Назначение
Приборы универсальные сбора и контроля параметров электроэнергии ЩМ (далее -приборы) предназначены для измерений активной и реактивной электрической энергии, активной, реактивной и полной электрической мощности, фазных и линейных напряжений, фазных токов, частоты в однофазных электрических сетях переменного тока, трехфазных трехпроводных и трехфазных четырехпроводных электрических сетях переменного тока с отображением результата измерений в цифровой форме, передачи результатов измерений по цифровым интерфейсам, выполнения функций телесигнализации и управления в составе систем сбора и передачи информации на объектах энергетики и промышленности.
Описание
Принцип действия приборов основан на аналого-цифровом преобразовании входных величин и последующего расчета параметров электрической сети.
Приборы выполняют следующие функции:
- измерение параметров режима электрической сети: среднеквадратические значения переменного тока и напряжения, активной, реактивной и полной мощностей в прямом и обратном направлении;
- измерение параметров активной и реактивной энергии (технический учет);
- измерение частоты, фазы и угла напряжения, дисбаланс напряжения и тока;
- выполнения функций телесигнализации;
- индикацию параметров качества электроэнергии: отклонение частоты, коэффициент мощности;
- передачу значений параметров по цифровому интерфейсу RS485 в автоматизированные системы управления и учета.
Приборы обеспечивают отображение измеренных параметров на экранах в различных комбинациях, в зависимости от модификации.
Приборы имеют возможность выбора вида отображаемых на индикаторах текущих параметров от кнопок управления на передней панели.
Приборы имеют возможность настройки диапазона показаний с учетом коэффициентов трансформации по напряжению (для внешних трансформаторов напряжения с номинальным напряжением вторичной обмотки 100 В) и по току (для внешних трансформаторов тока с номинальным током вторичной обмотки 1 А и 5 А) через цифровые интерфейсы RS485, Ethernet, а также с помощью кнопок управления на передней панели.
Приборы обеспечивают передачу измеренных и вычисляемых параметров по цифровому интерфейсу RS485.
Поддерживаемый протокол обмена: ModBus RTU.
Приборы имеют различные исполнения в зависимости от диапазона измерений входного сигнала, напряжения питания, количества и типа интерфейсов, наличия дискретных входов, схемы измерения, цвета и вида индикаторов, наличия дискретных/аналоговых выходов, набора дополнительных опций. По заказу приборы могут иметь ограниченные функциональные возможности и применяться только для измерений параметров активной (Р), реактивной (Q) или активной и реактивной (PQ) мощностей. Дополнительно трехфазные четырехпроводные приборы могут подключаться к однофазной сети по фазе А.
Структура условного обозначения приборов приведена на рисунке 1.
Информация об исполнении прибора содержится в коде полного условного обозначения:
ЩМ Х Х - Х / ХХ
Выбор функций*
Н - измерение гармоник
K - модуль ввода/вывода
DI - дискретный вход;
DO - дискретный выход;
SOE - запись событий;
Ер - импульсное оптореле;
С - интерфейс RS485
F - скорость соединения
Подключение
Е - однофазный;
Е3 - трехфазный трехпроводной;
Е4 - трехфазный четырехпроводной.
Дисплей
L - светодиодная панель;
Пусто, если жидкокристаллическая панель.
Обозначение размера передней панели: 96 - модификация имеет размер передней панели 96х96 мм;
72 - модификация имеет размер передней панели 72х72 мм.
Тип прибора
Рисунок 1 - Структура условного обозначения модификаций
Примечание: * - в случае нескольких функциональных возможностей на приборе приводятся соответствующие символы.
Конструктивно приборы выполнены в ударопрочном, пылезащищенном, пластмассовом корпусе щитового крепления. Приборы работоспособны при установке в любом положении. Приборы не имеют подвижных частей.
Дополнительно приборы могут изготавливаться с различными вариантами передней панели имеющими незначительные дизайнерские отличия.
Доступ к внутренним частям приборов возможен только с нарушением заводских пломб/этикеток. Знак поверки наносится на средство измерений и(или) в свидетельство по поверке средства измерений, и(или) в паспорт средства измерений.
Общий вид приборов с указанием места ограничения доступа к местам настройки
(регулировки), габаритные и установочные размеры приведены на рисунках 2 - 4.
Место нанесения заводских (серийных номеров) - в верхней части задней панели; способ нанесения - печатный; формат - цифровой.
