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

−суммирование импульсов от внешних устройств (счетчики электрической энергии, счетчики воды, газа, датчики охраны или пожарной сигнализации) с учетом программируемых коэффициентов трансформации для каждого входа и ведение учета нарастающим итогом, согласно тарифному расписанию;

−два выхода для управления нагрузкой (при наличии модуля управления нагрузкой).

Счетчик обеспечивает следующие программируемые критерии управления нагрузкой: по тарифам, лимиту мощности или потребленной энергии, состоянию фаз, по заданному времени, команды через интерфейс.

3.7. Электросчетчики для постоянного тока

ЛЭМЗ выпускает электросчетчики для постоянного тока и для подсчета ампер-часов. Один из электросчетчиков посто-

потребления и возврата (прямом и реверсном) на злектроподвижном составе железных дорог и городского транспорта, на тяговых подстанциях и других объектах.

71

Особенности

Счётчик позволяет заменять старые модели электромеханических счётчиков СКВТ-Д621 с улучшением следующих характеристик:

•класс точности – с 2,5 до 1;

•при учёте электроэнергии в двух режимах (потребления

ивозврата) один электронный счётчик заменяет два электромеханических;

•снижен порог чувствительности с 2 до 1% от Iном;

•соответствующие модели счётчиков могут работать как с шунтами 150 ШС, так и с шунтами 75 ШС;

•счётчик обеспечивает учёт и отображение на электроэнергии в режиме потребления и в режиме возврата;

•увеличен межповерочный интервал с 1 года до 2 лет;

•увеличен срок службы счётчика с 10 до 15 лет;

•уменьшены массогабаритные показатели.

Технические характеристики

Класс точности – 1,0.

Тип наружного шунта – 75 ШС; 150 ШС. Номинальный ток – от 5 до 7500 A. Номинальное напряжение В – 600;800; 1500; 3000. Порог чувствительности 1 % от Iн.

Мощность, потребляемая:

–последовательной цепью, при номинальном токе – 1мВт;

–параллельной цепью, на каждые 100 В – 0,4 Вт;

–от вспомогательной цепи питания – 5 Вт.

Диапазон рабочих температур, °С – от –40 до +50. Счётчик сохраняет работоспособность при предельных тем-

пературах от –50 до +60 °С. Средний срок службы 15 лет.

Время отображения информации при отключении питания не менее 6 лет.

Время сохранения информации в счетчике при отключении питания – не менее 10 лет.

72

Габаритные размеры: 284×127,5×129.

Балластное устройство питания (БУП): 236,5×246,5×100,5. Масса, не более, кг: счетчика – 1,5; БУП – 1,8.

Счётчики с Uн = 3000 В предназначены для подвижного состава ж/д.

Счётчики с Uн = 800 В предназначены для подвижного состава метрополитена.

Счётчики с Uн = 600 В предназначены для подвижного состава трамвайного и троллейбусного парков.

Счётчики могут использоваться также и на тяговых подстанциях и других объектах.

4. ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОСЧЕТЧИКОВ

При производстве и применении электросчетчиков до 2005 годадействовали стандарты:

−ГОСТ 30206-94 (МЭК 1037). Статические счетчики ваттчасов активной энергии переменного тока (классы точности 0,2S

и0,5S).

−ГОСТ 30207-94 (МЭК 1036). Статические счетчики ваттчасов активной энергии переменного тока(классы точности 1 и2).

−ГОСТ 26035-83. Счетчики электрической энергии переменного тока электронные (в части реактивной энергии).

−МЭК 1107. Обмен данными для отсчета, тарификации и контроля нагрузки счетчика. Прямойлокальный обмен данными.

−ГОСТ 2626035 (МЭК 1268). Измерение реактивной энергии.

−DIN SO 43864. Импульсные выходы.

В настоящее время приняты новые государственные стандарты:

–ГОСТ Р 52320-2005 Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Общие требования. Испытания

иусловия испытаний. Часть11. Счетчики электрической энергии.

–ГОСТ Р 52323-2005 «Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 22. Статические счетчики активной энергии классов точности

0,2S и 0,5S»

Втаблицах прил. 1, 2, 3, 4, 5 приведены характеристики индукционных и электронных, однофазных и трехфазных, однотарифных и многотарифных электросчетчиков для самых различных применений.

