Назначение
Приборы многоточечного мониторинга электроэнергии КСМ (далее по тексту - приборы) предназначены для измерений электрических параметров в сетях переменного и постоянного тока (в зависимости от модификации) с отображением результатов измерений в цифровой форме, передачи результатов измерений по цифровым интерфейсам связи, телесигнализации и телеуправления.
Описание
Принцип действия приборов основан на измерениях мгновенных значений напряжения и силы тока, преобразовании результатов измерений в цифровую форму при помощи аналого-цифрового преобразователя (АЦП), дальнейшей их обработке микропроцессором и отображении результатов измерений на дисплее прибора или внешнего персонального компьютера (ПК). Результаты измерений могут быть переданы на внешний ПК через интерфейсы связи RS-485, Ethernet, USB. Управление процессом измерений осуществляется при помощи микропроцессора.
Приборы выпускаются в трех модификациях: КСМ-М1, КСМ-М2, КСМ-М3 и в ряде исполнений, отличающихся между собой функциональными характеристиками, конструктивным исполнением.
Приборы состоят из отдельных модулей измерительных и датчиков тока, соединяющихся между собой с помощью шины передачи данных. Модификация КСМ-М3 функционирует совместно с модулем связи C14. Благодаря возможности распределения в пространстве составных частей, различным форматам модулей и датчиков, а также их малогабаритности, приборы могут быть интегрированы в ограниченные пространства электроустановок. Обозначение клемм может быть, как на лицевой, так и на верхней/нижней части прибора.
Настройка и просмотр результатов измерений осуществляется с помощью внешнего ПК через интерфейс связи RS-485. У модулей измерительных, снабженных дисплеем, имеется дополнительная возможность настройки приборов и просмотра результатов измерений с помощью кнопок управления на лицевой панели через систему меню.
Основные функциональные характеристики приборов представлены в таблице 1. Структура условного обозначения модификаций и исполнений приборов представлена на рисунках 1 - 3.
Общий вид приборов (модулей измерительных, модуля связи, датчиков тока) представлен на рисунках 4 - 13.
Знак поверки наносится на боковую панель модулей измерительных в виде самоклеящейся этикетки.
Место нанесения заводских номеров - на боковой панели корпуса модуля измерительного; способ нанесения - типографская печать на наклейке; формат - буквенноцифровой код, состоящий из букв латинского алфавита и арабских цифр.
Обозначение места нанесения знака поверки и заводских номеров представлено на рисунке 14.
Для предотвращения несанкционированного доступа к внутренним частям приборов наносится защитная наклейка на место соединения частей корпуса. Схема пломбировки представлена на рисунке 15.
Модификация КСМ-М1 может быть дополнительно оснащена защитными крышками для пломбировки с целью предотвращения несанкционированного доступа.
Таблица 1 - Функциональные характеристики модификаций (исполнений) приборов
| Наименование характеристики | Модификация (исполнение) |
| КСМ-М1-1 | КСМ-М1-2 | КСМ-М2 | КСМ-М3 |
| Измерение напряжения переменного тока | ■ | ■ | □ | ■ |
| Измерение напряжения постоянного тока | □ | □ | ■ | □ |
| Измерение силы переменного тока | ■ | ■ | □ | ■ |
