Министерство науки и высшего образования РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)» Кафедра «АПП и электротехника» Автоматизированный учет энергопотребления Схема передачи данных дистанционная Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Технические измерения и приборы» Руководитель к.т.н. доцент Должность, уч. степень, звание Реброва И.А. Ф.И.О. Студент: Группа:_______ Омск – 2022 г. Содержание Введение ......................................................................................................... 4 1.Описание .................................................................................................... 5 2.Технические средства контроля ................................................................. 8 3. Функциональная схема контроля параметров...................................................9 Заключение ................................................................................................... 16 Список использованных источников .......................................................... 17 КР-02068982-15.03.04--ПЗ Из Лис № докум Подп Дат Разраб Автоматизированный учет Прове Реброва энергопотребления, схема передачи данных Нормк дистанцинная Утверд Стади Лист Листов У 2 Министерство науки и высшего образования РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)» Кафедра «Автоматизация производственных процессов и электротехника» ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ по дисциплине «Технические измерения и приборы» студенту ____ группа _ Ф.И.О. студента Тема работы Автоматизированный учет энергопотребления, схема передачи данных дистанцинная _________________________________________________________________________ Срок сдачи студентом законченной работы _______________20__г. Перечень подлежащих разработке вопросов: 1. Описание объекта (процесса) контроля (измерений). Выбор контролируемого параметра, информативного параметра. 2. Методы измерения контролируемого и информативного параметра. 3. Описание и анализ объекта (процесса) с точки зрения автоматизации измерений. 4. Средства измерения (измерительные преобразователи) контролируемого и информативного параметра Типы, 5. технические характеристики. Функциональная схема автоматизированного контроля (измерений) Перечень графического материала: Схема функциональная автоматизированной системы контроля (А4) Руководитель работы: к.т.н. ______________ И.А. Реброва КР-02068982-15.03.04--ПЗ Из Лис № докум Подпи Дат Лис 3 Введение АСКУЭ — автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии. Она была создана экспертами для облегчения рабочего процесса. Правильный монтаж АСКУЭ открывает перед специалистами возможность дистанционного снятия показаний электросчётчиков. Данные поступают к месту назначения через специальные линии, которые надёжно защищены кодировкой. Обработкой информации занимается специальный сервер. Умелое использование АСКУЭ позволяет в сжатые сроки принимать важные решения об изменении режима работы установленного электрооборудования, отслеживать текущий баланс, а также осуществлять оперативные расчёты потребления энергии. Сами специалисты утверждают, что установка такой системы будет полезна и на тех объектах, где многочисленные точки потребления тока разбросаны по разным местам, но объединены в одну сеть. Кроме бытовой отрасли, без АСКУЭ невозможно представить крупные транспортные и промышленные предприятия, железные дороги и порты, аэропорты и перегрузочные терминалы. Если специалиста интересует только фиксация показаний, то именно автоматизированная система учёта электроэнергии предоставляет отличную возможность в обозначенный срок собирать актуальные данные со всех установленных счётчиков по отдельности. Благодаря этому исключаются ошибки ручного переписывания показаний, а также не нужно проводить набор дополнительного штата сотрудников, которые будут заниматься обработкой информации. Из Лис № докум Подпи Да КР-02068982-15.03.04--ПЗ Лис 4 1.