Модернизация сетей энергоснабжения общежития №4 ОАО «Гродно Азот» по 2-му переулку
Реферат
Целью дипломного проекта является разработка инструкции и методики измерений использованной электроэнергии и инструкции по настройке, эксплуатации автоматизированных приборов учета использованной электроэнергии типа СЕ 102 и СЕ 301 при проведении модернизации сетей электроснабжения общежития 4 ОАО «Гродно Азот» »по 2-му переулку Белуша. Данный процесс должен контролировать сбор данных прибора учета и дальнейшую их обработку персоналом.
Прибор учета обладает высокой надежностью, точность, защитой от хищений, так как контролирует энергоресурсы, на которые в наше время выросла стоимость. В экономической части представлены некоторые аспекты экономически выгодные по данному прибору.
При разработке модернизации сетей электроснабжения с разработкой автоматизации процесса учета использованной электроэнергии неукоснительно должны выполнятся требование техники безопасности и охраны труда. Данный аспект также приведен в данном проекте.
Введение
В связи с увеличением в
В результате модернизации сетей энергоснабжения общежития №4 ОАО «Гродно Азот» по 2-му переулку Белуша были внедрены два типа счетчиков активной электрической энергии «Концерн Энергомера»:
- однофазные многотарифные СЕ 102 в корпусе S7;
- трехфазные
Счетчик СЕ 102 – контролируют показание потребителя в квартирах. Счетчик СЕ 301 – находятся в щитовой, и контролируют общие затраты энергии в здании помимо квартир.
Электросчетчики подключены к ПК через интерфейс RS-485. Контроль осуществляется напрямую, персоналом, автоматизировано,
Для наладки и контроля приборов учета персоналу необходимы навыки. Поэтому необходимо разработать инструкцию и методику измерений использованной электроэнергии и инструкции по настройке, эксплуатации автоматизированных приборов учета использованной электроэнергии типа СЕ 102 и СЕ 301.
1 МОДЕРНИЗАЦИЯ СЕТЕЙ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ОБЩЕЖИТИЯ №4 ОАО «ГРОДНО АЗОТ» ПО 2-МУ ПЕРЕУЛКУ
На объекте «общежития №4 ОАО «Гродно Азот» »по 2-му переулку Белуша имеются два типа счетчиков активной электрической энергии «Концерн Энергомера»:
- однофазные многотарифные СЕ 102 в корпусе S7;
- трехфазные многофункциональные электросчетчики серии СЕ 301 в корпусе R33.
Общие преимущества электрических счетчиков серии «СЕ»:
- Расширенный температурный диапазон (от -40 до +60°С).
- Расширенный диапазон рабочих напряжений (от -15% до +20% от номинального значения).
- Повышенная защита от внешних воздействий.
- Повышенная защита от манипуляций с подключением.
- Новая коммутационна колодка из негорючего материала.
- Унифицированные обозначения электросчетчиков и их модификаций.
- Новая конструкция корпусов, соответствующая международным стандартам (в том числе для установки на рейку ТН-35).
- Удобство монтажа (увеличено расстояние под крышкой коммутационной колодки для подключаемых кабельных линий) [1-2].
Особенности электросчетчиков:
- Малое собственное энергопотребление.
- Наличие стандартного и оптического телеметрического выхода.
- Световой индикатор работы.
- Повышенная защита от хищений.
- Наличие шунта в качестве измерителя тока.
- Наличие в электросчетчиках механического или электронного сумматора.
- Устойчивость к климатическим, механическим и электромагнитным воздействиям.
Расположение электросчетчиков, которые находятся в щитках квартирных можно посмотреть на проекте первого этажа в приложении А. На остальных этажах расположение такое же [3].
1.1 Однофазные многотарифные СЕ 102
1.1.1 Назначение область применения
Счетчики активной электрической энергии однофазные многотарифные СЕ 102 предназначены для измерения активной электрической энергии в однофазных двухпроводных цепях переменного тока и организации многотарифного учета.