| Измерение силы постоянного тока | □ | □ | ■ | □ |
| Измерение частоты | ■ | ■ | □ | ■ |
| Измерение электрической мощности | ■ | ■ | ■ | ■ |
| Измерение коэффициента мощности | ■ | ■ | □ | ■ |
| Измерение электрической энергии | ■ | ■ | ■ | ■ |
| Измерение коэффициента n-ой гармонической составляющей, n от 2 до 31, напряжения (Ku(n)), тока (Ki(n)) | ■ | ■ | □ | ■ |
| Измерение коэффициента искажения синусоидальности напряжения (Ku), тока (Ki) | ■ | ■ | □ | ■ |
| Измерение температуры 1) | ■ | ■ | ■ | ■ |
| Измерение тока утечки 1) | ■ | ■ | ■ | ■ |
| Дискретные входы 1) | ■ | ■ | ■ | ■ |
| Релейные выходы 1) | ■ | ■ | ■ | ■ |
| Подключение с помощью датчиков тока BCT, SCT, FST (3 датчика) | □ | ■ | □ | ■ |
| Подключение с помощью датчиков тока BCT, SCT, FST (до 12 датчиков) | □ | ■ | □ | □ |
| Прямое подключение токовых входов | ■ | □ | □ | □ |
| Подключение с использованием внешнего шунта с номинальным напряжением 75 мВ | □ | □ | ■ | □ |
| Импульсный выход 1) | ■ | ■ | ■ | ■ |
| Интерфейс связи RS-485, Ethernet, USB 1) | ■ | ■ | ■ | ■ |
| Жидкокристаллический индикатор | ■ | ■ | ■ | □ |
| Крепление на DIN-рейку | ■ | ■ | ■ | ■ |
| Примечания: «■» - характеристика, функция имеется. «□» - характеристика, функция отсутствует. 1) - опция |
КСМ-М1-П-П-1-П-П
| Номинальное напряжение или коэффициент трансформации
Номинальный ток или коэффициент трансформации
Код типа датчика тока 1): 0 - нет, 1 - ВСТ, 2 - SCT, 3 - FCT
Код исполнения: 1, 2
Рисунок 1 - Структура условного обозначения модификации КСМ-М1
1) 0 - для кода исполнения 1.
1, 2, 3 - для кода исполнения 2
КСМ-М2-П-П-1-П-П
| Номинальное напряжение или коэффициент трансформации
Номинальный ток
Код типа датчика тока: 0 - нет
Код исполнения: 1
Рисунок 2 - Структура условного обозначения модификации КСМ-М2
КСМ-М3-П-П-1-П-П
| Номинальное напряжение или коэффициент трансформации
Номинальный ток или коэффициент трансформации
Код типа датчика тока : 1 - ВСТ, 2 - SCT, 3 - FCT
Код исполнения: 1
Рисунок 3 - Структура условного обозначения модификации КСМ-М3
Рисунок 4 - Общий вид модуля измерительного исполнения КСМ-М1-1
Рисунок 5 - Общий вид модуля измерительного исполнения КСМ-М1-2
Рисунок 6 - Общий вид модуля измерительного исполнения КСМ-М2-1
Рисунок 7 - Общий вид модуля измерительного исполнения КСМ-М3-1
Рисунок 9 - Общий вид датчиков тока BCT5, BCT50
Рисунок 8 - Общий вид модулей связи С14
Рисунок 10 - Общий вид датчиков тока
BCT100
Рисунок 11 - Общий вид датчиков тока
BCT200, BCT400, BCT600
Рисунок 12 - Общий вид датчиков тока SCT5, SCT50, SCT100, SCT200, SCT400, SCT600
Рисунок 13 - Общий вид датчиков тока FCT600, FCT1000, FCT2000, FCT3000
Рисунок 14 - Обозначение мест нанесения заводских номеров и знака поверки
Место пломбировки
Рисунок 15 - Схема пломбировки от несанкционированного доступа
Программное обеспечение
Приборы имеют встроенное программное обеспечение (ПО), которое реализовано аппаратно и разделено на метрологически значимую и незначимую части. Метрологические характеристики приборов нормированы с учетом влияния метрологически значимой части встроенного ПО. Встроенное ПО заносится в защищенную от записи память микропроцессора приборов предприятием-изготовителем и недоступно для потребителя.
