книги / Микропроцессорные средства автоматизации энергетических систем. Микропроцессорные счётчики электрической энергии

время отключения/включения фазы 2, время отключения/включения фазы 3, время вскрытия/закрытия крышки (при наличии электронной пломбы).

•температура внутри счетчика;

•частота сети;

•мгновенных значений активной, реактивной и полную мощности со временем интегрирования 1 с. по каждой фазе и по сумме трех фаз с указанием квадранта, в котором находится вектор полной мощности;

•фазных напряжений, токов и коэффициентов мощности;

•версии программного обеспечения счетчика;

•слова состояния счетчика, программируемых флагов;

•состояние устройства индикации и период индикации;

•варианты исполнения и режима индикации.

Прибор имеет высокий уровень защиты от несанкцинированного доступа:

•два уровня паролей;

•аппаратная блокировка от перепрограммирования – перемычка на основной плате;

•нет движущих частей, невозможно постороннее воздействие на механику;

•вмешательство в работу счетчика сразу фиксируется, запоминается, передается на диспетчерский пункт.

3.4. Краткие характеристики счетчика JON 8500 (АВВ + Power Measurement)

−Память 4 Мб для хранения 320 полученных параметров;

−2 интерфейса RS-485 для одновременного доступа из двух

мест;

−гибкая тарифная политика;

−класс точности 0,2S;

−высшие гармоники до 63;

−измерение тока и в нулевом проводе;

−расчеты для компенсации погрешностей;

61

− можно как аварийный осциллограф с разрешающей способностью до 160 мкс для записи (фиксации) параметров во время аварии.

3.5. Устройство и работа основных элементов счетчика «Дельта»

Печатная плата Электронные элементы счетчика расположены на одной печатной плате с планарно-поверхностным и навесным монтажом. На печатной плате установлены следующие компоненты:

−трехфазный источник питания;

−резистивные делители напряжения;

−нагрузочные резисторы для трех датчиков тока;

−кварцевый генератор мегагерцового диапазона;

−измерительная СБИС;

−микроконтроллер;

−схема сброса;

−память EEPROM;

−импульсный индикатор LED;

−жидкокристаллический индикатор (ЖКИ);

−интерфейс дополнительных плат.

Структурная схема счетчика показана на рис. 3.9.

Измерительные датчики напряжения. Фазные (линей-

ные) напряжения подаются непосредственно на основную плату счетчика через резистивные делители, используемые для согласования уровней входных сигналов с измерительной СБИС. Резистивные делители применяются для деления напряжения таким образом, чтобы можно было получить высоколинейное напряжение с минимальным сдвигом фаз в широком динамическом диапазоне. Все резисторы – металлопленочные с минимальным температурным коэффициентом.

Измерительные датчики тока. Первичный ток измеряется с помощью специально разработанных трансформаторов тока, имеющих крайне малую линейную и фазовую погрешность.

62

Трансформаторы тока, используемые в счетчиках прямого включения, обладают нечувствительностью к постоянной составляющей в цепи тока.

Рис. 3.9. Структурная схема счетчика «Дельта»

Шунтирующие резисторы для трансформаторов тока размещены на основной плате и также являются металлопленочными с минимальным температурным коэффициентом.

Вычисления и преобразование сигналов. Кроме датчиков напряжения и тока, измерительная схема счетчика состоит из СБИС, быстродействующего микроконтроллера, обрабатывающего сигналы для интегрирования измеренных величин, их хранения и отображения.

63

Измеряемые величины и другие данные отображаются на ЖКИ.

Измеренные величины вычисляются путем умножения сигналов, поступивших с датчиков напряжения и тока с помощью измерительной СБИС. СБИС содержит программируемый цифровой сигнальный процессор с тремя встроенными аналогоцифровыми преобразователями.

Микроконтроллер вычисляет интегрированные значения, обрабатывая сигналы активной и реактивной энергии и, кроме того, обеспечивает фиксацию отсутствия фазных напряжений.

