Счетчики электрической энергии однофазные NP71

Назначение

Счетчики электрической энергии однофазные серии NP71 (далее - счетчики) предназначены для измерений активной и реактивной электрической энергии прямого и обратного направления и следующих значений параметров электроэнергии: активной, реактивной и полной мощности, действующих значений фазного напряжения, фазного тока и тока в нейтрали, коэффициента мощности, частоты сети, а так же следующих параметров качества электрической энергии: отклонение напряжения, отклонение частоты, в однофазных двухпроводных электрических сетях переменного тока.

Описание

Принцип действия счетчика основан на аналого-цифровом преобразовании (АЦП) входных сигналов тока и напряжения с последующим их перемножением для получения значений мощности. Для получения количества потребляемой энергии производится интегрирование значений вычисленной мощности по времени. Также производится преобразование полученного сигнала в частоту следования импульсов, пропорциональную входной мощности.

Счетчики серии NP71 состоят из первичных измерительных преобразователей напряжения и тока, быстродействующего микроконтроллера содержащего АЦП и обрабатывающего цифровые сигналы для интегрирования измеренных величин и вычисления значений параметров сети, хранения результатов измерений в энергонезависимой памяти - формировании архивов данных, отображения информации на ЖК-дисплее, поддержки часов реального времени, осуществлении обмена данными по интерфейсам и пр., энергонезависимой памяти, оптопорта, ЖКИ, испытательным выходным устройством в виде сигнальных светодиодов (для активной и реактивной энергии), расположенными на его передней панели, датчиками магнитного поля, вскрытия крышки клеммника и крышки корпуса (кроме модификации в split-корпусе).

Для измерения напряжения используется делитель напряжения. Для измерения силы фазного тока и силы тока в нейтрали используется трансформатор или шунт.

В зависимости от модификации, счётчики оснащаются теми или иными интерфейсами, а также основным и дополнительными (сервисными) реле (одним или двумя).

Питание счетчика осуществляется от его цепи напряжения от сети напряжением 230 В.

Для поддержания хода часов счетчика, а также для контроля несанкционированных внешних воздействий на счетчик, при отсутствии основного питания 230 В, предусмотрена работа счетчика от встроенной батарейки 3 В.

Счетчики предназначены для установки как внутри помещения, так и для наружной установки в зависимости от исполнения корпуса и применения их в непрерывном круглосуточном режиме работы.

Счетчики, предназначенные для установки внутри помещения, выпускаются в «классическом» корпусе. Они могут быть использованы только в местах, имеющих дополнительную защиту от влияния окружающей среды согласно п.3.3.1 ГОСТ 31818.11-2012, то есть должны размещаться в помещениях или шкафах, щитках, обеспечивающих рабочие условия их применения.

Счетчики в «классическом» корпусе могут крепиться на вертикальную поверхность в щиток монтажного шкафа на винтах в трёх точках. Также возможно крепление счетчика на DIN-рейку, для этого в основании счетчика предусмотрен специальный горизонтальный паз.

Счётчики в split-корпусе предназначены для наружной установки согласно п. 3.3.2 ГОСТ 31818.11-2012 и могут устанавливаться на опоре линии электропередачи или на стене здания без дополнительной защиты от окружающей среды.

Счетчики оборудованы ЖК дисплеем для отображения учетной информации, направления передачи энергии, измеряемых параметров сети и сообщений о событиях, таких как, превышение пределов по мощности и дифференциальному току, превышения пределов показателей качества электроэнергии, воздействие магнитным полем, а также отображения попыток взлома корпуса счетчика для изменения схемы или воздействия на внутренние элементы, или попыток несанкционированного обращения к памяти счетчика через любой доступный в данной модификации интерфейс.

ЖК-дисплей в зависимости от модификации счетчика может быть символьным или кодово-символьным. В символьном дисплее для отображения событий используются мнемонические значки и символы. В кодово-символьном в дополнение используются OBIS коды (IEC 62056-61) для идентификации отображаемой информации.

В ЖК-дисплее в зависимости от модификации счетчика могут использоваться для отображения единиц измерений буквы русского или латинского алфавита.

