SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Цифровые электроизмерительные приборы ТМ КС

В статье описаны построенные на базе оборудования компании «Комплект-Сервис» решения, которые позволяют оптимизировать и улучшать существующие технологии работы метрологических служб, производителей электрощитового оборудования, генерирующих предприятий и компаний, занимающихся построением автоматизированных систем диспетчерского контроля и управления.

ООО «Комплект-Сервис», г. Москва

kompl servis_logo.gif

Компания «Комплект-Сервис» основана в 2005 году. Это была небольшая торговая организация, которая представляла в качестве дилера интересы нескольких производителей измерительного оборудования. Постепенно предприятие развивалось, увеличивалось количество поставщиков, а соответственно и ассортимент предлагаемой продукции. В 2010 году началась работа по продвижению и поставкам продукции под собственной торговой маркой КС. В процессе работы велись технические доработки поставляемого оборудования, расширялся спектр дополнительных услуг. В настоящее время компания ведет работы не только по продаже, но и по сборке, сервисному обслуживанию электроизмерительных приборов торговой марки КС, а также оказывает услуги по поверке различного измерительного оборудования.

В линейке оборудования собственной торговой марки представлены такие изделия, как:
- цифровые электроизмерительные приборы (амперметры постоянного и переменного тока, вольтметры постоянного и переменного тока, ампервольтметры, многофункциональные приборы, ваттметры, варметры, частотомеры);
- стрелочные электроизмерительные приборы (амперметры постоянного и переменного тока, вольтметры постоянного и переменного тока);
- измерительные преобразователи (переменного и постоянного тока, напряжения переменного и постоянного тока, активной и реактивной мощности);
- модули телесигнализации и телеуправления;
- измерители расстояния (высотомеры);
- указатели положения (логометры);
- цифровые мегаомметры;
- вспомогательное оборудование (цифровые индикаторы, блоки питания, переходные рамки).

Цифровые электроизмерительные приборы торговой марки КС соответствуют современным требованиям, которые предъявляются к подобному оборудованию. В широком ассортименте приборов компании «Комплект-Сервис» присутствуют как базовые модификации, которые призваны только отображать результаты измерений, так и более технологичные модели, которые также имеют возможность передавать информацию по портам связи RS‑485 (протоколы Modbus RTU и МЭК 870-5-101) и Ethernet (протоколы Modbus TCP и МЭК 870-5-104). Кроме того, приборы могут комплектоваться дискретными входами, релейными и аналоговыми выходами, что позволяет использовать их в системах телемеханики.

На основе собственного оборудования разработчики компании «Комплект-Сервис» совместно со специалистами ряда предприятий создали и успешно применяют несколько типовых решений, которые позволяют оптимизировать и улучшать существующие технологии работы метрологических служб, производителей электрощитового оборудования, генерирующих предприятий и компаний, занимающихся построением автоматизированных систем диспетчерского контроля и управления.


Решение 1. Для метрологических служб предприятий

Суть данного решения состоит в модернизации подстанций, оснащенных щитами оперативного управления, путем постепенной замены приборного парка. Данный вариант позволяет не только видеть результаты на месте измерения, но и концентрировать информацию на удаленном компьютере, обрабатывать ее, отображать в удобном виде, архивировать, передавать по современным каналам связи оператору центральной подстанции или диспетчеру.

Основные преимущества:
- повышается точность измерений: цифровые электроизмерительные приборы имеют класс точности 0,2 или 0,5;
- цифровой прибор заменяет два устройства: стрелочный прибор и измерительный преобразователь;
- размеры передней панели и установочные размеры цифрового прибора стандартные, поэтому для его установки доработка щита не требуется;
- питание цифровых приборов универсальное: ~/- 80–270 В. Прибор можно питать от измерительного трансформатора напряжением ~100 В, от сети переменного тока с напряжением 220 В или от источника постоянного напряжения 80–270 В;
- наличие в приборах интерфейса RS‑485 и (или) порта Ethernet позволяет объединять их в систему телемеханики;
- межповерочный интервал составляет 6–8 лет.

Если учесть затраты на поверку стрелочных приборов, то оказывается, что покупка и эксплуатация цифрового прибора обходится в 4–6 раз дешевле покупки и эксплуатации комплекта аналоговых приборов. При этом мы получаем преимущества цифрового прибора: точность измерений, передачу измерений по одному или двум интерфейсам RS‑485, релейные и аналоговые выходы, дискретные входы. Результат: экономия при покупке, эксплуатации, монтаже и поверке.