Применяются внутри помещений, в местах, имеющих дополнительную защиту от влияния окружающей среды, в жилых и в общественных зданиях, в бытовом и в мелкомоторном секторе, на промышленных предприятиях и объектах энергетики, а также для передачи по линиям связи информационных данных для автоматизированных информационно-измерительных систем коммерческого учета электроэнергии АИИС КУЭ (АСКУЭ).
1.1.2 Обозначения контактов
Обозначения контактов электросчетчик указано на рисунке 1.
Рисунок 1.1 – обозначение контактов электросчетчика
1 – крепление для установки на щиток
2 – ЖКИ
3 – световой индикатор
4 – датчик ИК-порта
5 – кнопка «Просмотр»
6 – кнопка «Доступ» (только для исполнения «J»)
7 – датчик электронной пломбы (только для исполнения «V»)
8 – держатель батареи
9 – клеммы реле сигнализации (только для исполнения «S»)
10 – клеммы испытательного выходного устройства
11 – клеммы для подключения счетчика к сети переменного тока
12 – разъем интерфейса RS-485 (только для исполнения «A») или разъем для
подключения внешней антенны (только для исполнения «R2»)
1.1.3 Описание
Принцип действия счетчика основан на аналого-цифровом преобразовании входных сигналов тока и напряжения с последующим их перемножением и преобразованием полученного сигнала в частоту следования импульсов, пропорциональную входной мощности. Суммирование этих импульсов отсчетным устройством на основе микроконтроллера дает количество активной энергии.
Счетчик также имеет в своем составе датчик тока (шунт), микроконтроллер, энергонезависимую память данных, встроенные часы реального времени, позволяющие вести учет активной электрической энергии по тарифным зонам суток, испытательное выходное устройство и интерфейсные выходы для подключения к системам автоматизированного учета потребленной электрической энергии и для поверки, ЖК-дисплей для просмотра измерительной информации и не менее одной кнопки для управления режимами просмотра.
В состав счетчика входят дополнительные устройства и функции: контроля вскрытия крышки зажимной колодки, интерфейсы RS-485, PLC-интерфейс, инфракрасный порт, реле сигнализации. Схемы подключения электросчетчика, через интерфейсы RS-485, PLC-интерфейс, инфракрасный порт представлены в приложении В.
Зажимы для подсоединения счетчика к сети, испытательное выходное устройство, интерфейс и контакты реле сигнализации закрываются пластмассовой крышкой.
Счетчик ведет учет электрической энергии по действующим тарифам в соответствии с месячными программами смены тарифных зон (количество месячных программ - 12, количество тарифных зон в сутках - 16, количество тарифных графиков - 36). Месячная программа может содержать суточные графики тарификации рабочих, субботних и воскресных дней. Счетчик может содержать дополнительно суточный график тарификации исключительных (особых) дней. Количество исключительных дней не менее 32. Для исключительных дней могут быть заданы признаки рабочей, субботней, воскресной или исключительной (особой) тарифной программы.
Счетчик обеспечивает учет:
- количества активной электрической энергии нарастающим итогом суммарно и раздельно по действующим тарифам;
- количества активной электрической энергии нарастающим итогом суммарно и раздельно по действующим тарифам на конец месяца за 13 месяцев;
- количества активной электрической энергии нарастающим итогом суммарно и раздельно по действующим тарифам на конец суток за 45 суток;
- действующего тарифа;
- графика активной мощности, усредненной на заданном интервале времени 15, 30 или 60 минут за период 62 дня.
- максимальных значений активной мощности, усредненной на интервале 30 минут, за текущий и 12 прошедших месяцев раздельно по действующим тарифам, только для исполнения;
- максимальных значений активной мощности, усредненной на интервале 30 минут за текущие и прошлые сутки, только для исполнения.
Дополнительно счетчик обеспечивает измерение с ненормированной точностью и дискретностью в одну единицу младшего разряда:
- активной мощности, усредненной на интервале в 1 минуту (в дальнейшем - мощности);
- активной мощности, усредненной на интервале за последние полчаса (в дальнейшем - мощности).
