Счетчики электрической энергии статические трехфазные Меркурий 233

Назначение

Счётчики электрической энергии статические трёхфазные «Меркурий 233» предназначены для учёта активной и реактивной энергии прямого («Меркурий 233ART» и «Меркурий 233ART2») и обратного («Меркурий 233ART2») направления частотой 50 Гц в трёх- и четырёхпроводных сетях переменного тока.

Счётчики могут применяться автономно или в автоматизированной системе сбора данных о потребляемой электроэнергии с заранее установленной программой и возможностью установки в счётчике временных тарифов.

Счётчики предназначены для эксплуатации внутри закрытых помещений.

Описание

Принцип действия счётчиков основан на преобразовании входных сигналов тока и напряжения трёхфазной сети из аналогового представления в цифровое с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). В качестве датчиков тока используются трансформаторы тока, в качестве датчиков напряжения - резистивные делители. По выборкам мгновенных значений напряжений и токов в каждой фазе, производится вычисление средней за период сети значений полной (S), активной (Р) и реактивной (Q) мощности, при этом реактивная мощность вычисляется по формуле Q = ^S2 -Р2 . По вычисленным значениям активной и реактивной мощности формируются импульсы телеметрии на выходе счётчика, наращиваются регистры текущих значений по каждому виду накопленной энергии и по действующему тарифу и сумме тарифов.

В состав счётчика входят: микроконтроллер с внешним аналого-цифровым преобразователем, энергонезависимое запоминающее устройство, цифровой интерфейс связи с выходом для подключения к системе регистрации о потребляемой электроэнергии и до 4 гальванически развязанных телеметрических выходов.

Микроконтроллер выполняет функции связи с энергонезависимой памятью для записи в неё данных о потребляемой электроэнергии, переключения тарифных зон, как при подаче соответствующей команды по интерфейсу, так и по команде от внутреннего тарификатора. Микроконтроллер управляет работой жидкокристаллического индикатора, а также поддерживает интерфейсные функции связи с внешними устройствами по последовательному цифровому интерфейсу или оптическому каналу связи.

Телеметрические выходы предназначены для поверки счётчиков и для использования их в автоматизированных системах технического и коммерческого учёта потребляемой электроэнергии.

В счётчиках «Меркурий 233ART» функционируют два импульсных выхода основного передающего устройства: один - на прямое направление активной энергии и один - на прямое направление реактивной энергии.

В счётчиках «Меркурий 233ART2» функционируют четыре импульсных выхода основного передающего устройства: один - на прямое направление активной энергии, один - на обратное направление активной энергии, один - на прямое направление реактивной энергии и один - на обратное направление реактивной энергии.

1. Счётчики обеспечивают программирование от внешнего компьютера через интерфейс связи следующих параметров:

• параметров обмена по интерфейсу (на уровне доступа 1 и 2):

скорости обмена по интерфейсу (300, 600,1200, 2400,4800, 9600) бит/с;

контроля чётности/нечётности (нет, нечётность, чётность);

множителя длительности системного тайм-аута (1 ..255);

Примечание - Под системным тайм-аутом понимается период времени, являющийся критерием окончания последовательности сообщения (фрейма). Длительность тайм-аута зависит от скорости обмена и равна времени передачи/приёма 5-7 байт на выбранной скорости обмена.

• смены паролей первого (потребителя энергии) и второго (продавца энергии) уровня доступа к данным:

сетевого адреса (на уровне доступа 1 и 2);

местоположения (на уровне доступа 2);

к оэффициента трансформации по напряжению (на уровне доступа 2; информационный параметр);

к оэффициента трансформации по току (на уровне доступа 2; информационный параметр);

р ежимов импульсных выходов (на уровне доступа 2);

• текущего времени и даты (на уровне доступа 2):

широковещательная команда установки текущего времени и даты;

• тарифного расписания (на уровне доступа 2):

до 4-х тарифов,

р аздельно на каждый день недели и праздничные дни каждого месяца года (максимальное число праздничных дней в невисокосном году - 365 дней, в високосном - 366);