Решение 2. Для производителей электрощитового оборудования

Для контроля тока и напряжения переменного тока в распределительных устройствах низкого напряжения (РУНН) 0,4 кВ заводы-производители щитового оборудования часто используют три стрелочных амперметра, один вольтметр и кулачковый переключатель. Эти приборы измеряют три тока и три напряжения и имеют класс точности 2,5. Подобная схема традиционна и применяется у отечественных и зарубежных производителей.

Как сэкономить денежные средства производителя, сохранив функциональность проверенного временем решения?

Ris_1.png

Рис. 1. Цифровой ампервольтметр PD194UI‑9K4T

В линейке продукции под торговой маркой КС® есть универсальный прибор, подходящий для решения этой задачи. Это PD194UI‑9K4T (рис. 1) – современное и экономичное решение, позволяющее заменить четыре стрелочных прибора на один цифровой ампервольтметр (рис. 2).

Ris_2.png

Рис. 2. Результат замены четырех стрелочных приборов (слева) на цифровой ампервольтметр PD194UI‑9K4T (справа)

Особенности ампервольтмера PD194UI‑9K4T:
- измерение 10 параметров: фазных токов (Ia, Ib, Ic), фазных (Ua, Ub, Uc) и линейных (Uab, Ubc, Uca) напряжений, частоты (F);
- порт связи RS‑485, протокол Modbus RTU;
- трехстрочный светодиодный индикатор;
- настройка с помощью четырех кнопок на лицевой панели;
- возможность настройки диапазона показаний прибора с учетом примененных измерительных трансформаторов, что сокращает номенклатуру необходимых приборов;
- степень защиты прибора, обеспеченная передней панелью, IP66 (по ГОСТ 14254-96);
- средний срок службы 30 лет;
- межповерочный интервал 10 лет;
- температурный диапазон –40…+70 °C;
- габаритные размеры (В×Ш×Г) 96 × 96 × 95 мм;
- гарантия 5 лет.

Преимущества данного решения:
- цифровой прибор соответствует технической политике электросетевых компаний;
- возможность передачи результатов измерений по цифровому интерфейсу RS‑485;
- экономия места на щите, сокращение расходов на монтаж оборудования (устанавливается один прибор вместо четырех);
- сокращение номенклатуры складского запаса благодаря программированию коэффициентов трансформации;
- большой межповерочный интервал (10 лет) позволяет использовать прибор после длительного хранения, не прибегая к повторной поверке.

Немаловажным фактором является забота о покупателе данной электротехнической продукции, об экономии его эксплуатационных расходов. Стоимость поверки ампервольтметра составит не более 1 тысячи рублей один раз в 10 лет, в то время как поверка комплекта из четырех стрелочных приборов обойдется заказчику в сумму около 20 тысяч рублей (4 шт. × 500 руб. × 10 лет).

Цена ампервольтметра сопоставима со стоимостью четырех стрелочных приборов и одного кулачкового переключателя.


Решение 3. Для генерирующих предприятий

В 2015 году на ТЭЦ‑11 (филиал ПАО «Мосэнерго») были установлены цифровые многофункциональные приборы PD194PQ серии Т, что позволило решить ряд задач.


1. Использование приборов PD194PQ для мониторинга тока КВЛ 110 кВ ТЭЦ‑11 – Фрезер I и КВЛ 110 кВ ТЭЦ‑11 – Фрезер II

В электросетях 110/220 кВ (в частности на ТЭЦ‑11) кабельные воздушные линии электропередачи (КВЛ) защищены 2–3 видами релейных защит, предназначенных для отключения линии при коротком замыкании. При этом линии электропередачи 110/220 кВ, как правило, ничем не защищены от обрыва одной из фаз. В связи с этим нет возможности оперативно отреагировать на данный инцидент и отключить линию во избежание более серьезных последствий (повреждение оборудования, причинение вреда здоровью).

Этот серьезный недостаток был устранен путем внедрения схемы с мониторингом тока трех фаз линии, работающей на сигнал (световое табло). Схема выполнена на базе многофункционального измерителя PD194PQ. Компания «Комплект-Сервис» предлагает использовать данную схему на всех ЛЭП, где есть риск обрыва фазного провода.

Прибор PD194PQ (рис. 3) имеет три релейных выхода, которые программируются в качестве выходных органов с уставками по снижению величины тока. Контакты реле прибора соединяются параллельно и подключаются к световому табло. Таким образом, при снижении тока в любой из фаз ниже уставки произойдет замыкание контакта встроенного реле и загорится табло «Обрыв одной из фаз КВЛ Фрезер I» или «Обрыв одной из фаз КВЛ Фрезер II».