Счетчик обеспечивает индикацию:
- количества активной электрической энергии нарастающим итогом суммарно и раздельно по действующим тарифам;
- количества активной электрической энергии нарастающим итогом суммарно и раздельно по действующим тарифам на конец месяца, за 13 месяцев;
- текущего времени и даты;
- адреса счетчика;
- активной мощности, усредненной на интервале в 1 минуту.
- Счетчик обеспечивает возможность задания следующих параметров:
- адреса счетчика (от 1 до 65534);
- заводского номера счетчика (до 120 символов);
- абонентского номера счетчика (до 120 символов);
- текущего времени и даты;
- величины суточной коррекции хода часов;
- разрешения перехода на "летнее/зимнее" время (переход на летнее время осуществляется в 2:00 в последнее воскресенье марта, переход на зимнее время осуществляется в 3:00 в последнее воскресенье октября);
- до 16 зон суточного графика тарификации;
- до 36 графиков тарификации;
- до 32 исключительных дней (дни. в которые тарификация отличается от общего правила и задается пользователем);
- пароля для доступа по интерфейсу (до 9 цифр);
- скорости обмена по дополнительному интерфейсу (2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 38400 или 57600 бод;
- лимитов по потреблению энергии за месяц но каждому тарифу для срабатывания реле сигнализации, для исполнения;
- лимитов по мощности по каждому тарифу для срабатывания реле сигнализации, для исполнения;
- лимитов по суммарному потреблению энергии по всем тарифам для срабатывания реле сигнализации, для исполнения.
Счетчик обеспечивает фиксацию не менее 20 последних корректировок времени, изменения установок временных тарифных зон и перепрограммирования конфигурации счетчика, а также фиксацию не менее 40 последних пропаданий фазных напряжений.
Обмен информацией с внешними устройствами обработки данных осуществляется через инфракрасный порт, интерфейс RS-485, PLC- интерфейс с помощью технологической программы (Admin Tools) для опроса и программирования счетчиков [4-6].
1.1.4 Основные технические характеристики
Таблица 1- Основные технические характеристики
1 |
2 |
Номинальное напряжение |
230 В. |
Базовый ток |
5 А или 10 А. |
Максимальный ток |
60 А или 100 А. |
Класс точности |
1 или 2 по ГОСТ Р 52322-2005. |
Диапазон входных сигналов:
|
0,05/б.../макс; (0,75... 1,15) Цюм; 0.8(емк)... 1,0.. .0,5(инд). |
Продолжение таблицы 1 | |
1 1 |
2 |
|
|
Диапазон рабочих температур окружающего воздуха |
от минус 40 до 70 °С. |
Диапазон значений постоянной счетчика |
от 800 имп./кВт ч до 3200 имп./кВт ч. |
Рабочий диапазон изменения частоты измерительной сети счетчика |
(50 ± 2,5) Гц или (60 ± 3) Гц. |
Стартовый ток (порог чувствительности) |
10 мА для счетчиков с базовым током 5 А: 20 мА для счетчиков с базовым током 10 А. |
Пределы основной абсолютной погрешности хода часов |
± 0,5 с/сут |
Дополнительная погрешность хода часов при нормальной температуре при отключенном питании |
±1 с/сут |
Пределы дополнительной температурной погрешности хода часов |
± 0,15 с/(°С сут) в диапазоне от минус 10 до 45 °С; ±0,2 с/(°С су г) в диапазоне от минус 40 до 70 °С. |
Время усреднения мощности профилей нагрузки |
15, 30 или 60 мин (только для исполнения «Z»). |
Глубина хранения профилей нагрузки (мощности усредненной на заданном интервале) |
31, 62 или 124 дня, в
зависимости от времени |
Количество десятичных знаков индикатора |
не менее 8. |
1.2 Трехфазные многофункциональные электросчетчики серии СЕ 301
1.2.1 Назначение область применения
Счетчики активной электрической энергии трехфазные СЕ 301 предназначены для измерения активной электрической энергии, значений активной мощности, усредненных на интервале в 1 с (в дальнейшем активная мощность), частоты напряжения, угла сдвига фаз, среденеквадратического значения напряжения и силы тока в трехфазных четырехпроводных цепях переменного тока и организации многотарифного учета электроэнергии.
