущее состояние телеметрии,

- выдать текущие показания всех подключенных счетчиков,

- принять настройки (заголовок) от ДП и установить их в качестве основных,

- выдать содержимое всех видов памяти УСПД, данные по любому адресу (тестовый режим),

- принять и записать данные во все виды памяти (тестовый режим),

- принять и установить новое значение даты/времени или выдать текущее значение даты/времени.

Передача данных от УСПД к ДП используется в программе ДП для реализации следующих функций:

- прием / установка даты времени,

- прием телеметрии,

- прием показаний счетчиков,

- прием каталога (суточных данных о 30-минутных отсчетах),

- прием данных для сведения авто-баланса,

- установка / снятие различных параметров и блокировок.

Режим снятия суточных данных позволяет в дальнейшем архивировать в ДП данные о накопленной электроэнергии за 30-минутные отсчеты в течение года, и эти данные могут быть использованы для расчета автобаланса на любой момент времени, на который есть данные.

В момент прихода на ДП аварийных сообщений программа ДП предлагает диспетчеру послать автоматически SMS-сообщение на определенный номер сотового телефона оперативного персонала, который указан в файле настроек ДП. Диспетчер, в зависимости от необходимости посылки SMS-сообщения, нажимает кнопку на экране «да» или «нет».

8.Маркировка и пломбирование

7.1.На корпусе УСПД находится табличка, на которой нанесены:

·  тип и серийный номер устройства

·  наименование или обозначение устройства.

7.2.На боковых стенках устройства находится фирменная наклейка-пломба, контролирующая несанкционированное вскрытие устройства.

7.3.Конструкция УСПД обеспечивает пломбировку имеющихся разъемов.

Б. ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

9.Указание мер безопасности

8.1.К эксплуатации СКЭ допускается персонал, прошедший инструктаж по технике безопасности и изучивший настоящую инструкцию.

8.2.К УСПД подводится напряжение 220В переменного тока, поэтому запрещается производить любые монтажные работы с элементами схемы при включенном напряжении питания.

10.Порядок установки

9.1. Перед установкой УСПД необходимо провести экспертизу измерительных цепей счетчика и анализ схемы его подключения.

Для корректной работы СКЭ схема подключения счетчика к ТП 10/0.4 Кв должна быть, как показано на рис.2 или рис.3.

Если схема включения счетчика не соответствует указанным на рис.2, 3 то необходимо внести соответствующие изменения в измерительные цепи счетчика, обращая внимание на правильность подключения трансформаторов тока.

При монтаже УСПД в подстанции 110/35/10 Кв счетчик должен быть подключен по схеме, показанной на рис.3.

Монтаж измерительных цепей необходимо производить медным проводом сечением не менее 1.5 кв. мм с применением специальных обжимных наконечников. Во избежание ошибок при подключении каждый провод необходимо промаркировать с двух концов.

9.2.Монтаж УСПД.

Ввиду многообразия типов и конструктивного исполнения оборудования подстанций и особенно ТП, место установки УСПД выбирается индивидуально для каждого конкретного случая, с учетом следующих требований:

-уровень сигнала GSM в предполагаемом месте установки УСПД должен быть не менее -86dB при замере на внутреннюю антенну сотового телефона, или не менее -91dB при замере на антенну УСПД, причем используется следующая методика измерения: производится 5-6 замеров в течение 10-15 секунд с интервалом 2-3 минуты, записывается наименьшее значение уровня в каждом замере и затем вычисляется среднее арифметическое из записанных величин.

-корпус УСПД должен быть защищен от прямого попадания атмосферных осадков и солнечного света в закрытом положении электроустановки

- контакты силовых разъединителей и другие вероятные источники искры не должны находиться ближе 50 мм от корпуса и ближе 100 мм от антенны УСПД

- должна быть обеспечена возможность отключения или подключения разъёмов УСПД вручную без риска касания токоведущих частей электроустановки

- в предполагаемом месте установки УСПД должна существовать практическая возможность сверления отверстий под болты крепления

- корпус УСПД и цепи питания не должны затруднять доступ к рукояткам рубильников, автоматов и других штатных устройств электроустановки

- место установки УСПД должно находиться как можно выше от поверхности земли

При монтаже УСПД в высоковольтном отсеке КТП необходимо отходящие от разъемов жгуты проводов проложить в металлических гофрах соответствующих диаметров, при этом необходимо закрепить гофру к металлическому корпусу КТП, очищенному от краски и ржавчины в месте контакта с гофрой не менее чем в двух точках эластичными стяжками, обеспечив электрический высокоомный(не более 100 ом) контакт. Необходимо применить по две-три стяжки на каждую точку крепления и затянуть их по очереди с достаточным усилием, граничащим с пределом прочности стяжек.