д о 16 тарифных интервалов в сутки;

ш аг установки тарифного расписания (дискретность 1 мин);

у становка счётчика в однотарифный или многотарифный режим;

• разрешения/запрета автоматического перехода сезонного времени и параметров времени перехода с «летнего» времени на «зимнее» и с «зимнего» времени на «летнее» (на уровне доступа 2):

часа;

дня недели (последней) месяца;

месяца;

• параметров при сохранении профиля мощности (на уровне доступа 2):

длительности периода интегрирования (от 1 до 45 минут с шагом 1 минута, ёмкость памяти - до 170 суток при длительности периода интегрирования - 30 минут);

разрешения/запрета обнуления памяти при инициализации массива памяти средних мощностей;

• нормированных значений мощностей активных и реактивных потерь, одинаковых для всех трёх фаз счётчика, приведённые к входу счётчика (на уровне доступа 2):

а ктивной мощности потерь в обмотках силового трансформатора при номинальном токе;

- активной мощности потерь в магнитопроводе силового трансформатора при номинальном напряжении;

- активной мощности потерь в линии передач при номинальном токе;

реактивной мощности потерь в обмотках силового трансформатора при номинальном

токе;

- реактивной мощности потерь в магнитопроводе силового трансформатора при номинальном напряжении;

— реактивной мощности потерь в линии передач при номинальном токе;

• режимов индикации (на уровне доступа 1 и 2):

периода индикации (1. .25 5 секунд);

д лительности индикации показаний потреблённой энергии по текущему тарифу (5..255 секунд) в автоматическом режиме;

д лительности индикации показаний потреблённой энергии по нетекущему тарифу (5...255 секунд) в автоматическом режиме;

д лительности тайм-аута (5...255 секунд) при возврате из ручного в автоматический режим;

перечня индицируемых показаний потреблённой энергии (по сумме тарифов, тариф 1, тариф 2, тариф 3, тариф 4) раздельно для активной и реактивной энергии при автоматическом режиме смены параметров,

п еречня индицируемых показаний потреблённой энергии (по сумме тарифов, тариф 1, тариф 2, тариф 3, тариф 4) раздельно для активной и реактивной энергии при ручном режиме смены параметров;

• режимов индикации при питании от внутренней батареи:

- отсутствие индикации;

- постоянной индикации;

- по нажатию кнопки;

• параметров контроля за превышением установленных лимитов активной мощности и энергии (на уровне доступа 2):

р азрешения/запрета контроля за превышением установленного лимита активной мощности;

р азрешения/запрета контроля за превышением установленного лимита активной энергии;

з начения установленного лимита мощности;

з начений установленного лимита энергии отдельно для каждого из четырёх тарифов;

р ежимы управления нагрузки импульсным выходом (выводы 41, 43);

в ключения/выключения нагрузки;

• инициализация регистров накопленной энергии (всего от сброса за периоды: сутки, все месяцы, год; на уровне доступа 2);

• перезапуск счётчика («горячий» сброс) без выключения питания сети (на уровне доступа 2);

• параметров качества электроэнергии (ПКЭ):

нормально допустимые значения (НДЗ) и предельно допустимые значения (ПДЗ) отклонения напряжения ±5 % и ±10 % соответственно от номинального напряжения;

НДЗ и ПДЗ отклонения частоты напряжения переменного тока ±0,2 Гц и ±0,4 Гц;

• максимумов мощности:

расписание контроля за утренними и вечерними максимумами.