Описание Структура системы АСТУЭ включает в свой состав проектируемое полевое оборудование: счетчики электроэнергии, установленные в ячейках рабочих агрегатов и машин, трансформаторов собственных нужд, КТПН предназначенных для нужд технологических установок, а также на вводах распределительных устройств. Счетчики предназначены для сбора информации активной и реактивной мощности в сетях переменного тока. Датчики давления и расхода, блоки питания. Проектируемый шкаф АСТУЭ с оборудованием для контроля и для сбора информации и передачи данных. Необходимое оборудование для передачи информации по существующим каналам связи. В состав системы АСТУЭ должна входить математическая модель расчета производительности, КПД и удельных затрат оборудования. Производительность. возможность вывода данных в систему телемеханики; контроль за режимными параметрами электроснабжения от приборов учета электроэнергии; обеспечение сбора данных со всех приборов электрического учета, установленных в высоковольтных распределительных устройствах; обеспечение передачи данных по всем каналам связи; должна иметь связь с другими системами управления на контроллерах и приборами. Надежность. ведение круглосуточного сбора, формирования, обработки и архивирования данных; система не должна выполнять самопроизвольные действия по включению или выключению рабочих машин или переходить на резервное питание; иметь программное обеспечение с защитой от неквалифицированного и непрофессионального вмешательства обслуживающего персонала, способным привести к неправильным изменениям технологического режима; обеспечение работоспособности при потере электропитания в течение 30 мин. Для работы в рамках АСКУЭ применяются счётчики электронного типа, преобразующие действующие в первичной цепи силу тока и напряжение в последовательность импульсов, подсчёт которых и определяет текущее Из Лис № докум Подпи Да КР-02068982-15.03.04--ПЗ Лис 5 потребление электроэнергии. Однако не каждый электронный счётчик обладает требуемым набором функций, в частности, важно наличие цифрового порта (телеметрического выхода) для подключения к устройствам передачи данных. Пример счётчика с оптопортом и интерфейсом RS-485Другой нюанс кроется в функционале счётчика. Если к АСКУЭ предъявляются требования по удалённому управлению, прибор учёта должен быть оснащён встроенным контактором. Также важна функция параметризации устройства для наладки взаимодействия с другими элементами системы. Последнее зависит от программного обеспечения, вшитого в контроллер и возможностей оного. В простейшем случае может практиковаться дооснащение счётчиков специальными датчиками, считывающими число импульсов со светового индикатора или отслеживающими частоту оборота диска индукционных счётчиков. Однако такой подход не очень хорош с точки зрения унификации системы, к тому же датчики не позволяют вести удалённое управления Из Лис № докум Подпи Да КР-02068982-15.03.04--ПЗ Лис 6 энергопотреблением. Для кооперативной организации АСКУЭ наилучшим вариантом считается покупка однотипных счётчиков с необходимым набором функций. Многофункциональный счётчик электроэнергии с коммуникационными интерфейсами: Ethernet, RS-232 и RS-485 На данный момент практически все электронные счётчики имеют телеметрический выход, поэтому внедрить в АСКУЭ получится даже те приборы учёта, которые уже установлены у потребителей. Но нужно помнить: попытки объединения разношёрстных счётчиков в единую сеть всегда чреваты проблемами с согласованием интерфейсов, кодированием сигнала и регистрацией показателей. Из Лис № докум Подпи Да КР-02068982-15.03.04--ПЗ Лис 7 2. Технические средства контроля Схема подключения счетчиков системы АСТУЭ в ячейках (фидерах) на трансформаторной подстанции 35/10 кв. В функции системы входит: 1.отображение реального состояния связи со всеми контролируемыми объектами; 2.сравнение параметров и расчетных характеристик различного числа однотипных объектов; 3.реализация системы по архитектуре «клиент-сервер» с защитой от сбоев по питанию обеспечить доступ по WEB-интерфейс; 4.должна быть совместима со стандартными операционными системами и гибко интегрирована с существующим программным обеспечением; 5.должна максимально задействовать возможности телемеханики; обеспечить надежную работу с плановыми остановками на техническое 6. обслуживание не чаще 2-х раз за год; 7.обеспечить информационную безопасность хранимых материалов. Понятие автоматизированных систем контроля автоматизированный учет электропотребление энергосбережение К автоматизируемым объектам систем электроснабжения относятся: Из Лис № докум Подпи Да КР-02068982-15.03.04--ПЗ Лис 8 · линейные сетевые и распределительные объекты электроэнергетических комплексов · системы электроснабжения предприятий · распределенные сети потребителей электроэнергии Для указанных объектов предлагается создание (модернизация) и внедрение следующих систем автоматизации процессов контроля и учёта: · АСКОУЭ - автоматизированные системы контроля и оперативного учёта электроэнергии · АСДОУЭ - автоматизированные системы диспетчеризации и оперативного учёта электроэнергии · АСКУЭ - автоматизированные системы коммерческого учёта электроэнергии Системы АСКОУЭ предназначены для оперативного контроля состояния и режимов процесса энергоснабжения и технического учёта электропотребления в системах электроснабжения предприятий. Системы АСДОУЭ предназначены для оперативного контроля состояния и режимов процесса энергоснабжения и технического учёта электропотребления и диспетчерского управления в системах электроснабжения. Системы АСКУЭ предназначены для автоматизации информационного обеспечения учётных операций расчетных процедур (процессов) за потребляемую электроэнергию между поставщиком и потребителем. 3. Функционал автоматизированных систем коммерческого учета включает множество аспектов: -своевременный контроль потребления электроэнергии каждым абонентом; -отсутствие необходимости в прямом доступе к прибору учета для проверки показаний; -постоянное отслеживание работоспособности и состояния счетчиков; -возможность осуществления расчета по нескольким тарифам (например, дифференцированным с учетом времени суток); -выявление потерь электроэнергии, локализация проблемных точек; -оперативное выявление фактов хищения электроэнергии; Из Лис № докум Подпи Да КР-02068982-15.03.04--ПЗ Лис 9 -возможность значительно уменьшить число линейного персонала (контролеров-обходчиков); -существенное снижение затрат на организацию выписки счетов и обслуживание точек учета; -повышение ответственности абонентов в вопросах оплаты счетов; -исключение человеческого фактора и связанных с этих неточностей из процедуры снятия показаний со счетчика; -максимально оперативное получение данных о потреблении абонентами электроэнергии. Ключевая задача систем учета — максимально точное измерение энергии (переданной и потребленной) для корректной оплаты в рублях по заданным тарифам, хранение результатов измерений в течение длительного срока и обеспечение доступа к этим данным для осуществления расчетов. Второй ключевой аспект — аналитический. Автоматизированный учет электроэнергии — эффективный инструмент для оптимизации работы частного сектора, многоквартирных домов и предприятий, управляющих и энергосбытовых компаний и т. д. За сравнительно небольшой промежуток времени (1–2 месяца) можно выявить основные проблемы энергетической сферы: неграмотная компоновка сетей, неисправности оборудования, хищения и т. д. Сегодня энергосбережение — это не просто тренд, а одно из самых важных условий производственной оптимизации, и без комплексного учета здесь не обойтись. Из Лис № докум Подпи Да КР-02068982-15.03.04--ПЗ Лис 10 A Однофазный многотарифный счётчик НЕВА МТ 115 AR2S GSMNBPC 5(80) Из Лис № докум Подпи Да КР-02068982-15.03.04--ПЗ Лис 11 Трёхфазный многофункциональный счётчик НЕВА СТ414 в боксе Из Лис № докум Подпи Да КР-02068982-15.03.04--ПЗ Лис 12 АСКУЭ обеспечивает высокую точность измерений. Вкупе с возможностью длительного хранения данных, такая система максимально упрощает решение любых спорных ситуаций между потребителями и поставщиками энергоресурсов. Контроль — сам по себе средство снижения расходов, исключающее переплату. Однако автоматизированный учет дает возможность не только меньше платить потребителям, но и значимо снизить финансовую нагрузку для всех, кто связан с поставками электроэнергии. Возможность автоматизировать расчеты, позволяет оперативнее выставлять квитанции, а значит, упрощает и ускоряет поступление платежей. Все расчеты становятся прозрачнее, что снижает риск ошибок и мошенничества. Упрощается интеграция с финансово-расчетными организациями и структурами. АСКУЭ — удаленный сбор показаний со счётчиков Еще одно важное направление — совершенствование инженерно-технической сферы. Интеграция автоматизированного учета электроэнергии в структуру частного сектора, предприятий, управляющих и энергосбытовых компаний позволяет: -провести модернизацию диспетчерского управления; -улучшить оперативность и общую эффективность аварийных служб; -упростить подготовку ППР (планово-предупредительных ремонтов); Из Лис № докум Подпи Да КР-02068982-15.03.04--ПЗ Лис 13 -более продуктивно планировать и реализовывать техническое