Применяются внутри помещений, в местах, имеющих дополнительную защиту от влияния окружающей среды, на промышленных предприятиях и объектах энергетики, а также для передачи по линиям связи информационных данных для автоматизированных информационно-измерительных систем коммерческого учета электроэнергии АИИС КУЭ.
1.2.2 Описание
Принцип действия счетчика основан на измерении мгновенных значений входных сигналов тока и напряжения шестиканальным аналого-цифровым преобразователем, с последующим вычислением среднеквадратических значений токов и напряжений, активной мощности и энергии, углов сдвига фазы и частоты.
Счетчик также имеет
в своем составе микроконтролле
В состав счетчика, в соответствии со структурой условного обозначения, могут входить дополнительные устройства: интерфейсные, управления нагрузкой и т.д. Зажимы для подсоединения счетчика к сети и испытательное выходное устройство закрываются пластмассовой крышкой. Счетчик ведет учет энергии по четырем тарифам в соответствии с сезонными программами смены тарифных зон (количество тарифных зон в сутках - до 12, количество сезонных программ - до 12, количество тарифных графиков - до 36). Сезонная программа может содержать суточный график тарификации рабочих дней и альтернативные суточные графики тарификации.
Схема подключения с интерфейсом EIA485 через внешний адаптер EIA485 к СОМ-порту ПЭВМ.
Счетчик обеспечивает учет и вывод на индикацию:
- количества потребленной и отпущенной активной электроэнергии нарастающим итогом суммарно и раздельно по четырем тарифам;
- количества потребленной и отпущенной активной электроэнергии нарастающим итогом суммарно и раздельно по 4 тарифам на конец месяца за 13 месяцев;
- количества потребленной и отпущенной активной электроэнергии нарастающим итогом суммарно и раздельно по 4 тарифам на конец суток за 45 суток;
- графиков активных мощностей (потребления и отпуска), усредненных на заданном интервале времени (1.. .60 минут) за период не менее 60 суток (при 30 минутном интервале);
- количества потребленной и отпущенной активной электроэнергии за текущий и 12 прошедших месяца суммарно и раздельно по 4 тарифам. [7-9].
1.2.3 Основные технические характеристики
Таблица 2 - Основные технические характеристики
1 |
2 |
Номинальный или базовый ток |
5 А или 10 А |
Максимальный ток |
10 А, 60 А или 100 А |
Номинальное напряжение |
3x57,7/100 В или 3x230/400 В |
Диапазон рабочих температур окружающего воздуха |
от минус 40 до 60 °С |
Диапазон значений постоянной счетчика |
от 450 имп/кВт»ч до 8000 имп/кВт»ч |
Порог чувствительности |
См. таблицу 8 |
Количество десятичных знаков индикатора |
не менее 8 |
Полная мощность, потребляемая каждой цепью тока |
не более 0,1 В»А при номинальном (базовом) токе |
Полная (активная) мощность, потребляемая каждой цепью напряжения |
не более 9 В»А (0,8 Вт) при номинальном значении напряжения |
Предел основной абсолютной погрешности хода часов |
± 0,5 с/сутки |
Дополнительная погрешность хода часов при нормальной температуре и при отключенном питании |
±1 с/сутки |
Предел дополнительной температурной погрешности хода часов |
± 0,15 с/°С-сутки в диапазоне от минус 10 до 45 °С ±0,2 с/°С-сутки в диапазоне от минус 40 до 60 °С |
Длительность хранения информации при отключении питания, лет |
10 |
Число тарифов |
4 |
Продолжение таблицы 2 | |
1 |
2 |
Число временных зон в сутках |
до 12 |
Минимальный (максимальный) интервал тарифной зоны, мин |
1 (1440) |
Дискретность задания интервала тарифной зоны, мин |
1 |
Количество реле управления нагрузкой |
до 2 |
Допустимое коммутируемое напряжение на контактах реле управления и сигнализации |