Все необходимые данные для обеспечения достоверности результатов многотарифных вычислений содержатся в памяти EEPROM. Эти данные включают: конфигурацию; постоянные; активную по тарифам и суммарную энергию (kWh); реактивную по тарифам и суммарную энергия (kvarh).

Источник питания. В счетчиках установлен трехфазный трансформаторный источник питания, обеспечивающий высокостабильное напряжение питания для электронной схемы и эталонное напряжение 2,5 В, необходимое дляизмерительной СБИС.

Интерфейсы счетчика

Импульсные реле. Все счетчики имеют импульсный выход, который можно использовать как для включения счетчика в систему учета, так и для поверки. При этом активно-реактив- ные счетчики имеют два импульсных выхода – kWh и kvarh соответственно.

Полупроводниковое неполяризованное реле рассчитано на ток до 100 мA и напряжение до 247 V. Длительность импульса по умолчанию 100 мс, другиезначения оговариваются призаказе.

Реле переключения тарифов. Переключение тарифов в многотарифных счетчиках прозводится с помощью внешнего тарификатора (реле). При этом переключение тарифов производится следующим образом:

64

Входные цепи платы переключения тарифов расчитаны на максимальное напряжение 276 В переменного тока. При этом:

−напряжение 0–20 В воспринимается как «0»

−напряжение 57–276 В воспринимается как «1».

Возможности счетчика

Данные о потребляемой энергии. Счетчики типов DAN

измеряют активную потребленную энергию, в то время как счетчики DRN измеряют кроме активной и реактивную потребленную энергию (рис. 3.10).

3.10. Схема прямого включения счетчика «Дельта»

Единицами измерения для счетчиков прямого включения являются kW h и kVAr h, для трансформаторных счетчиков при расчете по первичной стороне либо kW h и kVAr h, либо MW h и MVAr h, в зависимости от применяемого коэффициента трансформации.

Многотарифные измерения. Счетчики выпускаются 1, 2, 3

или 4-тарифного исполнения. Счетчик не имеет собственных часов и календаря, поэтому переключение тарифов производит-

65

ся с помощью внешнего устройства (тарификатора), подачей напряжения какой-либо фазы на тарифные входы. В качестве тарификатора можно, например, использовать счетчик ЕвроАльфа с установленной платой управления тарифами (идентификатор F).

Приведение результатов измерений к первичной стороне.

Счетчики трансформаторного включения могут быть запрограммированы для измерений с учетом коэффициентов трансформации измерительных трансформаторов. Программирование производится введением множителя, равного произведению коэффициентов трансформации трансформатора тока и трансформатора напряжения(при наличии) спомощьюкнопокSCROLL и SET.

3.6. Счетчик электроэнергии трехфазный микропроцессорный многофункциональный универсальный СЕ 304

Наибольшую долю на рынке по производству средств учета электроэнергии занимает концерн «Энергомера». Концерн – это 6 заводов, 6000 работающих, производит более 1 млн счетчиков электроэнергии в год, при этом удвоение объемов производства происходит каждые 1,5 года.

В 2006 году концерн «Энергомера» разработал новое поколение счетчиков серии «СЕ». Широкий набор функций в сочетании с различными модулями связи позволяет использовать новые счетчики как в современных АИИС КУЭ, так и автономно с возможностью удаленного сбора данных об электропотреблении. Опираясь на современные требования к автоматизации учета, специалисты концерна ввели в новые приборы функцию управления нагрузкой потребителя любого уровня, вплоть до бытовой электросети. Это позволяет отключать пользователя в случае превышения заданных объемов отпуска электроэнергии или мощности потребления.

Рассмотрим счетчик электроэнергии трехфазный микропроцессорный многофункциональный универсальный СЕ 304 (рис. 3.11).

