Счетчики ватт-часов активной энергии переменного тока статические Меркурий 200

Назначение

Счётчики ватт-часов активной энергии переменного тока статические «Меркурий 200», многотарифные, со встроенным микроконтроллером, внутренним тарификатором, энергонезависимым запоминающим устройством, последовательным цифровым интерфейсом типа «CAN» или RS-485, PLC-модемом для счётчиков «Меркурий 200.04» и «Меркурий 200.05» и телеметрическим выходом предназначены для учёта электрической энергии переменного тока частотой 50 Гц в двухпроводных сетях.

Счётчики могут применяться автономно или в автоматизированной системе сбора данных о потребляемой электроэнергии.

Счётчики предназначены для эксплуатации внутри закрытых помещений.

Описание

Принцип действия счётчиков основан на преобразовании входных сигналов тока и напряжения однофазной сети из аналогового представления в цифровое с помощью встроенного в микроконтроллер аналого-цифрового преобразователя (АЦП). По выборкам мгновенных значений напряжений и токов, производится вычисление средней за период сети значений активной мощности. По измеренным значениям активной мощности формируются импульсы телеметрии на выходе счётчика, и наращиваются регистры текущих значений накопленной энергии.

Микроконтроллер (МК) выполняет функции связи с энергонезависимой памятью для записи в неё информации о потребляемой электроэнергии, управление ЖКИ и переключение тарифных зон при автономном режиме работы. Также МК поддерживает интерфейсные функции связи с внешними устройствами по последовательному каналу «CAN» или RS-485 (или передача информации по сети - PLС-модем для счётчиков «Меркурий 200.04» и «Меркурий 200.05») при работе в автоматизированной системе сбора и учёта данных о потребляемой электроэнергии.

Счётчики имеют телеметрический выход с оптической развязкой для поверки счётчиков и для использования в ранее разработанных и эксплуатируемых автоматизированных системах технического и коммерческого учёта потребляемой электроэнергии.

Счётчики осуществляют индикацию:

- номера текущего тарифа;

- значения потребляемой электроэнергии с начала эксплуатации по каждому тарифу и сумму по всем тарифам в кВт-ч;

- текущего значения активной мощности в нагрузке в кВт (справочное значение);

- текущего времени;

- текущей даты - числа, месяца, года;

- значения потребляемой электроэнергии с начала эксплуатации на первое число каждого из предыдущих 11 месяцев по каждому тарифу и сумму по всем тарифам;

- времени переключения тарифных зон (тарифное расписание на текущий день);

- номера сетевого адреса и номера сети (для счетчиков «Меркурий 200.04» и «Меркурий 200.05»);

- уровня сигнала PLC (для счетчиков «Меркурий 200.04» и «Меркурий 200.05»).

Счётчики сохраняют в энергонезависимой памяти с возможностью последующего просмотра на индикаторе, значение учтенной активной энергии по четырём тарифам с момента ввода в эксплуатацию и значение учтенной активной энергии с начала эксплуатации на первое число каждого из предыдущих 11 месяцев по каждому действующему тарифу и сумму по всем тарифам с нарастающим итогом.

Счётчики обеспечивают программирование и считывание с помощью компьютера через интерфейс связи следующих параметров:

- индивидуального адреса;

- группового адреса;

- тарифного расписания и расписания праздничных дней:

- текущего времени (часы, минуты, секунды);

- даты (числа, месяца, года);

- флага разрешения перехода с «летнего» времени на «зимнее» и обратно;

- чтение мощности нагрузки;

- флага разрешения коррекции времени кнопками счётчика;

- передаточного числа импульсного выхода;

- скорости обмена;

- разрешение циклической индикации и управление ей;

- числа действующих тарифов;

- лимита мощности;

- лимита энергии за месяц.

Счётчики имеют функцию управления нагрузкой.

В качестве устройства индикации в счётчиках используется жидкокристаллический индикатор.

Модификации счётчика, выпускаемые предприятием-изготовителем, имеют одинаковые метрологические характеристики, единое конструктивное исполнение, определяющее эти характеристики, и отличаются функциональными возможностями, связанными с программным обеспечением.

Модификации счётчика приведены в таблице 1.

Таблица 1

Конструктивно счётчик состоит из следующих узлов:

- корпуса (основания корпуса, крышки корпуса, крышки зажимов);

- контактной колодки с датчиком тока (шунт);

- печатной платы модуля электронного;

- толкателей кнопок управления индикацией на корпусе счётчика.

Печатная плата модуля электронного представляет собой плату с электронными компонентами, которая устанавливается в основании корпуса на упоры и закрепляется защёлками. Печатная плата подключается к контактной колодке с помощью проводов.

На печатной плате находятся:

- микросхема - усилитель сигналов;

- блок питания;

- микроконтроллер (МК);

- энергонезависимое запоминающее устройство;

- элемент резервного питания;

- микросхема драйвера интерфейса;

- PLC-модем (для «Меркурий 200.04» и «Меркурий 200.05»)

- элементы оптронных развязок.

Микроконтроллер (МК) производит обработку аналоговых сигналов, поступающих с датчика напряжения и микросхемы-усилителя сигналов, обрабатывает полученные сигналы и посылает полученный результат на жидкокристаллический индикатор для отображения.