переоснащение; -получать полную картину энергопотребления и энергораспределения, что важно и для оптимизации, и для повышения инвестиционной привлекательности компании. В техническом плане актуален также фактор оперативности — возможности сегодняшних систем коммуникации и IT позволяют очень быстро организовывать даже сильно разветвленные, сложные учетные комплексы. Комплекс АСТУ предлагает технологию мультимодельности, предоставляющую возможность создания нескольких вариантов частных информационных моделей для обеспечения совместной работы приложений, требующих различные форматы и версии модели данных (включая поддержку разных версий CIM и унаследованных «не-CIM» форматов). Начнем с задач, которые выполняет автоматизированная система контроля и учёта расходования электроэнергии: 1.Сбор данных с каждого индивидуального потребителя (группы потребителей) о расходе электрической энергии в текущий момент времени, и за определенный период. 2.Передача данных с приборов контроля в единый центр обработки информации (ЦОИ). Информационные каналы невозможно перехватить или обойти, поскольку связь по ним кодируется. 3.Обработка полученной информации, ее систематизация, получение сводных отчетов и текущей картины энергопотребления в реальном времени. Выполняется с применением вычислительной техники. То есть, АСКУЭ позволяет с высокой степенью достоверности собрать информацию о потреблении энергии с объекта (группы объектов). При этом минимизируются возможные ошибки и сознательное искажение информации, что Из Лис № докум Подпи Да КР-02068982-15.03.04--ПЗ Лис 14 нередко встречается при ручном сборе данных (исключается пресловутый человеческий фактор). Это позволяет предотвратить несанкционированное подключение и незаконный отбор электроэнергии. Поэтому, крупные энергетические операторы приветствуют внедрение подобных технологий. Кроме того, монтаж АСКУЭ на протяжении всей цепочки от электростанции, до конечного потребителя, в конечном итоге дает существенную экономию энергоресурсов. Не говоря уже о снижении издержек производящих компаний энергоснабжения, возникающих при несоответствии переданных мощностей с показаниями внутренних приборов учёта потребителя. Из Лис № докум Подпи Да КР-02068982-15.03.04--ПЗ Лис 15 Заключение Сказанное выше показывает, что автоматизированная система технического учета электроэнергии способна служить мощным инструментом для выработки и реализации политики энергосбережения, при правильном использовании которого открываются большие возможности. Следует особо подчеркнуть, что само по себе внедрение АСТУЭ не приносит экономии электроэнергии. Назначение и принцип работы комплекса состоит в предоставлении возможностей для анализа и разработки мероприятий по экономии энергоресурсов. Несмотря на то, что внедрение данной системы не относится к дешевым мероприятиям, выгода, полученная от реализации разработанных программ экономии электрической энергии и оптимизации режимов работы электрооборудования, позволит окупить понесенные затраты. Из Лис № докум Подпи Да КР-02068982-15.03.04--ПЗ Лис 16 Список использованных источников 1. Шишмарев, В. Ю. Технические измерения и приборы : учебник / В.Ю. Шишмарев. – М. : Академия, 2010. – 384 с. 2. Чистяков, В. С. Краткий справочник по теплотехническим измерениям : справочное издание / В. С. Чистяков. – М. : Энергоатомиздат, 1990. – 320 c. 3. Каталог "Приборы и средства автоматизации" : в 8 т. / гл. ред. Т.Г. Самхарадзе. – М. : Научтехлитиздат, 2004. – Т. 1 : Приборы для измерения температуры. – 2004. – 276 с. 4. Каталог "Приборы и средства автоматизации" : в 9 т. – М. : Научтехлитиздат, 200*. – 2006. Т. 3 : Приборы для измерения и регулирования расхода и количества жидкости, газа, пара и учета тепловой энергии. – 2-е изд., испр. и доп. – 2006. – 348 с. 5. Каталог "Приборы и средства автоматизации" : в 9 т. – М. : Научтехлитиздат, 200*. – Т. 4 : Приборы для измерения и регулирования уровня жидко-сти и сыпучих материалов / ред. Т. Г. Самхарадзе. – 2004. – 176 с. Из Лис № докум Подпи Да КР-02068982-15.03.04--ПЗ Лис 17 Перв. примен. Справ. № Подп. и дата Инв. № дубл. Взам. инв. № Подп. и дата Инв. № подл. КР-02068982-15.03.04--ПЗ Изм. Лист № докум. Подп. Дата Разраб. Реброва И.А. Пров. Т.контр. Н.контр. Утв. Автоматизированный учет энергопотребления, схема передачи данных дистанционная Лит. Масса Масштаб 1:1 Лист Листов Кафедра АПП и электротехника Копировал Формат A3•2 1