Вприложениях приняты следующие сокращения:

ЛЭМЗ – Ленинградский электромеханический завод; МЗЭП– Московский завод электроизмерительных приборов; СПЗ – Саранский приборостростроительный завод; УПЗ – Уральский приборный завод; ГРПЗ – Государственный Рязанский приборный завод;

74

Инкотекс – ОАО «ИНКОТЕКС», г. Москва; ИТЕЛМА-Ресурс – ООО «Ителма-Ресурс», г. Москва; Матрица – ООО «Матрица» г. Железнодорожный, Москов-

ской обл.; МЭТЗ или АО «МЭТЗ» – Мытищинский электротехниче-

ский завод; ЗаводФрунзе– ГУП«Нижегородскийзаводим. М.В. Фрунзе»;

Энергомера – Ставропольский край, г. Невинномысск; Квант – ПО «Квант»; Темп – ПО «Темп»;

ВСЭ – ООО «Восток-Скай-Энерго», г. Нарофоминск; Электроприбор – СП «ЭлектроприборЭнерго», г. Владимир. При характеристике электросчетчиков приняты следующие

обозначения:

P– наличие профиля, журнала событий;

Q– наличие журнала показателей качества электроэнергии; К – телеметрический выход; Н – дополнительные телеметрические выходы;

Е – интерфейс RS-232;

R– интерфейс RS-485;

I – инфракрасный порт;

C – интерфейс CAN;

L – PLC-модем;

G – модем GSM;

S – внутреннее питание интерфейса и модема GSM; D – внешнее резервное питание;

N – электронная пломба.

М – электромеханическое устройство отсчетное; Э – жидкокристаллический индикатор;

B – подсветка ЖКИ;

Д2, Д3 – двухили трехэлементный;

S – реле сигнализации (дополнительно);

V – контроль вскрытия клеммной крышки (дополнительно); Z – исполнение счетчика с различным набором данных;

Y – 2 направления учета (≈150 руб. 1ф. и ≈517 руб. 3ф.);

75

Q – реле управления 220 В, 0,1 А (≈50 руб. 1ф и ≈660 руб. 3ф.));

DN – DIN-рейка.

Smart-счетчики могут быть использованы для организации платежей с функциями предоплаты;

W или Р-хранение 30-минутного профиля мощности в памяти (более100 суток);

W-5-хранение профиля мощности(от 5 до 30-минутного) от 16 до 100 суток;

3(100)/30/16 – 3 года гарантийный срок (наработка на отказ – 100 тыс.часов) / 30 летслужбы/ 16 лет– межповерочный интервал.

Далее будем использовать вышеперечисленные сокращения в зависимости от предназначения счетчика.

Стоимость электросчетчиков, приведенная в прил. 1, 2, 3, 4, 5, указана в соответствии с прайсами заводов-изготовителей на

2011 год.

При подготовке пособия к изданию в 2008 году была высказано предложение о повсеместном применении электронных счетчиков. За три года электронные счетчики вытеснили индукционные.

Сегодня преимущественно используются дешевые электронные электросчетчики, имеющие только одну составляющую измерений – активную или реактивную энергии. В настоящее время заводы и предприятия Российской Федерации производят широкую гамму электросчетчиков, позволяющих их использовать в системах АСКУЭ.

5. РОССИЙСКИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛИ ЭЛЕКТРОСЧЕТЧИКОВ

Продолжают играть первые роли традиционные производители: ЛЭМЗ (Санкт-Петербург), МЗЭП (Москва ), МЭТЗ (Мытищи), ПО «Энергомера» (Невинномысск, Ставропольский край), Нижегородский завод им. М.В. Фрунзе. Появились и новые весомые имена в области производства счетчиков: ИНКОТЕКС (Москва), Государственный Рязанский приборный завод, ТАЙПИТ (С. Петербург), Эльстер-Метроника (Москва), Саранский приборостроительный завод. Электронные счетчики сегодня производятся в Омске, Ульяновске, Томске, Красноярске, Перми, Екатеринбурге и других городах.

Первые электронные счетчики с импульсным выходом были разработаны НПО «Прорыв» (г. Жуковский, Московская обл.), выпускаются рядом предприятий (ПСЧ-3, ПСЧ-4, СЭБ и др.), работают в диапазоне температур от –50 до +50 °С, имеют независимые оптоэлектронные телеметрические выходы и непрерывную автоматическую корректировку воздействия разнообразных дестабилизирующих факторов (включая старение элементов совместно с автокомпенсацией дрейфа нуля усилителей). Данные счётчики изготавливаются на основе специально разработанных интегральных КМДП-микросхем с оригинальными алгоритмами преобразования входных сигналов, обеспечивающих высокую точность и стабильность измерений во всех условиях эксплуатации. Потребляемая мощность не превышает 0,75 Вт на фазу. Надо отметить, что данные счетчики не всегда демонстрируют надежность. Для повышения надежности в счетчиках сегодня используются вместо электролитических металлокерамические конденсаторы.

Мытищинский электротехнический завод с 1993 года осуществляет поставки электронных счетчиков классов 0,5; 0.5; 1,0 различных модификаций: однофазные и трехфазные, для актив-

77

ной или реактивной энергии, в одном направлении или реверсивные, по двум или трем временным тарифам, в трехили четырехпроводных сетях, трансформаторного или прямого включения, с различным передаточным числом (имп/кВт·ч). Это счетчики серий СОЭТ, СЭБ, СЭБ, СЭТ, ПСЧ, и др.

ПО «Энергомера» выпускает электронные электросчетчики активной электроэнергии в одном и двух направлениях серий СЭ, ЦЭ, Ф. Электронные электросчетчики имеют числоимпульсный и цифровые интерфейсы.