2. Счётчики обеспечивают считывание внешним компьютером через интерфейс связи следующих параметров и данных:

• учтённой активной и реактивной энергии прямого направления («Меркурий 233ART»), активной и реактивной энергии прямого и обратного направления («Меркурий 233ART2»):

по каждому из 4 тарифов и сумму по тарифам;

всего от сброса показаний;

за текущие сутки;

на начало текущих суток;

за предыдущие сутки;

на начало предыдущих суток;

за текущий месяц;

на начало текущего месяца;

за каждый из предыдущих 11 месяцев;

на начало каждого из предыдущих 11 месяцев;

за текущий год;

на начало текущего года;

за предыдущий год;

на начало предыдущего года;

• параметров встроенных часов счётчика:

текущих времени и даты;

признака сезонного времени (зима/лето);

разрешения/запрета автоматического перехода сезонного времени;

времени перехода на «летнее» и «зимнее» время при автоматической установке сезонного времени;

• параметров тарификатора:

режима тарификатора (однотарифный/многотарифный);

номера текущего тарифа;

тарифного расписания;

календаря праздничных дней;

• параметров сохранения профиля мощностей:

длительности периода интегрирования;

параметров последней записи в памяти сохранения профиля мощностей;

признака неполного среза (счётчик включался или выключался на периоде интегрирования);

признака переполнения памяти массива средних мощностей;

средних значений активной и реактивной мощностей прямого направления за заданный период интегрирования для построения графиков нагрузок в обычном и ускоренном режимах чтения;

• вспомогательных параметров:

углов между основными гармониками фазных напряжений (между фазами 1 и 2, 2 и 3, 1 иЗ);

мгновенных значений (со временем интегрирования 1,28 с) активной, реактивной и полной мощности по каждой фазе и по сумме фаз; с указанием направления (положения вектора полной мощности);

действующих значений фазных напряжений и токов по каждой из фаз;

коэффициентов мощности по каждой фазе и по сумме фаз с указанием направления (положения вектора полной мощности);

частоты сети;

коэффициента искажений синусоидальности фазных напряжений (справочный параметр);

текущих времени и даты;

температуры внутри корпуса счётчика;

• индивидуальных параметров счётчика:

сетевого адреса;

серийного номера;

даты выпуска;

местоположения счётчика;

класса точности по активной энергии;

класса точности по реактивной энергии;

признака суммирования фаз (с учётом знака/по модулю);

Внимание! Программирование однонаправленных счётчиков в режим суммирования фаз «по модулю» позволяет предотвратить возможность хищения электроэнергии при нарушении фазировки подключения токовых цепей счётчика.

варианта исполнения счётчика (однонаправленный/перетоковый);

номинального напряжения;

номинального (базового) тока;

коэффициента трансформации по напряжению;

коэффициента трансформации по току;

постоянной счётчика в основном режиме;

температурного диапазона эксплуатации;

режима импульсного выхода (основной/поверочный);

версии ПО;

• режимов индикации:

периода индикации (1 ..255 секунд);

длительности индикации показаний потреблённой энергии по текущему тарифу (5..255 секунд) в автоматическом режиме;

длительности индикации показаний потреблённой энергии по нетекущему тарифу (5...255 секунд) в автоматическом режиме;

длительности тайм-аута (5...255 секунд) при возврате из ручного в автоматический режим;

перечня индицируемых показаний потреблённой энергии (по сумме тарифов, тариф 1, тариф 2, тариф 3, тариф 4) раздельно для активной и реактивной энергии при автоматическом режиме смены параметров,

перечня индицируемых показаний потреблённой энергии (по сумме тарифов, тариф 1, тариф 2, тариф 3, тариф 4) раздельно для активной и реактивной энергии при ручном режиме смены параметров;

• параметров контроля за превышением установленных лимитов активной мощности и энергии прямого направления:

режима (разрешения/запрета) контроля за превышением установленного лимита активной мощности прямого направления;

режима (разрешения/запрета) контроля за превышением установленного лимита активной энергии прямого направления;

значения установленного лимита мощности;

значений установленного лимита энергии отдельно для каждого из четырёх тарифов;

режима импульсного выхода (выводы 41, 43) (телеметрия/режим управления блоком отключения нагрузки);

режим управления блоком отключения нагрузки (нагрузка включена/выключена);

• журнала событий (кольцевого на 10 записей);

времени включения/выключения счётчика;

времени до/после коррекции текущего времени;

времени включения/выключения фазы 1, 2, 3;