не более 265 В в модификации Q, Q2 и S не более 30 В в модификации Q1 и S1 |
Допустимое значение коммутируемого тока на контактах реле управления и сигнализации |
не более 2 А в модификации Q, Ql, S и S1. не более 100 А в модификации и Q2 |
Количество электрических
испытательных выходов с |
1 |
Количество оптических
испытательных выходов с |
1 |
Максимальная емкость каждого счетного механизма импульсных входов |
99999999 импульсов |
Скорость обмена по интерфейсам |
От 300 Бод до 19200 Бод; для IrDA фикс. 9600 Бод |
Скорость обмена через оптический порт |
От 300 Бод до 9600 Бод |
Время интеграции средней мощности (периоды интеграции выбираются пользователем из ряда) |
1; 2; 3; 4; 5; 6; 10; 12; 15; 20, 30 или 60 мин. |
Время обновления всех показаний счетчика |
1 с |
Время чтения любого параметра счетчика по интерфейсу или оптическому порту |
Зависит от типа параметра и может изменяться в диапазоне от 0,06 с до 1000 с (при скорости 9600 Бод) |
2 ПРОГРАМНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
2.1 Программное обеспечение счетчика СЕ 102 и 301
Для конфигурирования, наладки и контроля счетчиков принято решении применить программное обеспечение Admin Tools (программное обеспечение, с разрешения фирмы разработчика предлагается). П О позволяет с минимальными затратами изменять алгоритм измерений, производить изменение конфигурации приборов учета, наладки, способа считывания контрольной информации.
Счетчики СЕ 102 и являются счетчиками непосредственного включения и предназначены для измерения активной электроэнергии в однофазных цепях переменного тока, организации учета по четырем тарифам с передачей накопленной информации через ИК-порт или через интерфейс RS-485. На данном объекте передача накопленной информации производиться при помощи интерфейса RS-485.
2.1.1 Интерфейс RS-485
Интерфейс RS-485 (другое название - EIA/TIA-485) - один из наиболее распространенных стандартов физического уровня связи. Физический уровень - это канал связи и способ передачи сигнала (1 уровень модели взаимосвязи открытых систем OSI) [10].
2.1.1.1 Свойства интерфейса стандарта RS-485
1. Двунаправленная
2. Симметричный канал связи.
Для приёма/передачи данных
3. Дифференциальный (балансный способ передачи данных). При этом способе передачи данных на выходе приёмопередатчика изменяется разность потенциалов, при передаче "1" разность потенциалов между AB положительная при передаче "0" разность потенциалов между AB отрицательная. То есть, ток между контактами А и В, при передачи "0" и "1", течёт (балансирует) в противоположных направлениях.
4. Многоточечность. Допускает
5. Низкоимпендансный выход
6. Зона нечувствительности. Если
дифференциальный уровень
2.1.1.2 Технические характеристики RS-485
- Допустимое число приёмопередат
чиков (драйверов) 32 - Максимальная длина линии связи 1200 м (4000ft)
- Максимальная скорость передачи 10 Мбит/с
- Минимальный выходной сигнал драйвера ±1,5 В
- Максимальный выходной сигнал драйвера ±5 В
- Максимальный ток короткого замыкания драйвера 250 мА
- Выходное сопротивление драйвера 54 Ом
- Входное сопротивление драйвера 12 кОм
- Допустимое суммарное входное сопротивление 375 Ом
- Диапазон нечувствительности к сигналу ±200 мВ
- Уровень логической единицы (Uab) >+200 мВ
- Уровень логического нуля (Uab) <-200 мВ
- Входное сопротивление для некоторых приёмников может быть более 12 кОм (единичная нагрузка). Например, 48 кОм (1/4 единичной нагрузки) или 96 кОм (1/8), что позволяет увеличить количество приёмников до 128 или 256. При разных входных сопротивлениях приёмников необходимо, чтобы общее входное сопротивление не было меньше 375 Ом.