Нижегородский завод им. М.В. Фрунзе производит электронные электросчетчики ПСЧ-4, СЭТ-4 с числоимпульсным и цифровыми интерфейсами.

ОАО «Эльстер-Метроника» (г. Москва) выпускает многофункциональные микропроцессорные электросчетчики «Дельта», А100, А1000, А1140, А3 «Альфа», А2 «АльфаПлюс», ЕвроАльфа идр. Всеониимеют числоимпульсный и цифровые интерфейсы.

Саранский приборостроительный завод производит серию «Лейне-Электро».

Ряд модификаций счетчиков для мелкомоторных потребителей имеют возможность предоплаты за потребление электроэнергии с предупреждением и отключением потребителей. Для предоплаты используются электронные карты (Smart-карты).

п/ф «Пермская», ОАО «Пермский стекольный завод») стремятся к организации учета (АСКУЭ) и автоматическому регулированию потребления электроэнергии на отдельных участках внутри предприятия. Однозначность расчетов за электроэнергию подталкивает потребителя к проведению анализа эффективности использования энергии в собственных подразделениях с жестким отслеживанием в денежном выражении.

Программное обеспечение для электронных и цифровых счетчиков поставляется на дискетах дополнительно. Конфигуратор счетчиков – 1500 1800 руб., программа сбора и представления данных ориентировочно 20000 руб.

78

Оновых производителях электросчетчиков

ООО«Фирма «Инкотекс» производит электронные счетчики электроэнергии с 2001 года. В компании трудится более 200 человек. Производство максимально автоматизировано. Номенклатура продукции насчитывает сегодня более 90 моделей счетчиков семейства «Меркурий»: от однофазных бытовых однотарифных счетчиков до счетчиков, предназначенных для учета активной и реактивной электроэнергии в одном или двух направлениях в многотарифном режиме в трехили четырехпроводных сетях переменного тока. Все счетчики могут работать как автономно, так и в составе АСКУЭ.

Фирма располагает двумя собственными научными лабораториями, но одновременно активно сотрудничает с учеными из других научных учреждений.

Все счетчики семейства «Меркурий» имеют негорючий пластмассовый корпус и современный дизайн. Конструкция счетчиков позволяет их устанавливать как на традиционную панель, так и на DIN-рейку. Все выпускаемые счетчики имеют четырехкратный метрологический запас по точности измерений, малое собственное энергопотребление и внесены в Государственный реестр средств измерений. Ряд счетчиков, производимых фирмой, обеспечивают не только измерение энергии и параметров сети, но и фиксируют результаты измерений во внутренней памяти, доступ к которой может получить только авторизованное лицо.

АСКУЭ «Меркурий PLC», обеспечивает автоматизированный сбор данных непосредственно от абонентских электросчетчиков по силовой сети 230/400 В. Технические решения, найденные при разработке PLC модемов, имеют лучшие параметры среди аналогичных систем и защищены международными патентами. Характерными особенностями системы являются: очень высокая надежность передачи данных, очень низкое собственное потребление и эксплуатационные расходы, низкая стоимость одной точки учета, примерно в 1,5–2 раза ниже, чем

79

у имеющихся аналогичных систем. Предусмотрена возможность встраивания модемов PLC в любые счетчики для сбора данных об энергопотреблении по силовой сети 230в (прил. 6).

Значительное внимание при разработке конструкции счетчиков было уделено защите счетчиков от фальсификации показаний. В счетчиках для этого используется «электронная пломба», и в сочетании с некоторыми другими специальными решениями практически исключается несанкционированный доступ к счетчику.

Например, счетчик «Меркурий 230-АТ» функционирует в режиме суммирования мощности фаз «по модулю» для предотвращения хищения электроэнергии при нарушении фазировки подключения токовых цепей. Сохранение постоянной информации при отключении питания – 40 лет, оперативной информации – 10 лет. Защита информации – два уровня доступа, аппаратная защита метрологических коэффициентов.

При разработке счетчиков фирма ориентировалась на использование технологий и электронных компонентов, которые приобретается только у ведущих мировых производителей:

Texas Instruments, Analog Devices, EPCOS, Vishay, Philips. Для поверхностного монтажа используются высокоскоростные линии SMT-монтажа японской компании Juki. Общая производительность SMT-линий более 450 000 элементов в час.

Строгий контроль за качеством продукции является на фирме приоритетом. В компании производится внутрисхемный контроль блоков, а для тестирования SMT-монтажа используются оптические системы контроля компании Marantz. Важная для последующей эксплуатации прибора операция калибровки счетчиков производится компьютерами без участия человека.

Электросчетчики «Меркурий» сертифицированы РАО ЕЭС России и могут использоваться на любых энергетических объектах без ограничений.

В марте 2004 года система менеджмента качества компании сертифицирована на соответствие требованиям стандартов ГОСТ РИСО 9001:2000 и DIN EN ISO 9001:2000 с получением отечест-

80