Ris_3.jpg

Рис. 3. Многофункциональный измеритель PD194PQ

Прибор PD194PQ можно настроить на индикацию трех токов. Для индикации других параметров можно использовать трехстрочный одно- или многостраничный индикатор DDD-КС (или несколько индикаторов), которые подключаются через интерфейс RS‑485 к прибору, и настроить их на отображение активной и реактивной мощности, коэффициента мощности, напряжений, частоты.

Ris_4.png

Рис. 4. Схема мониторинга токов КВЛ 110 кВ ТЭЦ‑11 – Фрезер I, II

Межповерочный интервал прибора PD194PQ составляет 8 лет, а индикатор DDD-КС вообще не требует поверки, что существенно облегчает эксплуатацию данных измерительных приборов.


2. Использование многофункционального измерителя PD194PQ и двух индикаторов DDD-KC для мониторинга мощности, тока и напряжения ТГ‑10

До внедрения в эксплуатацию многофункционального прибора PD194PQ на генераторе № 10 индикация данных на главном щите управления (ГЩУ) происходила с помощью стрелочных приборов серии М381 (PA1, PA2, PA3, PW1, PVA1, PV1). Сигнал (5 мА) на них поступал с датчиков Е 842 (UA1, UA2, UA3), Е 849 (UWV1) и датчика напряжения (UV1), которые, в свою очередь, были установлены в шкафу, находящемся в помещении СТС ТГ‑10.

После установки одного прибора PD194PQ и двух индикаторов DDD-KC схема вторичной коммутации мониторинга параметров ТГ‑10 существенно упростилась, увеличились ее надежность и наглядность (рис. 5).

Ris_5_small.png

Рис. 5. Схема измерения ТГ‑10: слева – до установки PD194PQ, справа – после его установки (чтобы увеличить изображение, нажмите на него)


Преимущества использования электроизмерительных многофункциональных приборов PD194PQ

1. Один прибор PD194PQ и два индикатора DDD-KC заменяют 5 датчиков и 6 стрелочных приборов, при этом контроль напряжения происходит не по одной фазе, а по трем.

2. Упрощается схема вторичной коммутации, что исключает ошибочные действия персонала при эксплуатации приборов (снятие и установка для калибровки, поверки).

3. Межповерочный интервал преобразователей E 842 и Е 849 составляет 4 года, стрелочных приборов М381 – 3 года. У многофункционального измерителя PD194PQ межповерочный интервал – 8 лет. DDD-KC является индикатором и не подлежит калибровке (поверке).

4. При монтаже нового электрооборудования нет необходимости прокладывать кабели вторичной коммутации от выходных цепей преобразователей (5 мА) до приборов М381. В данном случае – кабель 14 × 1,5 мм (6 сигналов) от шкафа датчиков СТС ТГ‑10 до панели № 155У ГЩУ длиной около 250 м.

5. Есть возможность настроить PD194PQ под любую схему подключения (3-фазная 4-проводная или 3-фазная 3-проводная) с любыми коэффициентами трансформации как по току, так и по напряжению.

6. На дисплее прибора PD194PQ и индикатора DDD-KC отображаются следующие параметры:
- фазные напряжения;
- линейные напряжения;
- токи по трем фазам;
- активная мощность;
- реактивная мощность;
- коэффициент мощности;
- напряжение нулевой последовательности;
- ток нулевой последовательности;
- частота.


Решение 4. Для построения автоматизированных систем диспетчерского контроля управления

При строительстве и модернизации систем телемеханики РП/РТП 6–20/0,4 кВ получили широкое распространение цифровые многофункциональные приборы PD194PQ.

На контролируемые пункты устанавливаются или щитовые приборы PD194PQ вместо стрелочных (габаритные размеры совпадают), или аналогичные приборы с креплением на DIN-рейку непосредственно в шкаф.

При этом многофункциональный прибор используется как универсальное СИ, является универсальным устройством сбора и передачи информации. Прибор находится как в ведении службы метрологии (в части визуализации измерений, получения точных (класс точности 0,5), метрологически обеспеченных параметров), так и службы телемеханики (как источник 31 ТИ, 3, 6 или 9 ТС и 3 ТУ).

Структурная схема распределенной системы телемеханики для РП и ТП на 6–20 кВ представлена на рис. 6.

Ris_6.png

Рис. 6. Структурная схема распределенной системы телемеханики

Используются все функциональные возможности прибора, задействуются встроенные реле (ТУ) для управления выключателем ячейки (блокировка/включить/выключить), 4, 6, 9 (в зависимости от модификации) дискретных входов (ТС), визуализация и передача 31 параметра точных телеизмерений (ТИ). Передача осуществляется по МЭК 870-5-101/104, Modbus RTU/TCP.