2.1.1.3 Описание работы RS-485
Так как стандарт, RS-485 описывает только физический уровень процедуры обмена данными, то все проблемы обмена, синхронизации и квитирования, возлагаются на более высокий протокол обмена. Как мы уже говорили, наиболее часто, это стандарт RS-232 или другие верхние протоколы (ModBus , DCON и т.п.).
Сам RS-485 выполняет только следующие действия:
- Преобразует входящую последовательность "1" и "0" в дифференциальный сигнал.
- Передает дифференциальный сигнал в симметричную линию связи.
- Подключает или отключает передатчик драйвера по сигналу высшего протокола.
- Принимает дифференциальный сигнал с линии связи.
- Если подключить осциллограф к контактам А-В (RS-485) и контактам GND-TDx(RS-232), то вы не увидите разницы в форме сигналов передаваемых в линиях связи. На самом деле, форма сигнала RS-485 полностью повторяет форму сигнала RS-232, за исключением инверсии ( в RS-232 логическая единица передается напряжением -12 В, а в RS-485 +5 В).
Как видно из Рисунок 2.1 происходит простое преобразование уровней сигнала по напряжению.
Рисунок 2.1 Форма сигналов RS-232 и RS-485 при передаче двух символов "0" и "0"
Хотя форма сигналов одинаковая у выше указанных стандартов, но способ их формирования и мощность сигналов различны.
Рисунок 2.2 Формирование сигналов RS-485 и RS-232
Преобразование уровней
Преимущества физического
Используется однополярный источник питания +5В, который используется для питания большинства электронных приборов и микросхем. Это упрощает конструкцию и облегчает согласование устройств.
Мощность сигнала передатчика RS-485 в 10 раз превосходит мощность сигнала передатчика RS-232. Это позволяет подключать к одному передатчику RS-485 до 32 приёмников и таким образом вести широковещательную передачу данных.
Использование симметричных сигналов,
у которой имеется
Описание обмена данными по стандарту RS-485:
Каждый приёмопередатчик (драйвер) RS-485 может находиться в одном из двух состояний:
передача данных или приём данных. Переключение драйвера RS-485 происходит с помощью
специального сигнала.
Ситуация когда в одно время будет работать более одного драйвера RS-485 в режиме передатчика приводит к потере данных. Эта ситуация называется "коллизией". Чтобы коллизии не возникали в каналах обмена данными необходимо использовать более высокие протоколы (OSI). Такие как MODBUS, DCON, DH485 и др. Либо программы, которые напрямую работают с RS-232 и решают проблемы коллизий. Обычно эти протоколы называют 485-тыми протоколами. Хотя на самом деле, аппаратной основой всех этих протоколов служит, конечно, RS-232. Он обеспечивает аппаратную обработку всего потока информации.
2.1.1.4 Топология сети RS-485
Сеть RS-485 строится по последовательной
шиной (bus) схеме, т.е. приборы в сети
соединяются последовательно

- Модернизация сети передачи данных Витебской области
- Модернизация сети связи
- Модернизация системы водоотведения и очистка бытовых сточных вод в поселке Гжель Раменского района
- Модернизация системы очистки выбросов на ОАО «Татхимфармпрепараты»
- Модернизация системы технологической радиосвязи на участке Инта - Воркута Северной железной дороги
- Модернизация телекоммуникационной системы связи
- Модернизация тепловозных вкладышей
- Модернизация привода лифта грузоподъемностью 630кг
- Модернизация привода лифта грузоподъемностью 630кг
- Модернизация производства и переработки мяса птицы в ООО «Баевское» Шпаковского района
- Модернизация промышленно-отопительной котельной
- Модернизация путевой рельсосварочной машины
- Модернизация рекламно-информационного сайта ОАО «СКБ-Банка» для улучшения качества обслуживания клиентов
- Модернизация сетей проводного вещания