- Внедрение систем АИИС КУЭ (АСКУЭ)
- Внедрение систем учета теплоэнергии
- Внедрение систем АСДУ и АСУ ТП
- Проектирование и наладка средств РЗА
- Монтаж электрооборудования
- Энергетическое обследование, энергоаудит
- Поставки приборов учета электроэнергии и другого электротехнического оборудования
О Компании Предлагаем Реализованные проекты Статьи Контакты Полезные ссылки Главная страница Поиск по сайту Карта сайта
  Меню
  Статьи

О надежности АИИС КУЭ (с изм.)

Фролов В.А., ООО НПК «Спецэлектромаш», к.т.н., Коломеец О.М., ООО НПК «Спецэлектромаш»

 

В ряду различных АСУ (АСУ, АСУП, АСУТП, АСДУ, АСКУЭ и т.д.) появилась их новая разновидность - автоматизированные информационно-измерительные системы контроля и учета электроэнергии (АИИС КУЭ). При этом во многих случаях научно-технический подход к оценке их состояния и работоспособности остался на прежнем уровне, и их специфика не достаточно изучена. В данной статье рассмотрены некоторые особенности АИИС КУЭ.

При оценке надежности АИИС КУЭ, как правило, учитываются следующие показатели надежности: коэффициент готовности, средняя наработка на отказ и среднее время восстановления. Эта система показателей недостаточна для оценки АИИС КУЭ в целом, и целесообразно ввести, в соответствие с ГОСТ----------, например, такой показатель, как «сбой»! отдельных элементов и системы в целом.

Необходимо также учесть малый срок эксплуатации существующих электронных средств учета электроэнергии и, в первую очередь, счетчиков электроэнергии.

Эти вопросы рассмотрены ниже.

Надежность автоматизированных информационно - измерительных систем контроля и учета электроэнергии (АИИС КУЭ) на различных этапах её жизненного цикла определяется выполнением ею совокупности заданных функций при определенных затратах на её разработку, внедрение и обслуживание.

Назначение АИИС состоит в сборе, обработке, регистрации, передачи и хранении информации об энергопотреблении, поступающей от счетчиков электроэнергии. В процессе эксплуатации АИИС возникают её отказы, которые влияют на передачу достоверных данных в регламентированные сроки в центр сбора информации НП «АТС».

При оценке надежности АИИС КУЭ учитывают следующие показатели надежности:

- Коэффициент готовности, характеризующий долю времени, в течение которого система сохраняет работоспособность;

- Средняя наработка на отказ, определяется как отношение суммарной наработки восстанавливаемого объекта к числу его отказов в течение этой наработки;

- Среднее время восстановления, характеризующее время восстановления работоспособного состояния объекта после отказа.

С увеличением выполняемых функций АИИС КУЭ появились и новые требования к надежности, и, как следствие, изменился подход к системе сбора и обработки информации о надежности АИИС КУЭ. Возникновение проблем надежности связано со сменой поколения морально устаревшего оборудования, предназначенного для сбора, обработки, передачи информации о потреблении электроэнергии.

В частности, на смену индукционным счетчикам пришли многофункциональные многотарифные электронные счетчики, которые позволяют проводить измерения не только количества потребленной электроэнергии и мощности, но и заносят усредненные данные профиля нагрузки в оперативную память, что в итоге позволит перейти к управлению режимами энергосистем, то есть оптимизации их режимов. Кроме этого, электронные счетчики позволяют собирать данные об активной и реактивной выданной и потребленной энергии и мощности без учета и с учетом тарифных зон, времени и количестве пропаданий питания, напряжении по фазам и другие (ЕА02 RAL - P 1 B -4, ЕА05 RL - P 1 B -3 и др.).

Информация в них представлена в цифровом виде, а не в импульсном или аналоговом, как в прежних приборах.

В связи с появлением на отечественном рынке нового оборудования и возможности использования новых форматов передачи данных, в АИИС КУЭ используются новые каналы связи (модем для коммутируемых и выделенных линий ZyXEL U -336 E Plus , GSM -модем для сотовой связи терминал TC 35 i и др.).

Оценить надежность АИИС КУЭ в целом также достаточно сложно из-за недостатка сведений о фактической наработке на отказ совершенно нового оборудования. Ведь это оборудование «поставлено на поток» всего лишь около пяти лет, а заявленная средняя наработка на отказ находится в пределах 20 лет. Получение достоверной информации о надежности АИИС КУЭ при таких условиях практически не возможно.