п. 3 - место нанесения знака утверждения типа и заводского номера прибора
Рисунок 2 - Общий вид приборов
п. 1 - место нанесения знака поверки, п. 2 - место пломбирования завода изготовителя
Рисунок 3 - Габаритные и установочные размеры ЩМ72
п. 1 - место нанесения знака поверки, п. 2 - место пломбирования завода изготовителя
Рисунок 4 - Габаритные и установочные размеры ЩМ96
Программное обеспечение
Приборы оснащены микропроцессором, в котором записано метрологически значимое встроенное программное обеспечение (ВПО), калибровочные коэффициенты и значения программируемых параметров. Доступ к микропроцессору возможен только после вскрытия прибора с нарушением пломб.
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
При проведении санкционированных регламентных работ, программируется диапазон показаний и, при необходимости, проводится калибровка (формируются калибровочные коэффициенты). При изменении диапазона показаний необходимо производить отметку в паспорте, которая должна содержать установленный диапазон показаний, дату и подпись ответственного исполнителя. Изменение диапазона показаний или проведение калибровочных работ не ведет к изменению контрольной суммы ВПО. Сведения об идентификационных данных ПО представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | rl.04 |
| Номер версии (идентификационный номер ПО), не ниже | rl.04 |
| Цифровой идентификатор ПО | — |
Технические характеристики
Основные метрологические характеристики приведены в таблицах 2-7, основные технические характеристики приведены в таблице 9.
Диапазоны измерений входных сигналов электрических величин представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Диапазоны измерений входных сигналов электрических величин
| Наименование характеристики | Значение |
| Номинальное напряжение, В | в соответствии с таблицами 3 и 4 |
| Номинальный ток, А | в соответствии с таблицами 3 и 4 |
| Номинальная частота, Гц | 50 |
| Диапазон измерений силы переменного тока, А | от 0,02 1ном до 1,2-Ьюм |
| Диапазон измерений напряжения переменного тока, В | от 0,4^ином до 1,2/Пном |
| Диапазон измерений частоты, Гц | от 45 до 65 |
| Диапазон изменений коэффициента мощности cos ф при котором измеряется активная мощность и активная электроэнергия | от - 1 до + 1 |
| Диапазон изменений коэффициента мощности sin ф при котором измеряется реактивная мощность и электроэнергия | ±(0,5 - 1) - для трехпроводной схемы измерений; от -1 до +1 - для четырехпроводной схемы измерений |
| Коэффициент искажения синусоидальности входного напряжения, % | не более 20 |
Номинальные значения входных токов и напряжений, измеряемых мощностей для приборов трехфазной сети соответствуют значениям, представленным в таблице 3.
Таблица 3 - Номинальные значения входных токов и напряжений, измеряемых мощностей для приборов трехфазной сети
| Схема подключе ния | Номинальное фазное напряжение ином, В | Номинальное линейное (междуфазное) напряжение ином, В | Номинальный ток 1ном, А | Номинальная мощность (активная, реактивная, полная), Вт, вар, ВА |
| Номинальное значение | Предел измерений | Номинальное значение | Предел измерений | Фазная | Трехфазная (суммарная) |
| Трехпро- | _ | _ | 100 | 120 | 1,0 5,0 | _ | 173,2 866,0 |
| водная | _ | _ | 400 | 480 | 1,0 5,0 | _ | 692,8 3464,1 |
| Четырех- | 57,73 | 69,82 | 100 | 120 | 1,0 5,0 | 57,7 288,6 | 173,2 866,0 |
| проводная | 230,94 | 277,1 | 400 | 480 | 1,0 5,0 | 230,9 1154,7 | 692,8 3464,1 |
Номинальные значения входных токов и напряжений для приборов однофазной сети соответствуют значениям, представленным в таблице 4.
Таблица 4 - Номинальные значения входных токов и напряжений для приборов однофазной сети
| Номинальное напряжение ином, В | Номинальный ток 1ном, А | Способ включения |
| 400 | 1 или 5 | Непосредственный |
| 1 или 5 | Через трансформатор тока |
| 100 | 1 или 5 | Через трансформаторы тока и напряжения |
Напряжение питания приборов соответствуют значениям, представленным в таблице 5.
Таблица 5 -Напряжение питания приборов
| Условное обозначение напряжения питания | Диапазон напряжения питания |
| 24 В | от 19,2 до 28,8 В напряжение постоянного тока |
| 48 В | от 38,4 до 57,6 В напряжение постоянного тока |
| 230 В | от 85 до 265 В напряжение постоянного или напряжение переменного тока частотой 50 Гц |
Пределы допускаемой основной относительной погрешности, приведенной погрешности, а также абсолютной погрешности измерений приборов, представлены в таблице 6.