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Таблица 2 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение для модификаций (исполнений) |
| КСМ-М1-1 | КСМ-М1-2 | КСМ-М2 | КСМ-М3 |
| Идентификационное наименование ПО | _ | _ | _ | _ |
| Номер версии (идентификационный номер ПО) | 20XX | 21XX | 11XX | 20XX |
| Цифровой идентификатор ПО | _ | _ | _ | _ |
Примечание - ХХ - номер версии метрологически незначимой части встроенного ПО, «Х» может принимать целые значения в диапазоне от 0 до 9
Метрологические характеристики
Таблица 3 - Номинальные значения измеряемых входных сигналов для приборов КСМ-М1 и КСМ-М3
| Наименование характеристики | Значение |
| Номинальное напряжение переменного тока (ин), В: - фазное (Инф) - линейное (междуфазное) (Ura) | 100/\3; 380/\3 100;380 |
| Номинальная сила переменного тока (IH), А: - для прямого включения - для включения через датчики тока BCT, SCT - для включения через датчики тока FCT | 5 5; 50; 100; 200; 400;600 600; 1000; 2000; 3000 |
| Частота переменного тока (fH), Гц | 50 |
| Коэффициент мощности (cos фн) | 1 |
| Активная (реактивная, полная) мощность по фазе, Вт (вар, В'А) | иНф-1н |
| Суммарная активная (реактивная, полная) мощность, Вт (вар, В'А) | ^з-иНл-1н-(з-инф-1н) |
Таблица 4 - Номинальные значения измеряемых входных сигналов для приборов КСМ-М2
| Наименование характеристики | Значение |
| Номинальное напряжение постоянного тока (Ин), В | 1000 |
| Номинальное напряжение постоянного тока по цепи тока при использовании внешнего взаимозаменяемого шунта с номинальными значениями силы постоянного тока (1н) в диапазоне от 1 до 15000 А 1), мВ | 75 |
| Номинальная мощность постоянного тока (Рн), Вт | Un’In |
| Примечание - 1) номинальная сила постоянного тока шунта устанавливается в меню прибора |
Таблица 5 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Диапазон измерений | Пределы допускаемой основной погрешности 1) |
| Среднеквадратичное значение напряжения, В | от 0,2^Ин до 1,2-Un | Y = ±0,5 % |
| Напряжение постоянного тока, В 2) | от ±0,015-^ до ±1,0-Un | Y = ±0,5 % |
| Среднеквадратичное значение силы тока, А: - для прямого включения - для датчиков тока BCT - для датчиков тока SCT; FCT | от 0,02Тн до 1,2Тн | Y = ±0,5 % Y = ±0,5 % Y = ±1,0 % |
| Сила постоянного тока, А 2) | от ±0,01Тн до ±1,0 1н | Y = ±0,5 % |
| Частота (f), Гц | от 45 до 55 | А = ±0,01 |
Продолжение таблицы 5
| Наименование характеристики | Диапазон измерений | Пределы допускаемой основной погрешности 1) |
| Активная фазная мощность, Вт | от 0,8-ин до 1,2-ин от 0,02-1н до 1,2<1н cos ф=1 | Y = ±0,5 % Y = ±1,О %3) |
| Суммарная активная мощность, Вт |
| Реактивная фазная мощность, вар | от 0,8-ин до 1,2-ин от 0,02<1н до 1,2<1н sin ф=1 | Y = ±0,5 % Y = ±1,О %3) |