66

Новый многофункциональный трехфазный электросчетчик активной и реактивной энергии серии «СЕ» с передачей данных по двум интерфейсам одновременно предназначен для измерения активной и реактивной электроэнергии, активной, реактивной и полной мощности, энергии удельных потерь, частоты напряжения, среднеквадратического значения напряжения и силы тока в трехфазных четырехпроводных цепях переменного тока.

Выпускается с различными модулями связи. Структура условного обозначения счетчика СЕ 304 представлена на рис. 3.12.

Рис. 3.12. Структура условного обозначения счетчика СЕ 304

67

Его технические характеристики приведены ниже.

Особенности

•параллельная работа по двум интерфейсам;

•наличие IrDA – канала передачи данных;

•до 16 независимых профилей параметров с различным интервалом усреднения;

•хранение профилей нагрузок;

•учет потерь в линиях электрической сети;

•реле управления нагрузкой;

•устойчивость к климатическим, механическим и электромагнитным воздействиям.

Характеристики надежности:

•средняя наработка до отказа – 120000 часов;

•средний срок службы – 30 лет;

•межповерочный интервал – 8 лет.

68

Функциональные возможности

Счетчик обеспечивает учет и вывод на индикацию:

•количества потребленной и отпущенной активной (реактивной) электроэнергии нарастающим итогом суммарно и раздельно по четырем тарифам;

•количества потребленной и отпущенной активной (реактивной) электроэнергии за текущий и 12 прошедших месяцев раздельно по четырем тарифам;

•количества потребленной и отпущенной активной (реактивной) электроэнергии за текущие и 45 прошедших суток раздельно по четырем тарифам;

•активных мощностей, усредненных на заданном интервале времени, в каждом направлении учета электроэнергии;

•действующего тарифа и направления электроэнергии (отпуск, потребление);

•энергии потерь в цепях тока нарастающим итогом для каждого направления электроэнергии.

Дополнительно счетчик обеспечивает измерение и индикацию:

•среднеквадратических значений фазных напряжений по каждой фазе в цепях напряжения;

• среднеквадратических значений токов по каждой фазе

вцепях тока;

•углов сдвига фаз между основными гармониками фазных напряжений и токов;

•углов сдвига фаз между основными гармониками фазных напряжений;

•значения коэффициентов активной и реактивной мощностей;

•значения частоты сети.

Счетчик обеспечивает возможность задания следующих параметров:

•текущего времени и даты;

•значения ежесуточной коррекции хода часов;

•разрешения перехода на «летнее» время (с заданием месяцев перехода на «зимнее», «летнее» время);

69

•до двенадцати дат начала сезона;

•до восьми зон суточного графика тарификации рабочих дней и альтернативных суточных графиков тарификации для каждого сезона;

•до 32 исключительных дней (дни, в которые тарификация отличается от общего правила и задается пользователем);

•графиков тарификации субботних и воскресных дней;

•коэффициентов трансформации тока и напряжения;

•пароля для доступа по интерфейсу (до 6 символов);

•идентификатора (до 24 символов);

•скорости обмена (в том числе стартовой);

Счетчик обеспечивает:

−коррекцию хода часов (±30 с/сут);

−обнуление всех энергетических параметров (при соответствующим доступе);

−сохранение расчетных показателей и констант пользователя не менее 10 лет, а хода часов и ведения календаря не менее 8 лет при отсутствии внешнего питающего напряжения.

−фиксацию в журналах фактов:

•последних корректировок любых программируемых параметров, в том числе обнулений энергетических параметров

икоррекции времени;

•последних изменений (пропаданий, выхода за заданные пределы) фазных напряжений;

•последних изменений состояния (сбоев, результатов тестирования) счетчика;

−обмен информацией с внешними устройствами обработки данных через оптический или инфракрасный порт и/или 1 или 2 независимо работающих интерфейса EIA485, EIA232, ИРПС, CAN, а также через GSM-модем и радиомодем.

−возможность проверки порога чувствительности.

В счетчике предусмотрены:

− четыре входа суммирования импульсов от внешних устройств (при наличии модуля импульсных входов);

70