В счетчиках в split-корпусах (установка вне помещения) используется дисплей малых размеров с урезанной функциональностью, содержащий 8 цифр для отображения измеряемых параметров и знаки для обозначения единиц измерения мощности и энергии.

Совместно со счетчиками в split-корпусах (установка вне помещения) используется пользовательский (удаленный) дисплей серии CIU7 или CIU8.

Кнопка управления, расположенная на лицевой панели счетчика (кроме модификаций в split-корпусе) может использоваться для переключения между данными отображаемыми на дисплее или для оперативного управления контактами основного (дополнительного) реле. Функция, выполняемая кнопкой, может быть изменена в процессе эксплуатации.

Конструкция клеммника счетчика (кроме модификаций в split-корпусе) предусматривает возможность дополнительного размещения и монтажа в нём:

- разъёма RS-485;

- разъёма USB;

- разъёма CM.Bus;

- двух гальванически развязанных, импульсных телеметрических выходов,

- разъема Ethernet,

- разъема проводного M-Bus,

в различных сочетаниях, в зависимости от конкретной модификации.

В конструкции клеммника счетчика модификаций в split-корпусе размещение дополнительных интерфейсов не предусмотрено.

В зависимости от модификации (кроме модификаций в split-корпусе) в состав счетчика могут входить дополнительные устройства - коммуникационные модули, которые устанавливаются под крышку клеммника.

Коммуникационные модули предназначены для сопряжения различных сред и протоколов передачи данных, используемых для связи с информационно-вычислительным комплексом (ИВК) с интерфейсами, установленными в конкретной модификации счетчика.

Счетчик любой модификации измеряет активную и реактивную энергию с нарастающим итогом по абсолютному значению, в прямом и обратном направлении, по квадрантам, по тарифам в зависимости от настройки счетчика. В счетчиках для хранения и передачи данных об измеренных параметрах электроэнергии используется объектная модель данных DLMS/COSEM.

Счетчик ведет учет электрической энергии по действующим тарифам (до 6) с учетом наличия до 15 сезонов. На протяжении одного сезона действует одно определенное недельное расписание. В каждом недельном расписании предусмотрены до 7 профилей, что позволяет задавать в специальный профиль для каждого дня недели. В каждом суточном профиле предусмотрено до 31-го переключения тарифов. В тарифный план могут включаться нестандартные дни со своим уникальным расписанием. Всего таких дней может быть не более 30.

В дополнение к измерению энергии счетчики всех исполнений могут производить измерение и вычисление основных параметров потребления электроэнергии, но нормируются пределы погрешностей этих измерений только для счётчиков исполнения (P), которые гарантируют точность следующих измерений:

- активной, реактивной и полной мощности;

- коэффициента мощности;

- фазного напряжения;

- фазного тока;

- тока в нулевом проводе;

- измерение частоты основной гармоники сетевого напряжения;

а также показателей качества электрической энергии в соответствии с ГОСТ 30804.4.30-2013 (таблица 8):

- отклонение напряжения;

- отклонение частоты.

Все измеренные и рассчитанные параметры хранятся в энергонезависимой памяти счётчика в виде архива.

Архив условно разбит на 4 области. Область №1 - запись результатов измерения производится строго один раз в календарный месяц (дата может настраиваться).

Области №№ 2,3 и 4 могут содержать данные зафиксированные с разным периодом от 1 минуты до одного месяца.

Каждая область может содержать информацию о не более 20 измеряемых параметров.

Глубина хранения данных в каждой области зависит от количества измеряемых величин и используемой области архива:

- Область № 1: фиксирование значений 20 величин один раз в месяц, глубина хранения 36 месяцев;

- Область № 2: фиксирование значений 20 величин один раз в сутки, глубина хранения 40 суток;

- Область № 3: фиксирование значений 20 величин один раз в сутки, глубина хранения 123 суток;

- Область № 4: фиксирование значений 2 величин один раз в 30 минут, глубина хранения 147 суток.

Счетчики регистрируют события и сохраняют их в памяти с фиксацией даты и времени в журналах событий. Каждое событие классифицируются по принадлежности к группе и регистрируется в своем журнале событий. Счетчики не реже одного раза в секунду производят самодиагностику узлов и критических событий таких как: батарея разряжена, ошибка измерительного блока, ошибка памяти счетчика, калибровочные коэффициенты изменены, ПО изменено, отсутствие/восстановление питания, переход на летнее/зимнее время, время синхронизировано.