Стоит подчеркнуть, что такая распределенная архитектура сбора телеинформации и управления имеет невысокую стоимость. Ниже представлена ориентировочная стоимость данной системы.


Вариант 1

В первом примере рассмотрен объект РП‑128, РУ‑10 кВ, расположенный в Московской области, в Истринском районе, вблизи деревни Котово.

Схема включает шкаф телемеханики (производство компании «ЭНТЕЛС») с головным контроллером и коммуникационным оборудованием, 15 многофункциональных приборов PD194PQ в исполнении на DIN-рейку. Стоимость решения составляет порядка 345 тысяч рублей (табл. 1).

Таблица 1. Стоимость распределенной системы телемеханики для РП‑128, РУ‑10 кВ (пример 1)

Tab_1.png

Один из вариантов построения распределенной системы сбора данных телеметрии и управления объектами – это использование многофункционального прибора PD194PQ c шестью ТС и тремя ТУ в качестве контроллера ячейки.

Головной контроллер телемеханики «ЭНТЕК» (или аналогичный) по стандартным протоколам МЭК 870-5-101/103/104 Modbus осуществляет сбор, обработку и передачу параметров телеметрии на уровень диспетчерского контроля и управления. Телеуправление объектами и сбор дискретных сигналов происходит через встроенные релейные выходы PD194PQ.

Наличие у многофункционального прибора второго дополнительного порта RS‑485 обеспечивает возможность резервирования, независимого доступа к данным и функциям PD194PQ с серверов телемеханики.


Вариант 2

Вторым примером послужит реконструкция ЗТП‑335, расположенной в ст. Кузьменки Серпуховского района.

Схема включает шкаф телемеханики (от компании «ЭНТЕЛС») с головным контроллером и коммуникационным оборудованием, 9 многофункциональных приборов PD194PQ в щитовом исполнении, 9 модулей управления ячейкой Topaz TM MTU5-PR. Стоимость решения составляет порядка 445 тысяч рублей (табл. 2).

Таблица 2. Стоимость реконструкции системы телемеханики ЗТП‑335 (пример 2)

Tab_2.png


Развитие и поддержка

Для эффективной работы с регионами России ООО «Комплект-Сервис» создана дилерская сеть, которая сейчас насчитывает 16 компаний, и их количество постоянно увеличивается.

Кроме того, в 2016 году приборы под торговой маркой КС были внесены в Государственные реестры Республик Беларусь и Казахстан. Работа в этих странах пока только набирает обороты, но уже есть представители и производятся первые поставки оборудования.
Изначально приборы марки КС производились за пределами Российской Федерации. Но в 2015 году, идя навстречу пожеланиям партнеров и заказчиков, а также в соответствии с программой импортозамещения, компания начала работу по созданию производства для сборки электроизмерительных приборов торговой марки КС в России. Было закуплено необходимое оборудование и обучены сотрудники. Сегодня сборочное производство успешно работает и приборы российской сборки уже начали поставляться заказчикам. Все изделия проходят выходной технический контроль.

В целях обеспечения сервисного и гарантийного обслуживания в компании функционирует сервисный центр. Кроме текущего обслуживания оборудования и решения вопросов по гарантийным случаям, специалисты центра участвуют в процессе постоянного улучшения оборудования, для того чтобы расширить его функциональность и обеспечить еще более качественную и продолжительную работу.

В 2014 году было принято решение создать собственную метрологическую службу. Область аккредитации и оборудование лаборатории позволяют поверять следующие виды оборудования:
- амперметры переменного и постоянного тока;
- вольтметры переменного и постоянного тока;
- измерительные клещи постоянного и переменного тока;
- мультиметры;
- ваттметры и варметры;
- измерительные преобразователи;
- частотомеры;
- омметры;
- счетчики переменного тока активной и реактивной энергии;
- ультразвуковые измерители расстояния.

Данное направление имеет большое значение для усовершенствования процесса поставки продукции КС. Также ведется работа по поверке средств измерений других производителей в соответствии с областью аккредитации.


Заключение

Компания «Комплект-Сервис» всегда стремилась к тому, чтобы сотрудничество с ней для заказчиков было эффективным и комфортным. Все преобразования на предприятии за последние три-четыре года были призваны максимально ускорить и реализовать эту идею.

Электроизмерительные приборы торговой марки КС пользуются спросом как у рядовых потребителей, так и у компаний энергетического, нефтегазового и транспортного комплекса.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 5(65)_2016

П.Н. Плетнер, начальник отдела маркетинга,
ООО «Комплект-Сервис», г. Москва,
тел.: +7 (495) 788-9263,
mail: info@ksrv.ru,
www.ksrv.ru