времени коррекции тарифного расписания;

времени сброса регистров накопленной энергии;

времени инициализации массива средних мощностей;

времени превышения лимита энергии по тарифу 1, 2, 3, 4 (при разрешённом контроле за превышением лимита энергии)

времени начала/окончания превышения лимита мощности (при разрешённом контроле за превышением лимита мощности);

времени коррекции параметров контроля за превышением лимита мощности и лимита энергии;

времени коррекции параметров учёта технических потерь;

времени вскрытия/закрытия прибора (при наличии электронной пломбы);

даты и кода перепрограммирования;

времени и кода ошибки самодиагностики;

времени коррекции расписания контроля за максимумами мощности;

времени сброса максимумов мощности;

• журнала ПКЭ;

Всего значений журнала 16:

- НДЗ и ПДЗ напряжения в фазе 1 (4 значения);

- НДЗ и ПДЗ напряжения в фазе 2 (4 значения);

- НДЗ и ПДЗ напряжения в фазе 3 (4 значения);

- НДЗ и ПДЗ частоты сети (4 значения)

Журнал фиксирует время выхода/возврата по каждому значению журнала до 100 записей.

• значения утренних и вечерних максимумов мощности;

• энергию технических потерь для прямого и обратного направлений активной и реактивной энергии по сумме тарифов за следующие периоды времени:

- всего от сброса;

- за текущие сутки;

- на начало текущих суток;

- за предыдущие сутки;

- на начало предыдущих суток;

- за текущий месяц;

- на начало текущего месяца;

- за каждый из предыдущих 11 месяцев;

- на начало каждого из предыдущих 11 месяцев;

- за текущий год;

- на начало текущего года;

- за предыдущий год;

- на начало предыдущего года;

• слово состояния самодиагностики счётчика (журнал, содержащий коды возможных ошибок счётчика с указанием времени и даты их возникновения).

Примечание - Считывание информации об учтённой электроэнергии всегда производится без учёта коэффициентов трансформации.

Счётчик обеспечивает вывод на индикатор следующих параметров и данных:

• учтённой активной и реактивной энергии прямого направления («Меркурий 233ART», «Меркурий 233ART2») и обратного направления («Меркурий 233ART2»), в соответствии с заданным перечнем индицируемых тарифных зон (по сумме тарифов, тариф 1, тариф 2, тариф 3, тариф 4) раздельно при автоматическом режиме смены индицируемых параметров:

всего от сброса показаний;

• учтённой активной энергии прямого направления, реактивной энергии прямого направления (для счётчиков «Меркурий 233ART»), активной и реактивной энергии обратного направления (для счётчиков «Меркурий 233ART2»), в соответствии с заданным перечнем индицируемых тарифных зон (по сумме тарифов, тариф 1, тариф 2, тариф 3, тариф 4) раздельно при ручном режиме смены индицируемых параметров:

всего от сброса показаний;

за текущие сутки;

за предыдущие сутки;

за текущий месяц;

за каждый из предыдущих 11 месяцев;

за текущий год;

за предыдущий год;

• вспомогательных параметров (в ручном режиме индикации):

мгновенных значений (со временем интегрирования 1 с) активной, реактивной и полной мощности по каждой фазе и по сумме фаз с указанием направления вектора полной мощности;

углов между фазными напряжениями:

> между фазами 1 и 2;

> между фазами 1 и 3;

> между фазами 2 и 3.

действующих значений фазных напряжений и токов по каждой из фаз;

коэффициентов мощности по каждой фазе и по сумме фаз с указанием направления вектора полной мощности;

частоты сети;

коэффициента искажений синусоидальности фазных напряжений (справочный параметр);

текущей даты;

текущего времени (возможна коррекция текущего времени с клавиатуры счётчика один раз в сутки в пределах ± 30 сек);

температуры внутри корпуса счётчика;

• энергии технических потерь для прямого и обратного направлений активной и реактивной энергии по сумме тарифов за следующие периоды времени:

- всего от сброса;

- за текущие сутки;

- за предыдущие сутки;

- за текущий месяц;

- за каждый из предыдущих 11 месяцев;

- за текущий год;

- за предыдущий год.