МК управляет всеми узлами счётчика и реализует измерительные алгоритмы в соответствии со специализированной программой, помещенной во внутреннюю память программ. Управление узлами счётчика производится через программные интерфейсы, реализованные на портах ввода/вывода МК:

- UART для RS-485 или CAN;

- двухпроводный для PLC;

- I2C интерфейс для связи с энергонезависимой памятью.

МК периодически определяет текущую тарифную зону, формирует импульсы телеметрии, ведет учет энергии и времени, обрабатывает поступившие команды по интерфейсу или модему и, при необходимости, формирует ответ. Кроме данных об учтённой электроэнергии в ОЗУ МК хранятся калибровочные коэффициенты, тарифное расписание, серийный номер, версия программного обеспечения счётчика т.д. Калибровочные коэффициенты заносятся в память на предприятии-изготовителе и защищаются удалением перемычки разрешения записи. Без вскрытия счётчика и установки перемычки нельзя изменить калибровочные коэффициенты на стадии эксплуатации счётчика.

Микросхема энергонезависимой памяти (EEPROM) предназначена для периодического сохранения данных МК. В случае возникновения аварийного режима (“зависание” МК или падение напряжения литиевой батареи) МК восстанавливает данные из EEPROM.

Блок оптронных развязок выполнен на трех оптопарах светодиод-фототранзистор. Две оптопары предназначены для обеспечения гальванической развязки цепей интерфейса счётчика. Один оптрон используется для импульсного входа счётчика.

Устройство индикации счётчика состоит из жидкокристаллического индикатора (ЖКИ) и драйвера ЖКИ.

Драйвер ЖКИ осуществляет динамическую выдачу информации, помещенной в его память, на соответствующие сегменты ЖКИ.

Табло ЖКИ содержит следующие элементы индикации:

- восемь разрядов учтённой энергии с фиксированной запятой перед двумя младшими разрядами;

- пиктограммы отображения тарифов (Т1, Т2, Т3, Т4) - слева;

- пиктограмма «Сумма» - в нижней части индикатора;

- пиктограммы «с», «кВт», «кВт ч», «Вт» - справа;

- пиктограммы курсоров - вверху.

В счётчиках используется программное обеспечение «Меркурий 200».

Программное обеспечение

Структура программного обеспечения «Меркурий 200» приведена на рисунке 1.

Рисунок 1

Программное обеспечение состоит из следующих модулей:

- модуль подсчета энергии,

- модуль индикации,

- модуль работы с внешней памятью,

- тарификатора и таймера (часов),

- UART.

Модуль подсчета энергии осуществляет измерение тока, напряжения и мощности, которые в последующем используются для вычисления энергии.

Модуль индикации обеспечивает вывод на ЖКИ необходимую информацию в соответствии с заданным алгоритмом по циклу или по нажатию кнопок.

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 других 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 соответствующий регистры внешней памяти.

Большинство модулей взаимосвязаны.

Метрологические характеристики нормированы с учетом влияния программного обеспечения.

Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 2.

Таблица 2

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 счётчиками используется тестовое программное обеспечение «Конфигуратор счётчиков Меркурий».

Уровень защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений А по МИ 3286

Фотография общего вида счётчика «Меркурий 200» приведена на рисунке 2.

Рисунок 2

Схема пломбирования счётчиков приведена на рисунке 3.

Рисунок 3

Технические характеристики

Основные метрологические и технические характеристики счётчиков приведены в таблице 3.

Таблица 3

Продолжение таблицы 3

Класс защиты счётчиков от проникновения пыли и воды IP51 по ГОСТ 14254-96.

Корпус счётчиков изготовляется методом литья из ударопрочной пластмассы, изолятор контактов изготовляется из пластмассы с огнезащитными добавками.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на панель счётчика методом офсетной печати или фото способом.

В эксплуатационной документации на титульных листах знак утверждения типа наносится типографским способом.

Комплектность

Комплект поставки средства измерений приведён в таблице 4

Таблица 4

Продолжение таблицы 4

Поверка

осуществляется по документу АВЛГ.411152.020 РЭ1 «Счётчики ватт-часов активной энергии переменного тока статические «Меркурий 200». Руководство по эксплуатации. Приложение Г. Методика поверки», согласованному руководителем ГЦИ СИ ФБУ «Нижегородский ЦСМ» 13 августа 2007 г.

Перечень эталонов, применяемых при поверке:

- установка для поверки однофазных счетчиков электрической энергии автоматизированная УАПС-2; (Номинальное напряжение 230 В, ток (0,001-100) А, погрешность измерения активной энергии ± (0,2-0,3) %);

- частотомер электронно-счетный Ч3-64. (Погрешность измерения частоты 2x10’9).

Сведения о методах измерений

Методики измерений приведены в руководстве по эксплуатации «Счётчики ватт-часов активной энергии переменного тока статические «Меркурий 200». Руководство по эксплуатации. АВЛГ.411152.020 РЭ».

Нормативные документы

1 ГОСТ Р 52320-2005 Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Общие требования. Испытания и условия испытаний. Часть 11. Счётчики электрической энергии.

2 ГОСТ Р 52322-2005 Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 21. Статические счётчики активной энергии классов точности 1 и 2.

3 АВЛГ.411152.020 ТУ Счётчики ватт - часов активной энергии переменного тока статические «Меркурий 200». Технические условия.

Рекомендации к применению

- осуществление торговли и товарообменных операций