Таблица 6 - Пределы допускаемой основной относительной погрешности, приведенной погрешности, а также абсолютной погрешности измерений приборов
| Параметр | Пределы приведенной погрешности, % | Нормирующее значение | Пределы относительной погрешности, % | Пределы абсолютной погрешности |
| Действующее значение фазного напряжения, В при 0,4-ином<и<1,2-ином | ±0,2 | иф.ном | - | - |
| Действующее значение линейного напряжения, В при 0,4-ином<и<1,2-ином | ±0,2 | ил.ном | - | |
| Действующее значение фазного тока, А при 0,02-1ном<1<1,2-1ном | ±0,2 | 1ф.ном | - | |
| Активная мощность, Вт | ±0,5 | Рном | - | |
| Реактивная мощность, вар | ±1,0 | Qном | - | |
| Полная мощность, В •А | ±1,0 | Sном | - | |
| Активная электрическая энергия, кВт-ч | - | - | ±0,5 | |
| Реактивная электрическая энергия, квар-ч | - | - | ±1,0 | |
| Частота сети, Гц | - | - | - | ±0,05 |
Пределы допускаемых дополнительных погрешностей измерений, вызванных изменением влияющих величин от нормальных значений, представлены в таблице 7.
Таблица 7 - Пределы допускаемых дополнительных погрешностей измерений, вызванных изменением влияющих величин от нормальных значений
| Наименование влияющей величины | Диапазон значений влияющей величины | Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерений |
| Изменение температуры окружающего воздуха от нормальной, °С | от -40 до +10; от +30 до +55 | ± 0,5 предела допускаемых основных погрешностей представленных в таблице 6 |
| Изменение относительной влажности воздуха от нормальной, % | от 80 до 90 |
| Изменение частоты сети, Гц | от 45 до 65 |
| Изменение коэффициента мощности | от 0 до +1; от +1 до 0; от 0 до -1; от -1 до 0 |
| Изменение напряжения питания, В напряжение постоянного тока напряжение переменного тока напряжение постоянного тока 24 В напряжение постоянного тока 48 В | от 85 до 220; от 220 до 265 от 85 до 220; от 220 до 265 от 19,2 В до 28,8 В от 38,4 В до 57,6 В |
Таблица 8 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Габаритные размеры, мм, не более: для ЩМ72 - ширина - высота - глубина для ЩМ96 - ширина - высота - глубина | 75 75 109,8 96 96 93,3 |
| Масса, кг, не более: для ЩМ72 для ЩМ96 | 0,5 1,0 |
| Нормальные условия измерений: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность воздуха, % - атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.) | от +10 до +30 от 30 до 80 от 84 до 106,7 (от 630 до 795) |
| Рабочие условия измерений: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность воздуха, % - атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.) | от -40 до +55 90 от 84 до 106,7 (от 630 до 795) |
| Потребляемая мощность, В^А, не более | 15 |
| Дискретные выходы: - напряжение постоянного тока током до 3 А, В - напряжение переменного тока током до 3 А, В | до 30 до 250 |
| Гальваническое разделение: дискретных входов дискретных выходов | да да |
| Средний срок службы, лет | 15 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 100 000 |
Знак утверждения типа
наносится на этикетку прибора, титульные листы Руководства по эксплуатации и паспорта прибора типографским способом.
Комплектность
Таблица 9 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Прибор (в соответствии с заказом) | — | 1 шт. |
| Комплект монтажных частей | — | 1 шт. |
| Паспорт | — | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | ЕЛТР.410116.001 РЭ | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в руководстве по эксплуатации ЕЛТР.410116.001 РЭ в разделе 5 «Использование по назначению».
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94 Средства измерения электрических и магнитных величин. Общие технические условия;
ГОСТ 24855-81 Преобразователи измерительные тока, напряжения, мощности, частоты, сопротивления аналоговые. Общие технические условия;
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 августа 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 23 июля 2021 г. № 1436 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений электроэнергетических величин в диапазоне частот от 1 до 2500 Гц»;
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 26 сентября 2022 г. № 2360 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты»;
ТУ 26.51.43-037-65677162-2023 Приборы универсальные сбора и контроля параметров электроэнергии ЩМ. Технические условия.