При выборе места установки УСПД в высоковольтном отсеке КТП необходимо соблюдать важное требование-расстояние между ближайшими точками корпуса УСПД и токоведущей части высокого напряжения должно быть не менее 140 миллиметров.

Если это требование выполнить не удаётся, то монтировать УСПД в высоковольтный отсек КТП запрещается!

9.3.Монтаж цепей питания УСПД

Установка трехфазной розетки производится в любом подходящем месте, желательно ближе к УСПД. Подключается розетка медным проводом сечением 1.5-2.5 кв. мм в любом удобном месте после главного (основного) разъединителя. В случае большой длины питающего кабеля с трехфазной вилкой и фильтром питания (более 0.8-1м) его необходимо закрепить в 2-3 точках специальными стяжками.

Последовательность подачи питания на УСПД следующая - сначала подключается разъем к УСПД, затем вилка в розетку. Отключение в обратном порядке - сначала вынимается вилка из розетки, а затем отключается разъем от УСПД.

9.4.Проверка работоспособности

При подаче питания на УСПД начинает мигать с периодом порядка секунды индикатор "POWER" на корпусе. Необходимо закрыть все панели (двери) ТП и попытаться установить связь с УСПД с помощью мобильного ДП. Признаком нормального функционирования системы является прием корректной информации об энергопотреблении и состоянии данной ТП.

11.Возможные неисправности и способы их устранения

Внешнее проявление неисправности	Вероятная причина	Способ устранения
Индикатор "POWER" не горит	Неисправен питающий кабель с фильтром	Заменить на заведомо исправный
Индикатор "POWER" не мигает 1 раз в секунду	Неисправно УСПД	Заменить на заведомо исправное устройство
Отсутствует связь с ДП	Баланс счета SIM-карты недостаточный	Проверить баланс и пополнить

12. Техническое обслуживание

11.1.Своевременное проведение технического обслуживания является эффективным средством поддержания устройства в постоянной работе.

11.2. Ежеквартальное техническое обслуживание включает внешний осмотр устройства и разъёмных соединений, очистку их от пыли и грязи.

13.Гарантии изготовителя

12.1.Предприятие-изготовитель гарантирует нормальную работу изделия при соблюдении потребителем условий эксплуатации, транспортировки и хранения.

12.2.Гарантийный срок эксплуатации - 24 месяца со дня ввода устройства в эксплуатацию (если иного не оговорено в договоре на поставку).

12.3.Гарантийный срок хранения - 24 месяца со дня изготовления устройства, если иного не оговорено в договоре на поставку.

14.Сведения о рекламациях

13.1. Рекламация предъявляется на устройство в случае выхода его из строя в течении гарантийного срока эксплуатации при соблюдении правил хранения и эксплуатации.

13.2. Рекламация оформляется актом с указанием: наименования изделия; наименование организации-потребителя; даты выпуска устройства; даты получения устройства; наименование организации, от которой получено устройство; даты ввода устройства в эксплуатацию; внешних причин неисправности.

13.3. Акт высылается в адрес предприятия-изготовителя.

15. Хранение и транспортирование.

14.1. Устройство должно храниться в отапливаемых помещениях при температуре воздуха от 5 до 40°С при относительной влажности воздуха не более 80% в соответствии с ГОСТ . В помещении не должно быть агрессивных примесей, вызывающих коррозию алюминиевых сплавов.

14.2. Расстояние между стенами, полом помещения и устройством должно быть не менее 100 мм.

Хранить устройство на земляном полу не допускается.

Расстояние между отопительными приборами помещения и устройством должно быть не менее 0.5 м.

14.3. Условия транспортирования:

1) температура окружающего воздуха от минус 25°С до плюс 50°С;

2) относительная влажность воздуха при 25°С до 98%;

3)атмосферное давление от 84 до 107 кПА (от 600 до 900 мм рт. ст.);

14.4. Устройство в упаковке предприятия-изготовителя транспортируют всеми видами транспорта в крытых транспортных средствах в условиях, указанных в п. 14.3. настоящей ИЭ, руководствуясь соответствующими документами:

1) автомашинами - «Общие правила перевозки грузов автотранспортом», утвержденные Министерством автомобильного транспорта РСФСР 30.06.71 г.;

2) железнодорожным транспортом - Правила перевозки грузов», издание «Транспорт», Москва, 1977 г.;

16. Приложение 1. Схема размещения элементов на плате.

-