Назначение
Счетчики электрической энергии электронные многофункциональные «Фотон» (далее -счетчики) предназначены для:
- измерений и учета активной и реактивной электрической энергии и мощности;
- измерений параметров сети;
- контроля основных показателей качества электроэнергии (ПКЭ);
- ввода дискретных сигналов (ТС) и передачи сигналов телеуправления (ТУ).
Счетчики предназначены для работы в 3-х и 4-х проводных электрических сетях систем электроснабжения переменного тока промышленной частоты и могут подключаться через трансформаторы тока и по напряжению напрямую или через трансформаторы напряжения.
Счетчики могут применяться как автономно, так и в составе автоматизированных информационно-измерительных систем коммерческого учета (АИИС КУЭ) и технического учета электроэнергии, диспетчерского управления (АСДУ).
Описание
Принцип действия счетчика основан на преобразовании входных сигналов тока и напряжения встроенной измерительной схемой на трансформаторах тока и резистивных делителях напряжения, в напряжения, пропорциональные измеряемым величинам, и далее аналого-цифровом преобразовании полученных напряжений в цифровой код с последующей математической обработкой. Обработку осуществляет специализированная интегральная микросхема с АЦП и цифровым сигнальным процессором.
Счетчик имеет энергонезависимую память для хранения данных об электроэнергии, мощности и параметрах сети, которая сохраняет информацию не менее 10 лет, и часы.
Счетчик питается как от измерительной цепи напряжения, так и от источника внешнего резервного питания. Переключение на резервное питание и обратно выполняется автоматически. Модификации с модулями ТС и ТУ питаются только от внешнего источника.
Жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) с подсветкой имеет 4 строки по 16 знакомест в каждой.
Счетчик имеет основной интерфейс RS-485 для параметрирования и передачи данных в АИИС КУЭ, оптический интерфейс для параметрирования и локальной передачи данных, 1 или 2 дополнительных интерфейса RS-485, CAN, Ethernet для передачи данных в различные автоматизированные системы.
Счетчики измеряют параметры:
- активная энергия (суммарная по 3-м фазам) на заданных интервалах времени и нарастающим итогом в двух направлениях (прямое и обратное);
- реактивная энергия (суммарная по 3-м фазам) на заданных интервалах времени и нарастающим итогом по четырем квадрантам (прямое/индуктивная, обратное/емкостная, обратное/индуктивная, прямое/емкостная);
- активная мощность (по каждой из 3-х фаз) в двух направлениях (прямое и обратное);
- реактивная мощность (по каждой из 3-х фаз) по четырем квадрантам (прямое/индуктивная, обратное/емкостная, обратное/индуктивная, прямое/емкостная);
- полная мощность (по каждой из 3-х фаз и суммарная);
- напряжение фазное и линейное;
- ток (по каждой из 3-х фаз);
- коэффициент мощности (по каждой из 3-х фаз и среднее значение);
- частота напряжения сети.
Счетчики выполняют функции:
- измерение с присвоением метки времени;
- контроль выхода параметров за пределы установленных значений;
- ввод дискретных сигналов с регистрацией;
- вывод сигналов телеуправления, в том числе дистанционное отключение нагрузки;
- передача и приём данных спорадически и по запросу, инициация связи;
- синхронизация времени по протоколам МЭК 60870-5-104, NTP;
- автоматическая самодиагностика работоспособности основных узлов.
Счетчики контролируют основные ПКЭ:
- установившееся отклонение напряжения;
- отклонение частоты;
- длительность провала напряжения;
- глубина провала напряжения;
- длительность перенапряжения.
Счетчики ведут «Журнал событий» с фиксацией времени и даты наступления и окончания событий, включая:
- факт связи со счетчиком, приведший к изменению данных;
- изменение текущих значений времени и даты при синхронизации времени;
- отклонение тока и напряжения в измерительных цепях от заданных пределов;
- отклонение показателей качества электроэнергии;
- изменения фазировки;
- инициализации счетчика, последнего сброса, число сбросов;
- получение системных параметров;
- команда отключения нагрузки;
- воздействие магнитного поля;
- отсутствие напряжения при наличии тока в измерительных цепях;
- попытки несанкционированного доступа;
- перерывы питания;
- результаты самодиагностики.
Полный перечень регистрируемых событий и структура журнала приведены в Руководстве по эксплуатации (59703777-42280-903 РЭ).
Конструктивно счетчик выполнен в серийно выпускаемом пластмассовом корпусе, предназначенном для навесного крепления к щитам и панелям и обеспечивающий быструю замену счётчика. Цепи тока, напряжения, интерфейсов и поверочных выходов гальванически развязаны между собой и корпусом. Под крышками клеммной колодки и интерфейсов установлены кнопки контроля несанкционированного вскрытия (электронные пломбы). В счетчике установлен датчик внешнего магнитного поля. Счетчик предназначен для установки как внутри помещений, так и снаружи в специальных шкафах со степенью защиты не ниже IP54.
Модификации счетчика Ф-ххх-х-хх-хх-4 выпускаются в металлическом корпусе без жидкокристаллического индикатора. В этом случае счётчик всегда комплектуется модулем с ТС и ТУ, дополнительно имеет отдельные входы ТС для контроля напряжения на каждой фазе отходящей линии и дополнительный вход для измерения тока.
На рисунке 1 представлено фото внешнего вида счетчика с указанием мест пломбировки.
а)
счетчик впластмассовом корпусе с ЖКИ
б) счетчик в металлическом корпусе без ЖКИ
(без верхней крышки)
Рис.1 Места установки пломб на корпусе счетчика:
1 - заводской; 2 - поверительной; 3 - энергосбытовой организации. Структура условного обозначения счетчиков
Ф -ХХХ -X -XX -ХХ -ХХХ
Группа 5 (наличие опций)
1 - клавиатура управления настройками
2 - порт оптический считывания данных
3 - ТС и ТУ
4 - корпус металлический
Группа 4 (дополнительные интерфейсы)
О - отсутствуют
-------------- 1 - RS-485
2 - CAN
3 - Ethernet
Группа 3 (обозначение класса точности при измерении активной/реактивной
------------------------ энергии)
02 - для класса точности 0,2S/1,0
05 - для класса точности 0,5 S/1,0
10 - для класса точности 1,0/2,0
Группа 2 (номинальный фазный ток)
---------------------------------------- 1 - 1 А
5 - 5 А
Группа 1 (номинальное фазное напряжение)
57 - 57,7 В
127 - 127 В
220 - 220 (230)В
Примечания:
Группа 4: комбинации дополнительных интерфейсов 11, 12, 22 и 33 не выполняются;
Группа 5: в металлическом корпусе модуль с ТС и ТУ присутствует всегда, клавиатура управления и оптический порт не устанавливаются.
Программное обеспечение
Метрологически значимое ПО (по ГОСТ Р 8.654-2009) загружается в микропроцессор счетчика на заводе-изготовителе. Номер версии ПО выводится на ЖКИ счетчика и считывается по интерфейсам связи. Возможность доступа к ПО через внешние интерфейсы счетчика отсутствует. Влиянием ПО на метрологические характеристики счетчика можно пренебречь. Идентификационные данные ПО приведены в таблице.
Идентификационные данные программного обеспечения (далее - ПО) счётчиков указаны в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентифика ционный номер) программног о обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатор а программного обеспечения |
| Фотон | Foton_l_01_05.hex (Ф-ххх-х-хх-13-123) | 1.01.хх | 1aa21aba5c775448969f ae06dc328c8d | MD5 |
| Фотон | Foton _1_02_05.hex (Ф-ххх-х-хх-23-123) | 1.02.хх | ac4e00e2d3e011164c7c e1e77319fc63 | MD5 |
| Фотон | Foton _1_03_05. Нех (Ф-ххх-х-хх-13-4) | 1.03.хх | 925cbb07ef4f98be5cae dde89490a2e0 | MD5 |
| Фотон | Foton _1_04_05. Нех (Ф-ххх-х-хх-10-4) | 1.04.хх | 5d10bfedc1e4e8ffbf929 fc21fefbea0 | MD5 |
Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует «среднему» уровню по Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики представлены в таблице 2
Таблица 2
| Основная относительная погрешность измерений активной энергии: для счетчиков класса точности 0,2S; 0,5S для счетчиков класса точности 1,0 | по ГОСТ 31819.22 по ГОСТ 31819.21 |
| Основная относительная погрешность измерения реактивной энергии: для счетчиков класса точности 1,0; 2,0 | по ГОСТ 31819.23 |
| Основная относительная погрешность измерения активной и реактивной электрической мощности не превышает основной относительной погрешности измерения соответствующей электрической энергии. |
| Основная относительная погрешность измерения фазных напряжений в диапазоне (0,2 - 1,2) ином, % | 0,5 |
| Абсолютная погрешность измерения частоты напряжения сети в каждой фазе в диапазоне (42,5 - 57,5) Гц, Гц | 0,01 |
| Основная относительная погрешность измерения фазных токов в диапазонах, %: (0,01 - 0,05) I ном (0,05 - 1,5) I ном | 1,0 0,5 |
| Основная абсолютная погрешность измерения коэффициента мощности в каждой фазе в диапазоне 0.5 (емк.) - 1,0 - 0,5 (инд.) | 0,01 |
| Дополнительная погрешность, вызываемая влияющими величинами, измерения активной энергии: для счетчиков класса точности 0,2S; 0,5S для счетчиков класса точности 1,0 | по ГОСТ 31819.22 по ГОСТ 31819.21 |
| Дополнительная погрешность, вызываемая влияющими величинами, измерения реактивной энергии: для счетчиков класса точности 1,0; 2,0 | по ГОСТ 31819.23 |
| Номинальное фазное/линейное напряжение, ином, В | 57,7/100; 127/220; 220/380 (230/400) |
| Рабочий диапазон напряжений, ином | 0,85 - 1,10 |
| Диапазон измерения напряжения сети при питании от внешнего источника, ином | 0,2 - 1,2 |
| Пороговые значения (программируется), ином: провала напряжения перенапряжения прерывания | 0,7 - 0,9 1,1 - 1,2 0,05 - 0,10 |
| Номинальная частота измерительной сети, Гц | 50 |
| Рабочий диапазон частот, Гц | 42,5 - 57,5 |
| Номинальный (максимальный) ток, I ном (I макс), А | 1 (1,5); 5 (7,5) |
| Стартовый ток (чувствительность) для счетчиков кл.точ., !ном: 0,2S и 0,5S по активной энергии 1,0 по активной и реактивной энергии 2,0 по реактивной энергии | 0,001 0,002 0,003 |
| Время измерения и опроса, не более, с | 0,5 |
| Пределы основной абсолютной погрешности часов, с/сут | ±0,5 |
| Пределы дополнительной температурной погрешности часов счетчика, с/(с\г°С) | ±0,2 |
| Дискретность синхронизации часов реального времени по протоколам МЭК 60870-5-104 и NTP, мс | 1,0 |
| Дискретность контроля длительности провалов, перенапряжений и прерываний напряжения, мс | 20 |
| Дискретность фиксации сигналов ТС, мс | 1.0 |
| Время задержки срабатывания входа ТС, мс | 0, 2, 5-12, 20 |
| Число суточных тарифных зон (программируется), не менее | 8 |
| Передаточное число R поверочного выхода, имп./кВт^ч: для счетчиков с номинальным током 1 А для счетчиков с номинальным током 5 А | 320 000 64 000 |
| Цена единицы младшего разряда при отображении на ЖКИ и передаче по цифровым интерфейсам: энергии, кВт-ч или квар^ч: для счетчиков с номинальным током 1 А для счетчиков с номинальным током 5 А мощности, Вт напряжения, В силы тока, А частоты, Гц коэффициент мощности | 0.0001 0.001 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 |
| Глубина хранения данных: профиль нагрузки за 30-ти минутные интервалы времени, не менее, суток активная и реактивная электроэнергия с нарастающим итогом в двух направлениях (прием, отдача), за сутки, не менее, суток активная и реактивная электроэнергия с нарастающим итогом в двух направлениях (прием, отдача), а так же запрограммированных параметров, за прошедший месяц, не менее, лет вычисление усредненной мощности за 3-х минутные интервалы времени (для целей диагностики), не менее, суток формирование профиля нагрузки с программируемым временем интегрирования (для активной мощности), в диапазоне, мин данные журнала событий, не менее, записей | 123 123 3 3 1 - 60 400 |
| Потребляемая мощность по цепям напряжения, не более, Вт (В'А) | 1 (2) |
| Потребляемая мощность по цепям тока, не более, ВА | 0,5 |
| Напряжение питания внешнего источника, В | 24 |
| Ток, потребляемый от внешнего источника питания, не более, мА | 160 |
| При отключении питания: время хранения информации в запоминающем устройстве, не менее, лет ход часов, не менее, лет | 10 1 |
| Степень защиты корпуса счетчика | IP51 |
| Условия эксплуатации: установленный рабочий диапазон, °С предельный рабочий диапазон, °С относительная влажность воздуха (при 35 °С), % атмосферное давление, кПа | от -25 до +55 от -40 до +70 95 70 - 106,7 |
| Средняя наработка на отказ, не менее, ч | 130000 |
| Средний срок службы, не менее, лет | 40 |
| Масса (базовое исполнение, без дополнительных модулей), не более, кг | 1,4 |
| Габаритные размеры, не более, мм в пластмассовом корпусе в металлическом корпусе | 221; 170; 89 102; 150; 61 |
| Дополнительная погрешность, вызываемая влияющими величинами, измерения активной и реактивной электрической мощности не превышает пределов дополнительной погрешности измерения соответствующей электрической энергии. |
| Дополнительная погрешность, вызываемая влияющими величинами, измерения напряжения, тока и коэффициента мощности не превышает половины пределов основной погрешности. |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносят на лицевую панель счетчика любым технологическим способом, обеспечивающим его четкое изображение и сохраняемость в течение срока службы, на титульные листы эксплуатационной документации - типографским способом.
Комплектность
| 1. Счетчик электрической энергии электронный многофункциональный «Фотон» | 1 шт. |
| 2. Паспорт 59703777-4228-903 ПС | 1экз. |
| 3. Руководство по эксплуатации 59703777-4228-903 РЭ | 1экз. |
| 4. Источник резервного питания 220 В - 24 В, 5 Вт | 1 шт. |
| 5. Методика поверки 59703777-4228-903 МП | 1 экз. |
| 6. Упаковочная коробка | 1 шт. |
| 7. Адаптер интерфейса RS-485/CAN для работы со счетчиком при автономном включении | 1 шт. |
| 8. Программное обеспечение «Конфигуратор» для работы со счетчиком | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации (п. 3) поставляется в одном экземпляре на партию из 5 шт. Методика поверки (п. 5) высылается по заказу организации, производящей регулировку и поверку счетчика. Комплектация счетчика по пп. 7, 8 определяется в договоре на поставку. |
Сведения о методах измерений
Методика измерений на счетчики электрической энергии электронные многофункциональные «Фотон» приведена в Руководстве по эксплуатации (59703777-42280903 РЭ).
Нормативные документы
ГОСТ 31818.11-2012 (IEC 62052-11:2003) «Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Общие требования. Испытаний и условия испытаний. Часть 11. Счетчики электрической энергии»;
ГОСТ 31819.21-2012 (IEC 62053-21:2003) «Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 21. Статические счетчики активной энергии классов точности 1 и 2»;
ГОСТ 31819.22-2012 (IEC 62053-22:2003) «Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 22. Статические счетчики активной энергии классов точности 0,2 S и 0,5 S»;
ГОСТ 31819.23-2012 (IEC 62053-23:2003) «Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 23. Статические счетчики реактивной энергии»;
ТУ 4228-903-59703777-2014 «Счетчик электрической энергии электронный многофункциональный «Фотон». Технические условия».