Примечание - Отображение информации на ЖКИ об учтённой энергии производится без учёта коэффициентов трансформации.

Счётчики ведут пофазный учёт активной энергии прямого направления всего от сброса по сумме тарифов и по каждому из тарифов в отдельности, который может быть считан по интерфейсу.

В счётчиках предусмотрена фиксация следующих внутренних данных и параметров по адресному/широковещательному запросу (защёлка):

- время и дата фиксации;

- энергия по А+, А-, R+, R- по сумме тарифов;

- энергия по А+, А-, R+, R- раздельно по всем тарифам;

- активная мощность по каждой фазе и сумме фаз;

- реактивная мощность по каждой фазе и сумме фаз;

- полная мощность по каждой фазе и сумме фаз;

- напряжение по каждой фазе;

- ток по каждой фазе;

- коэффициент мощности по каждой фазе и сумме фаз;

- частота;

- углы между основными гармониками фазных напряжений.

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

Счётчики имеют единое конструктивное исполнение и отличаются функциональными возможностями, связанными с программным обеспечением.

Структура условного обозначения счётчиков:

«Меркурий 233 ART2 - ОХ О К R (G,B,F,E,Z) R(L,B,F,E,Z)»

j              — интерфейс 2 (согласно таблицы 1);

----------------интерфейс 1 (согласно таблицы 1);

----------------------внешнее управление устройством отключения нагрузки;

-------------------------встроенное реле для отключения нагрузки;

---------------------------модификации (таблица 2);

-------------------------------двунаправленный (отсутствие 2 означает, что счётчик однонаправленный);

---------------------------------наличие внутреннего тарификатора;

------------------------------------учёт реактивной энергии;

--------------------------------------учёт активной энергии;

------------------------------------------серия счётчика;

-------------------------------------------------торговая марка счётчика.

Примечания:

1 Индексы в обозначении интерфейса 1 и 2 определяют вид интерфейса:

- R - интерфейс RS-485;

- F - интерфейс RF;

- L - PLC-модем;

- G - GSM-модем;

- В - Bluetooth;

- Е -Ethernet;

- Z -ZigBee.

2 Цифры в обозначении интерфейсов 1 и 2 в таблице 1 являются вариантом исполнения (модификацией) модуля данного вида интерфейса, отличающимися друг от друга функциональными свойствами, например техническими характеристиками, протоколом обмена и т.д.

3 При отсутствии в счётчике дополнительных функций, обозначаемых индексами «О», «К», модулей интерфейсов 1 или 2, соответствующие индексы в обозначении счётчика отсутствуют.

4 Встроенное реле для отключения нагрузки (наличие индекса «О» в обозначении счётчика) может быть только в модификации «Меркурий 233ART-01».

Все счётчики имеют оптопорт, и дополнительно в них могут быть встроены, как отдельные устройства, интерфейс RS-485, интерфейс RF, PLC-модем, GSM-модем, BlueTooth, Ethernet и ZigBee. Сменные модули цифровых интерфейсов в счётчиках возможно менять без снятия счётчика с объекта и не нарушая поверочных и заводских пломб.

Все счётчики имеют внутренний тарификатор, внутреннее питание интерфейса, резервное питание, измерение параметров качества электроэнергии, профиль мощности и потерь, журнал событий, подсветку ЖКИ, электронную пломбу на терминальной и верхней крышке.

Таблица 1

Базовыми моделями принимаются счётчики «Меркурий 233ART2-00 К RI R1», «Меркурий 233ART-02 К RI R1».

Технические характеристики

1 Основные технические характеристики счётчиков приведены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2

Таблица 3

Продолжение таблицы 3

2 Постоянная счётчиков (передаточное число), стартовый ток (порог чувствительности) и время, в течение которого при отсутствии тока в последовательной цепи и значении напряжения, равном 1,15UHOm, испытательный выход счётчика не создаёт более одного импульса при измерении активной и реактивной энергии (отсутствие самохода), приведены в таблице 4.

Таблица 4

3 Пределы допускаемой относительной погрешности счётчиков класса точности 0,5S при измерении фазных токов в процентах в диапазоне токов от 0,021НОм до Imax в нормальных условиях:

с- . 1                   Л

& = + 1+0,05--1 ,

\ lx J

где Imax - максимальный ток счётчика,

1х - измеряемое значение тока.

3 .1 Пределы допускаемой относительной погрешности счётчиков класса точности 1 при измерении фазных токов в процентах в диапазоне токов от 0,021g до Ig:

1 + 0,01

где 1б - базовый ток счётчика, 1х - измеряемое значение тока.

3 .2 Пределы допускаемой относительной погрешности счётчиков класса точности 1 при измерении фазных токов в процентах в диапазоне токов от 1б до Imax:

<Я = ± 0,6 + 0,01

<1шох

I lx

4 Пределы допускаемой относительной погрешности счётчиков при измерении мощности (активной, реактивной и полной) находятся в пределах класса точности при измерении электрической энергии.

5 Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении мощности потерь активной и реактивной энергии ± 2 %.

6 Средний температурный коэффициент при измерении активной энергии, активной мощности, находится в пределах, указанных в таблице 5.

Таблица 5

Средний температурный коэффициент при измерении реактивной энергии, реактивной мощности находится в пределах, указанных в таблице 6.

Таблица 6

Средний температурный коэффициент при измерении полной мощности, токов находится в пределах, указанных в таблице 7.

Таблица 7

Примечание - Дополнительная погрешность при измерении среднеквадратических значений фазных напряжений, токов и мощностей активной (полной), реактивной, вызываемые изменением влияющих величин (кроме температуры окружающей среды), по отношению к нормальным условиям соответствует дополнительным погрешностям при измерении активной (полной) и реактивной энергии, поскольку энергия и вспомогательные параметры вычисляются из одних и тех же мгновенных значений тока и напряжения.

Знак утверждения типа

Изображение знака утверждения типа наносится на панель счётчиков методом офсетной печати или фото способом.

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

Комплектность

Комплект поставки счётчиков приведён в таблице 8.

Таблица 8 - Комплект поставки счётчиков

Поверка

Поверка осуществляется согласно «Методики поверки» АВЛГ.411152.030 РЭ1, согласованной с руководителем ГЦИ СИ ФГУ «Нижегородский ЦСМ» 25 марта 2008 г.

Перечень основного оборудования, необходимого для поверки:

- установка для поверки трёхфазных счётчиков электрической энергии автоматизированная УАПС-1М;

- эталонный трёхфазный ваттметр-счётчик ЦЭ7008;

- программируемый трёхфазный источник фиктивной мощности МК7006;

- персональный компьютер IBM PC с операционной системой Windows-9X,-2000,-XP и программное обеспечение «Конфигуратор счётчиков трёхфазных «Меркурий»;

- универсальная пробойная установка УПУ-10.

Межповерочный интервал - 10 лет.

Нормативные документы

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

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

ГОСТ Р 52323-2005 «Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 22. Статические счётчики активной энергии классов точности 0,2S и 0,5S»;

ГОСТ Р 52425-2005 «Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 23. Статические счетчики реактивной энергии»;

ГОСТ Р МЭК 61107-2001 «Обмен данными при считывании показаний счётчиков, тарификации и управления нагрузкой. Прямой локальный обмен данными»;

АВЛГ.411152.030 ТУ. Счётчики электрической энергии статические трёхфазные «Меркурий 233». Технические условия.

Заключение

Тип «Счётчики электрической энергии статические трёхфазные «Меркурий 233» утверждён с техническими и метрологическими характеристиками, приведёнными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации согласно государственной поверочной схеме.

Сертификат соответствия № РОСС RU.AH74.B30307 выдан органом по сертификации «Нижегородсертифика» ООО «Нижегородский центр сертификации».