Меняется содержание понятия «Отказа» применительно к АИИС КУЭ. Понятие «Отказ» ( Failure ), согласно ГОСТ 27.002-89, подразумевает событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта [1]. Однако, специфика АИИС такова, что отказ самой системы не всегда означает потерю данных о потреблении электроэнергии: сбор и передача данных в этом случае осуществляется в зависимости от выполняемых функций отказавшего элемента АИИС, например:

1. При отказе элемента системы обработки данных сбор данных осуществляется эксплуатационным персоналом непосредственно со счетчиков, могут нарушаться регламентированные сроки передачи данных. Полученная достоверная информация сохраняется на счетчиках. В этом случае работоспособность системы нарушается частично (отказ), так как сбор и передача данных осуществляется.

2. При отказе элемента системы передачи данных (например, выход из строя модема) используется резервный канал связи. Сроки передачи и достоверность информации не изменяются.

3. При отказе любого из электронных счетчиков, входящих в состав АИИС КУЭ, в договоре на электроснабжение может быть определен порядок (методика) расчета потребленной электроэнергии и сроки передачи расчетных сведений при его отказе. Значение ущерба от единичного отказа АИИС, в таком случае, будет минимальным.

4. При наличии схемы АВР в измерительных цепях трансформаторов напряжения (ТН), выход из работы трансформатора напряжения на какой-либо секции шин не повлияет на работу АИИС в целом, хотя погрешность учета электроэнергии возрастет на величину различия уровней напряжения между рабочим ТН и отказавшим. Такая схема возможна, так как ТН, оставшийся в работе, может не перегружаться. Практика обследования нагрузок ТН и их вторичных цепей показала, что измерительные цепи трансформаторов напряжения в настоящее время загружены в среднем на 30-50 % от допустимой нагрузки, что объясняется заменой индукционных средств измерений на электронные.

Степень тяжести последствий таких отказов определяется величиной ущерба от отказа АИИС КУЭ, то есть затратами на восстановление работоспособности системы.

Необходимо более тщательно определить значимость понятия «Сбой». Понятие «Сбой» (Interruption), согласно ГОСТ 27.002-89, подразумевает самоустраняющийся отказ или однократный отказ, устраняемый незначительным вмешательством оператора [1]. Так, одним из примеров применения этого определения может служить сбой, который происходит при сбросе счетчика (полное или частичное обнулении памяти) под воздействием внешних факторов. Счетчик продолжает исправно работать без каких-либо внешних или технических неисправностей. Но сложность заключается в том, что сбой счетчика это отказ для системы в целом, так как в результате такого сбоя теряется информация об энергопотреблении по данному присоединению, и, в свою очередь, осуществить передачу достоверной информации становиться невозможным.

С другой стороны, при таком сбое одного из счетчиков, например, на алюминиевых предприятиях, где схемы и величина потребления электролизерами электроэнергии однотипны, потерю информации по этому счетчику можно восстановить расчетом среднего значения потребляемой электроэнергии другими электролизерами; считая полученную величину условно фактической, можно иметь приближенную «картину» потребления предприятием в целом. Однако, учитывая различия в содержаниях понятий сбоя и отказа для счетчика и системы в целом, суть этих понятий требует дальнейшего рассмотрения.

Для повышения уровня надежности АИИС в разрезе используемых в ней технических средств должна быть создана новая система сбора и обработки данных о надежности АИИС, которая собирала бы статистическую информацию об отказах АИИС КУЭ и учитывала бы особенность отказов системы, определила градацию отказов, исходя из степени тяжести их последствий, а также позволила оценить затраты, необходимые на восстановление работоспособности системы, опираясь на существующие общие методические принципы анализа видов, последствий и критичности отказов (АВПКО), изложенные в ГОСТ 27.310-95 [2].

Существующие АИИС КУЭ способны обрабатывать два информационных потока. Первый (технологический учет электроэнергии) – сбор данных по 30-минутному профилю нагрузки. Второй (коммерческий учет электроэнергии), по которому ведется расчет за потребленную электроэнергию, – выдача информации о 30-дневном потреблении электроэнергии. Для второго информационного потока требование к коэффициенту готовности, равным 0,99, не достаточно обосновано и требует дальнейшего рассмотрения.

Выводы:

1. АИИС КУЭ является системой с большими затратами, но одним из способов снижения затрат и повышения эффективности является оптимизация надежности АИИС КУЭ, что может быть выполнено общими усилиями изготовителей, проектировщиков и эксплуатационной организации.

2. Обязательным условием для создания надежной и экономичной АИИС КУЭ является необходимость отражения значения ущерба от каждого отказа в ее работе при сборе данных об отказах.

3. Обработку данных об отказах целесообразно проводить независимыми организациями.

4. Необходима дальнейшая работа по анализу совместного применения показателей «сбой» и «отказ» отдельных элементов и в АИИС КУЭ в целом с учетом особенностей данной системы и обеспечения ее оптимальной стоимости.

 

 

Список используемой литературы

1. ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.

2. ГОСТ 27.310-95 Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов.