Назначение
Счетчики предназначены для измерения и учета активной энергии прямого направления или активной энергии прямого направления и реактивной энергии прямого и обратного направлении переменного тока частотой 50 Гц в трех и четырехпроводных сетях.
Описание
Счетчики являются измерительными приборами, построенными по принципу цифровой обработки входных аналоговых сигналов. Управление процессом измерения и всеми функциональными узлами счетчика осуществляется высокопроизводительным микроконтроллером (МК), который реализует алгоритмы в соответствии со специализированной программой, помещенной в его внутреннюю память программ. Управление узлами производится через аппаратно-программные интерфейсы, реализованные на портах ввода/вывода МК.
МК по выборкам мгновенных значений напряжения и тока, поступающих с датчиков напряжения и датчиков тока, производит вычисление усредненных значений активной и реактивной мощности, среднеквадратических значений напряжения и тока. МК выполняет функции вычисления измеренной энергии, связи с энергонезависимой памятью, отображение информации на ЖКИ и формирование импульсов телеметрии.
Измерение частоты сети производится посредством измерения периода фазного напряжения.
Счетчики имеют единое конструктивное исполнение и отличаются типом устройства для отображения информации и дополнительными функциями.
В счетчиках в качестве счетного механизма используются устройство отсчетное (УО) или жидкокристаллический индикатор (ЖКИ).
Счетчики с электромеханическим устройством отсчетным (УО) являются однотарифными и предназначены для учета только активной энергии.
Условное обозначение счетчика с УО:
«Меркурий 236АМ-0Х», где
- Меркурий - торговая марка счетчика;
- 236 - серия счетчика;
- А - тип измеряемой энергии - активной энергии;
- М - электромеханическое отсчетное устройство;
- 0Х - модификации, подразделяемые по максимальному току и классу точности, приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Модификации счетчиков «Меркурий 236АМ-0Х»
| Модификации счетчиков | Класс точности при измерении активной энергии | Номинальный/базовый (максимальный) ток, А |
| 01 | 1,0 | 5(60) |
| 02 | 1,0 | 10(100) |
| 03 | 0,5S | 5(10) |
На рисунке 1 приведена фотография общего вида счетчиков «Меркурий 236АМ-0Х»
Рисунок 1 - Внешний вид счетчиков «Меркурий 236АМ-0Х»
Счетчики с жидкокристаллическим индикатором (ЖКИ) являются многотарифными и выпускаются с внешним или внутренним тарификатором и предназначены для учета активной энергии прямого направления или активной энергии прямого направления и реактивной энергии прямого и обратного направлении (таблица 2)
Таблица 2 - Функциональные свойства счетчиков в части каналов учета электроэнергии
| Наименование канала учета | Активно-реактивный | Активный |
| 1 направление | 1 направление |
| С учетом знака | По модулю | С учетом знака | По модулю |
| А+ | А1+А4 | А1+А2+А3+А4 | А1+А4 | А1+А2+А3+А4 |
| А- | - | - | - | - |
| R+ | R1 | R1+R3 | - | - |
| R- | R4 | R2+R4 | - | - |
| Примечание А+, R+ - активная и реактивная энергия прямого направления, А-, R- - активная и реактивная энергия обратного направления, А1, А2, А3, А4, R1, R2, R3, R4 - активная и реактивная составляющие вектора полной энергии первого, второго, третьего и четвертого квадрантов соответственно. |
Примечание - Прямое направление передачи активной энергии соответствует углам сдвига фаз между током и напряжением от 0 ° до 90 ° и от 270 ° до 360 °, реактивной энергии -от 0 ° до 90 ° и от 90 ° до 180 °.
Обратное направление передачи активной энергии соответствует углам сдвига фаз между током и напряжением от 90° до 180° и от 180° до 270°, реактивной энергии - от 180° до 270° и от 270° до 360°.
У словное обозначение счетчиков с ЖКИ:
«Меркурий 236ART-0X PQLR(C)S»,
где Меркурий - торговая марка счетчика;
- 236 - серия счетчика;
- AR - тип измеряемой энергии:
> А - активной энергии;
> R - реактивной энергии;
- Т - наличие внутреннего тарификатора;
- 0Х - модификации, подразделяемые по максимальному току и классу точности, приведены в таблице 3.
- P - наличие профиля;
- Q - показатель качества электроэнергии, наличие журналов вкл./выкл. токов;
- L - модем PLC-I;
- R - интерфейс RS-485;
- С - интерфейс CAN;
- S - внутреннее питание интерфейса.
Примечание - Отсутствие буквы в условном обозначении означает отсутствие соответствующей функции. Оптопорт присутствует во всех модификациях счетчика.
Таблица 3 - Модификации счетчиков «Меркурий 236A(R)(T). ..»
| Модификации счетчиков | Класс точности при измерении энергии | Номинальный/базовый (максимальный) ток, А |
| активной | реактивной |
| 01 | 1,0 | 2,0 | 5(60) |
| 02 | 1,0 | 2,0 | 5(100) |
| 03 | 0,5S | 1,0 | 5(10) |
На рисунке 2 приведена фотография общего вида счетчиков «Меркурий 236A(R)(T). ..».
Рисунок 2 - Внешний вид счетчиков «Меркурий 236A(R)(T). ..»
Переключение тарифов осуществляется с помощью внутреннего тарификатора или по команде через интерфейс или модем PLC-I от внешнего тарификатора.
Счетчики имеют встроенный последовательный интерфейс связи, обеспечивающий обмен информацией с компьютером в соответствии с протоколом обмена. Кроме данных об учтенной электроэнергии в энергонезависимой памяти хранятся калибровочные коэффициенты, тарифное расписание, серийный номер, версия программного обеспечения счетчика и другая информация, необходимая для конфигурации счетчика.
Счетчики с индексом «L» в названии счетчика дополнительно имеют встроенный модем PLC-I для связи по силовой низковольтной сети.
Счетчики имеют импульсный выход для поверки счетчиков и для использования в ранее разработанных и эксплуатируемых автоматизированных системах технического и коммерческого учета потребляемой электроэнергии.
Счетчики «Меркурий 236АМ-0Х» обеспечивают регистрацию значений потребляемой электроэнергии с нарастающим итогом с момента ввода счетчика в эксплуатацию.
Счетчики «Меркурий 236A(R)(T)...» обеспечивают вывод на индикатор следующих параметров и данных:
• учтенной активной энергии прямого направления (счетчики с индексом «А»), активной прямого направления и реактивной энергии прямого и обратного направления (счетчики с индексами «Ar») в соответствии с заданным перечнем индицируемых тарифных зон (по сумме тарифов, тариф 1, тариф 2, тариф 3, тариф 4) раздельно:
- всего от сброса показаний;
Примечание - счетчики, запрограммированные в однотарифный режим, обеспечивают вывод на индикатор значения потребляемой электроэнергии только по одному тарифу.
• вспомогательных параметров:
- мгновенных значений (со временем интегрирования 1 с) активной, реактивной и
полной мощности по каждой фазе и по сумме фаз;
- действующих значений фазных напряжений и токов по каждой из фаз;
- углов между фазными напряжениями:
> между 1 и 2 фазами;
> между 1 и 3 фазами;
> между 2 и 3 фазами.
- коэффициентов мощности (cos ф) по каждой фазе и по сумме фаз с указанием
вектора полной мощности;
- частоты сети;
- коэффициента искажений синусоидальности фазных напряжений;
- **текущего времени;
- **текущей даты;
- параметров модема (для варианта исполнения с модемом PLC-I);
- *идентификационного номера модема;
- *уровня принятого сигнала.
- температуры внутри корпуса счетчика;
- ***тамперных событий:
> даты и времени вскрытия верхней крышки счетчика;
> даты и времени вскрытия защитной (клеммной) крышки счетчика;
> даты последнего перепрограммирования прибора;
> даты и времени возникновения последней нештатной ситуации (ошибки самодиагностики).
Примечания
1 * - для счетчиков с модемом PLC-I.
2 ** - для счетчиков с внутренним тарификатором.
3 *** - при возникновении тамперных событий на ЖКИ в любом режиме высвечивается пиктограмма (точка в круге или восклицательный знак в треугольнике) до считывания соответствующих журналов событий.
Объем основных и вспомогательных параметров, выводимых на ЖКИ, а также длительность индикации, программируется через интерфейс или через модем PLC-I.
Конструктивно счетчики состоят из следующих узлов:
- корпуса (основания корпуса, крышки корпуса, клеммной крышки, крышки интерфейсной);
- клеммной колодки;
- печатного узла.
Печатный узел представляет собой плату с электронными компонентами, которая устанавливается в основании корпуса. Печатная плата подключается к клеммной колодке с помощью проводов.
Крышка корпуса крепится к основанию двумя винтами и имеет окно для считывания показаний с ЖКИ или УО и для наблюдения за светодиодным индикатором функционирования.
Клеммная колодка состоит из восьми клемм для подключения электросети и нагрузки.
На печатном узле находятся:
- блок питания;
- оптрон импульсного выхода;
- микроконтроллер (МК);
- энергонезависимое запоминающее устройство;
- оптопорт с функцией электронной кнопки;
- ЖКИ или УО.
Пломбирование счетчиков организацией, осуществляющей поверку, производится с нанесением знака поверки давлением на пломбу. Схема пломбирования счетчиков приведена на рисунке 3.
Схема пломбирования счетчиков приведена на рисунке 3.
Пломба обслуживающей организации
Оттиск клейма ОТК
Пломба со знаком поверки
Рисунок 3 - Схема пломбирования счетчиков
Счетчики могут применяться автономно или в автоматизированной системе сбора данных о потребляемой электроэнергии.
Счетчики предназначены для эксплуатации внутри закрытых помещений.
Программное обеспечение
В счетчиках используется программное обеспечение «Меркурий 236».
Структура программного обеспечения «Меркурий 236» приведена на рисунке 4.
Программное обеспечение состоит из следующих модулей:
- модуль измерений, вычислений и подсчета активной и реактивной энергии;
- модуль индикации;
- модуль обмена с внешней памятью;
- тарификатора и таймера (часов);
- модуль обслуживания интерфейсов (UART, оптопорт, модем PLC-I).
Модуль подсчета энергии осуществляет измерение токов, напряжений и мощностей, которые в последующем используются для вычисления энергии и других вспомогательных параметров.
Модуль индикации обеспечивает вывод на ЖКИ необходимую информацию в соответствии с заданным алгоритмом.
Модуль работы с внешней памятью обеспечивает чтение и запись данных во внешнюю энергонезависимою память. В качестве данных могут быть как измеренные метрологические параметры с учетом заданного тарифного расписания, так и другие параметры, которые позволяют функционировать счетчику в соответствии с его алгоритмом.
Модуль часов предназначен для ведения календаря реального времени.
Тарификатор, по заданному тарифному расписанию, осуществляет управление процессом записи измеренной энергии в соответствующие регистры внешней памяти.
Модуль обслуживания интерфейсов обеспечивает связь счетчика с внешними устройствами.
Большинство модулей взаимосвязаны.
Рисунок 4 - Структура программного обеспечения «Меркурий 236»
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование программного обеспечения | M236 800. txt |
| Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | не ниже 8.0.0 |
| Цифровой идентификатор программного обеспечения | 5E41 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | CRC 16 |
Доступ к параметрам и данным со стороны интерфейсов связи защищен паролями на чтение и программирование. Метрологические коэффициенты и заводские параметры защищены аппаратной перемычкой и недоступны без вскрытия пломб.
Для работы со счетчиками используется тестовое программное обеспечение «Конфигуратор счетчиков Меркурий».
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений в соответствии с Р 50.2.077-2014 - высокий.
Конструкция счетчиков исключает возможность несанкционированного влияния на ПО счетчиков и измерительную информацию.
Технические характеристики
1 Основные метрологические и технические характеристики счетчиков приведены в таблице 5.
Таблица 5 - Основные метрологические и технические характеристики счетчиков
| Наименование параметра | Допускаемое значение | Примечание |
| Класс точности по ГОСТ 31819.21 ГОСТ 31819.22 ГОСТ 31818.23 | 1 0,5S 1 или 2 | |
| Номинальное напряжение (Uhom) В | 230 | |
| У становленный рабочий диапазон напряжения | от 0,9 до 1,1Uhom | |
| Расширенный рабочий диапазон напряжения | от 0,8 до 1,15Uhom | |
| Предельный рабочий диапазон напряжения | от 0 до 1,15Uhom | |
| Номинальный (1ном) и базовый ток (1б), А | 5 или 10 | согласно таблицам 1 и 3 |
| Максимальный ток (1макс), А | 10 или 60 или 100 | согласно таблицам 1 и 3 |
| Номинальное значение частоты, Гц | 50 | |
| Полная мощность, потребляемая цепью тока, В А, не более | 0,1 - | |
| Полная мощность, потребляемая цепью напряжения, В-А, не более: - для счетчиков с модемом PLC-I, В-А | 9 24 | |
| Активная мощность, потребляемая цепью напряжения, не более, Вт - для счетчиков с модемом PLC-I, Вт | 1 1,5 | |
| Максимальное число действующих тарифов | до 4-х | Для счетчиков с ЖКИ |
| Точность хода часов счетчиков при нормальной температуре (20±5) °С, с/сут | ±0,5 | |
| Диапазон рабочих температур, °С | от -45 до +75 | при температуре от -20 до +45 °С допускается частичная потеря работоспособности ЖКИ |
| Средняя наработка на отказ, ч | 220000 | |
| Средний срок службы, лет | 30 | |
| Масса, кг, не более | 0,90 | |
| Г абаритные размеры, мм не более | (158x154x72) | |
2 Стартовый ток (чувствительность) соответствуют приведенным в таблицах 6 и 7.
Таблица 6 - Стартовые токи для счетчиков «Меркурий 236А (К)(Т)...»
| Модификации счетчика | Стартовый ток, А |
| 01 | 0,020 |
| 02 | 0,020 |
| 03 | 0,005 |
Таблица 7 - Стартовые токи для счетчиков «Меркурий 236АМ-0Х»
| Модификации счетчика | Стартовый ток, А |
| 01 | 0,020 |
| 02 | 0,040 |
| 03 | 0,005 |
3 Постоянная счетчиков соответствует указанным в таблицах 8 и 9.
Таблица 8 - Постоянная счетчиков «Меркурий 236АСКА Т).»
| Модификации счетчиков | Постоянная счетчика, имп./(кВт-ч), имп./(квар-ч) |
| в режиме телеметрии | в режиме поверки |
| 01 | 500 | 32000 |
| 02 | 250 | 16000 |
| 03 | 1000 | 160000 |
Таблица 9 - Постоянная счетчиков «Меркурий 236АМ-0Х»
| Модификации счетчиков | Постоянная счетчика, имп ./(кВт-ч) |
| в режиме телеметрии | в режиме поверки |
| 01 | 1600 | - |
| 02 | 1600 | - |
| 03 | 800 | 17070 |
4 Пределы допускаемой относительной погрешности счетчиков при измерении фазных напряжений в рабочем диапазоне температур и в расширенном диапазоне измеряемых напряжений ±0,5 %.
5 Пределы допускаемой относительной погрешности счетчиков при измерении частоты питающей сети в диапазоне от 49 до 51 Гц и в рабочем диапазоне температур ±0,04 %.
6 Пределы допускаемой относительной погрешности счетчиков класса точности 0,5S при измерении фазных токов в диапазоне токов от 0,021ном до Imax в нормальных условиях:
8i = ±
0,5 + 0,005| Iim'x -1
I Ix
где Imax - максимальный ток счетчика,
Ix - измеряемое значение тока.
6.1 Пределы допускаемой относительной погрешности счетчиков класса точности 1 при измерении фазных токов в нормальных условиях в диапазоне токов от 0,051б до 1б:
1 + 0,01
%
8i = ±
где 1б - базовый ток счетчика,
Ix - измеряемое значение тока.
6.2 Пределы допускаемой относительной погрешности счетчиков класса точности 1 при измерении фазных токов в нормальных условиях в диапазоне токов от 1б до Imax:
8i = ±
0,6 + 0,01| Jm^x -1 I Ix
7 Отображение измеряемых величин
Информация отображается на счетном механизме
Счетный механизм счетчиков дает показания непосредственно в киловатт-часах (кВт-ч) при измерении активной энергии и в киловар-часах (квар-ч) при измерении реактивной энергии. В качестве счетного механизма используются устройство отсчетное (УО) или жидкокристаллический индикатор (ЖКИ).
7.1 Для УО общее количество барабанов семь:
- для счетчиков «Меркурий 236 АМ-01» и «Меркурий 236 АМ-03» первые шесть барабанов индицируют целое значение электроэнергии в кВт-ч, а седьмой - в десятых и сотых долях кВт-ч;
- для счетчиков «Меркурий 236 АМ-02» все семь барабанов индицируют целое значение электроэнергии в кВт-ч.
7.2 ЖКИ счетчика представляет собой восьмиразрядный семисегментный цифровой индикатор с фиксированной запятой перед двумя младшими разрядами.
Класс защиты счетчиков от проникновения пыли и воды 1Р51 по ГОСТ 14254-96.
Корпус счетчиков изготовляется методом литья из ударопрочной пластмассы, изолятор контактов изготовляется из пластмассы с огнезащитными добавками.
Знак утверждения типа
наносится на панель счетчика методом офсетной печати или фото способом.
В эксплуатационной документации на титульных листах знак утверждения типа наносится типографским способом.
Комплектность
Комплект поставки счетчиков приведен в таблице 10.
Таблица 10 - Комплект поставки счетчиков
| Обозначение документа | Наименование и условное обозначение | Кол. |
| Счетчик электрической энергии статический трехфазный «Меркурий 236АМ-0Х» (или «Меркурий 236A(R)(T)-OX...») в потребительской таре | 1 |
| АВЛГ.411152.034 ПС | Паспорт (для счетчиков «Меркурий 236АМ-0Х») | 1 |
| АВЛГ.411152.034 ФО | Формуляр (для счетчиков «Меркурий 236A(R)(T). ..») | 1 |
| АВЛГ.411152.034 РЭ | Руководство по эксплуатации (для счетчиков «Меркурий 236A(R)(T). ..») | 1 |
| АВЛГ.411152.034 РЭ1* | Методика поверки (для счетчиков «Меркурий 236A(R)(T). ..») | 1 |
| Программное обеспечение «Конфигуратор счетчиков Меркурий» на магнитном носителе или CD-диске (для счетчиков «Меркурий 236A(R)(T). . .»)* | 1 |
| Программное обеспечение «BMonitorFEC» на магнитном носителе или CD-диске* | 1 |
| АВЛГ.621.00.00* | Преобразователь интерфейсов «Меркурий 221» для программирования счетчиков и считывания информации по интерфейсу RS-485 | 1 |
| АВЛГ.786.00.00 | Оптический считыватель* | 1 |
| АВЛГ.468152.018* | Технологическое приспособление (преобразователь RS-232 - PLC) | 1 |
| АВЛГ.411152.034 РС** | Руководство по среднему ремонту | 1 |
| * Поставляется по отдельному заказу организациям, производящим поверку и эксплуатацию счетчиков. * * Поставляется по отдельному заказу организациям, проводящим послегарантийный ремонт. |
Поверка
осуществляется по ГОСТ 8.584-2004 «Счетчики статические активной электрической энергии переменного тока. Методика поверки» (для счетчиков «Меркурий 236АМ-0Х») и по документу АВЛГ.411152.034 РЭ1 «Счетчики электрической энергии статические трехфазные «Меркурий 236». Руководство по эксплуатации. Приложение Г. Методика поверки» с изменением №1 (для счетчиков «Меркурий 236A(R)(T)...»), утвержденному ФБУ «Нижегородский ЦСМ» 15 августа 2016 г.
Пломбирование счетчиков организацией, осуществляющей поверку, производится с нанесением знака поверки давлением на пломбу.
Основные средства поверки:
- установка для поверки счетчиков электрической энергии автоматизированная УАПС-1М: номинальный ток (0,01 - 100) А; номинальное напряжение 230 В; погрешность измерения: активной энергии ±0,15 %, реактивной энергии +0,3 % (регистрационный № 23832-07);
- частотомер электронно-счетный Ч3-63: погрешность измерения частоты 2-10’7 (регистрационный № 9084-83).
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 31818.11-2012 Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Общие требования. Испытания и условия испытаний. Часть 11. Счетчики электрической энергии.
ГОСТ 31819.21-2012 Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 21. Статические счетчики активной энергии классов точности 1 и 2.
ГОСТ 31819.22-2012 «Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 22. Статические счетчики активной энергии классов точности 0,2S и 0,5S
ГОСТ 31819.23-2005 Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 23. Статические счетчики реактивной энергии.
ГОСТ 8.551-2013 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений электрической мощности и электрической энергии в диапазоне частот от 1 до 2500 Гц.
АВЛГ.411152.034 ТУ Счетчики электрической энергии статические трехфазные «Меркурий 236». Технические условия.