| Суммарная реактивная мощность, вар |
| Полная фазная мощность, В^А | от 0,8-ин до 1,2-ин от 0,02<1н до 1,2<1н | Y = ±0,5 % Y = ±1,О %3) |
| Суммарная полная мощность, В^А |
| Коэффициент мощности (cos ф) фазный, суммарный | от -0,1 до -1 от +0,1 до +1 от 0,8-ин до 1,2-ин от 0,2-1н до 1,2-1н | Y = ±0,5 % Y = ±1,О %3) |
| Мощность постоянного тока, Вт 2) | от ±0,015-ин до ±1,0 ин от ±0,01-1н до ±1,0 1н | Y = ±0,5 % |
| Электрическая энергия в обоих направлениях активная (EP, EP-), Вт^ч 4) | от 0,8/Лн до 1,2-ин от 0,0Ын до 0,05^не включ. cos ф=1 | 6 = ±1,О % |
| от 0,8-ин до 1,2-ин от 0,05-Ie до 1,2-Ie cos ф=1 | 6 = ±0,5 % |
| от 0,8-ин до 1,2-ин от 0,02-Ie до 0.14ц не включ. cos ф=0,5 (инд.); cos ф=0,8 (емк.) | 6 = ±1,О % |
| от 0,8-ин до 1,2-ин от О,1-1и до 1,2-1н cos ф=0,5 (инд.); cos ф=0,8 (емк.) | 6 = ±0,6 % |
| Электрическая энергия в обоих направлениях активная (EP, EP-), Вт^ч 3) | от 0,8-ин до 1,2-Un от 0,05^н до 0.14ц не включ. cos ф=1 | 6 = ±1,5 % |
| Электрическая энергия в обоих направлениях активная (EP, EP-), Вт^ч 3) | от 0,8^ин до 1,2-ин от 0,1-Ie до 1,2-1н cos ф=1 | 6 = ±1,О % |
| от 0,8^ин до 1,2-ин от 0,1-1н до 0,2^нне включ. cos ф=0,5 (инд.); cos ф=0,8 (емк.) | 6 = ±1,5 % |
| от 0,8-ин до 1,2-ин от 0,2-Ie до 1,2-Ie cos ф=0,5 (инд.); cos ф=0,8 (емк.) | 6 = ±1,О % |
Продолжение таблицы 5
| Наименование характеристики | Диапазон измерений | Пределы допускаемой основной погрешности 1) |
| Электрическая энергия постоянного тока в обоих направлениях активная (EP, EP-), Вт^ч 2) | от ±0,015-UH до ±1,0-UH от ±0,01-Хн до ±1,0-Хн | 6 = ±1,0 % |
| Электрическая энергия в обоих направлениях реактивная (EQ, EQ-), вар^ч | от 0,8-ин до 1,2-ин от 0,02-Хн до 0,05-Хнне включ. sin ф =1 | 6 = ±1,5 % |
| от 0,8-ин до 1,2-ин от 0,05-Хн до 1,2-Хн sin ф =1 | 6 = ±1,0 % |
| от 0,8-ин до 1,2-ин от 0,05-Хн до 0,1-Хнне включ. sin ф =0,5 | 6 = ±1,5 % |
| от 0,8-ин до 1,2-Un от 0,1 -Хн до 1,2-Хн sin ф =0,5 | 6 = ±1,0 % |
| от 0,8-ин до 1,2-Un от 0,1-Хн до 1,2-Хн sin ф =0,25 | 6 = ±1,5 % |
| Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения (Ku), % | 0,1 %<Ku<1 % 1 %<Ku<30 % | Д = ±0,1 6 = ±10,0 % |
| Коэффициент искажения синусоидальности кривой силы тока (Ki), % | 0,1 %<Кх<3 % 3 %<Кх<60 % | Д = ±0,15 6 = ±5,0 % |
| Нормальные условия измерений: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность воздуха, % | от +10 до +30 от 30 до 80 |
Примечания:
Нормирующее значение при установлении приведенной погрешности принимается равным номинальному значению входного сигнала.
1) Обозначение погрешностей: Д - абсолютная; 6, % - относительная; у, % — приведенная.
2) Для модификации КСМ-М2.
3) В случае использования датчиков тока SCT и FCT.
4) В случае использования датчиков тока BCT и прямого включения
Таблица 6 - Пределы допускаемой дополнительной погрешности
| Наименование влияющей величины | Диапазон значений влияющей величины | Пределы допускаемой дополнительной погрешности |
| Изменение температуры окружающего воздуха | от -20 °С до +10 °С не включ.; св. +30 °С до +70 °С | 0,5 предела допускаемой основной погрешности на каждые 10 °С |
| Изменение относительной влажности воздуха от нормальной | св. 80 % до 95 % (при температуре +35 °С) | пределы допускаемой основной погрешности |
| Примечание - При изменении напряжения питания в заданных пределах погрешность измерений находится в пределах допускаемой основной погрешности измерений соответствующей физической величины |
Таблица 7 - Технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: - напряжение переменного тока, В | от 80 до 270 |
| - частота переменного тока, Г ц | 50 |
| - напряжение постоянного тока, В | от 80 до 270 |
| Габаритные размеры (длинахширинахвысота), мм, не более: - модуль измерительный КСМ-М1 | 73х65х100 |
| - модуль измерительный КСМ-М2 | 73х65х100 |
| - модуль измерительный КСМ-М3 | 20х65х112 |
| - модуль связи С14 | 20х65х112 |
| Масса, кг, не более: - модуль измерительный КСМ-М1 | 0,25 |
| - модуль измерительный КСМ-М2 | 0,25 |
| - модуль измерительный КСМ-М3 | 0,12 |
| - модуль связи С14 | 0,07 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °С | от -20 до +70; |
| - относительная влажность воздуха, % | 95 при +35 °С |
Таблица 8 - Показатели надежности
| Наименование характеристики | Значение |
| Средний срок службы, лет | 10 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 70 000 |
Таблица 9 - Габаритные размеры и масса датчиков тока
| Модификация | Длина, мм, не более | Ширина, мм, не более | Высота, мм, не более | Масса, кг, не более |
| BCT5 | 29 | 20 | 45 | 0,03 |
| BCT50 | 29 | 20 | 45 | 0,03 |
| BCT100 | 37 | 25 | 60 | 0,06 |
| BCT200 | 61 | 21 | 81 | 0,1 |
| BCT400 | 76 | 27 | 96 | 0,2 |
| BCT600 | 76 | 27 | 96 | 0,21 |
| SCT5 | 33 | 29 | 45 | 0,06 |
| SCT50 | 38 | 34 | 49 | 0,1 |
| SCT100 | 39 | 35 | 49 | 0,1 |
| SCT200 | 55 | 46 | 73 | 0,25 |
| SCT400 | 68 | 53 | 85 | 0,35 |
| SCT600 | 69 | 54 | 85 | 0,4 |
| FCT600 1) | _ | 95 | _ | 0,2 |
| FCT1000 1) | _ | 125 | _ | 0,2 |
| FCT2000 1) | _ | 125 | _ | 0,2 |
| FCT3000 1) | _ | 125 | _ | 0,2 |
| Примечание - 1) для модификаций FCT размеры указаны в виде диаметра |
Знак утверждения типа
на лицевую панель модулей измерительных трафаретным способом и на титульные листы руководств по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
аблица 10 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Прибор многоточечного мониторинга электроэнергии КСМ | КСМ-М1, КСМ-М2, КСМ-М3 (модификация и исполнение - по заказу) | 1 шт. |
| Коробка упаковочная | _ | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации 1) | 4221-006-78481029-2021 РЭ1 4221-006-78481029-2021 РЭ2 4221-006-78481029-2021 РЭ3 | 1 экз. |
| Паспорт | 4221-006-78481029-2021 ПС1 4221-006-78481029-2021 ПС2 4221-006-78481029-2021 ПС3 | 1 экз. |
| Примечание - 1) предоставляется один экземпляр на партию из 10 шт., поставляемых в один адрес |
Сведения о методиках (методах) измерений приведены в руководствах по эксплуатации 4221-006-78481029-2021 РЭ1, 4221-006-78481029-2021 РЭ2, 4221-006-78481029-2021 РЭ3 в разделе 4 «Измерения и настройка».
Нормативные документы
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18.08.2023 г. № 1706 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 1-10-1 до 2-109 Гц»
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28.07.2023 г. № 1520 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 марта 2022 г. № 668 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы переменного электрического тока от 1-10’8 до 100 А в диапазоне частот от 1-10-1 до 1-106 Гц»
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 01 октября 2018 г. № 2091 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне от 140-16 до 100 А»
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 июля 2021 г. № 1436 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений электроэнергетических величин в диапазоне частот от 1 до 2500 Гц»
ГОСТ 30804.4.30-2013 (IEC 61000-4-30:2008) «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электрической энергии»
ГОСТ 32144-2013 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения»
ГОСТ Р 8.655-2009 «ГСИ. Средства измерений показателей качества электрической энергии. Общие технические требования»
ГОСТ Р 8.689-2009 «ГСИ. Средства измерений показателей качества электрической энергии. Методы испытаний»
ТУ 4221-006-78481029-2021 «Приборы многоточечного мониторинга электроэнергии КСМ. Технические условия»