В счетчике предусмотрена возможность управлять основными и дополнительными реле в случае возникновения событий перечисленных в таблице 1, которые классифицируются как аварии.

Таблица 1 - Список причин отключения реле счётчиков

Продолжение таблицы 1

Счётчики могут эксплуатироваться как автономно, так и в составе автоматизированной информационно-измерительной систем коммерческого учета электроэнергии.

В базовых версиях счетчиков, в зависимости от модификации, предусмотрены один или два интерфейса (не считая оптопорт).

Основной коммуникационный канал счетчика - PLC. Тип модуляции, в зависимости от модификации - FSK, S-FSK, OFDM. Вторым интерфейсом для связи могут выступать интерфейсы перечисленные на рисунке 1 и указанные в таблице 2.

Опционально в зависимости от исполнения поддерживаются дополнительные коммуникационные каналы, указанные на рисунке 1 и описанные в таблице 3.

Оптический порт, расположенный на лицевой панели счётчика предназначен для связи со счетчиком во время его обслуживания после продажи, для прямого обмена данными и параметризации счетчика.

Обмен информацией и настройка счетчика по оптическому порту осуществляется при помощи оптоголовки соответствующей требованиям ГОСТ IEC 61107-2011.

Возможность параметрирования счетчика через оптический порт определяется правами доступа.

При считывании учетных данных или параметрировании счетчика по любому интерфейсу, включая оптический порт, используется модель данных DLMS/COSEM в соответствии со стандартом IEC 62056.

Прямой обмен данными и параметризация счетчика через оптопорт осуществляется с помощью программы COSEM Client, входящей в комплект поставки.

Типы исполнения счетчика, имеют условное обозначение на щитке (шильдике) и паспорте счетчика конкретной модификации в виде буквенно-цифровой комбинации, определяемой при заказе счетчика. Обозначения модификаций счетчиков серии NP71 и описание функций, соответствующих им, приведены ниже.

Структура условного обозначения счетчика приведена на рисунке 1.

В таблице 2 представлены возможные характеристики для счетчиков серии NP71.

В таблице 3 приведены пояснения буквенного Кода исполнения.

Фото общего вида счетчиков с указанием схемы пломбировки от несанкционированного доступа приведены на рисунках 2 и 3.

NP 7

Тип:

Счетчик электрической энергии ООО «Матрица»:

Версия системы ADDAX: 7-я;

Количество фаз: 1- однофазный;

Код функциональности:

Е- EXTRA (расширенная функциональность),

L- LITE (урезанная функциональность);

Код заказа Х-Х-Х (пояснения в таблице 2):

NP

Х-Х-Х <

X.

(х-х-х)

Х- Схема подключения, максимальный ток и номинальное фазное напряжение:

1 - непосредственного включения, 1макс = 80 А, U = 230 В;

2 - непосредственного включения, 1макс = 100 А, U = 230 В;

l*X-X - Любые десятичные цифры;

Код исполнения - в дополнение к базовой модификации (Х) < прибора учета (одна или сочетание букв латинского

алфавита, пояснения в таблице 3. Может не применяться):

(A) - ЖК-дисплей с обозначениями единиц измерений буквами русского алфавита;

(B) - дополнительный интерфейс беспроводный (Wireless) M-Bus - 868 МГц;

(С) - дополнительный интерфейс CM.Bus;

(D) - датчик используемый для определения разности силы тока в фазном проводе и нейтрали -дифференциальный трансформатор;

(E) - дополнительный интерфейс Ethernet;

(F) - дополнительный интерфейс радиоканал, например: ZigBee, Lora, NB-IoT, WiFi,

433 МГц, 868 МГц или иные;

(G) - дополнительный интерфейс - GSM/GPRS-модем;

(H) - дополнительный интерфейс - универсальный 2G/3G/4G/CDMA-модем;

(I) - наличие электрических импульсных телеметрических выходов;

(K) - дополнительный коммуникационный интерфейс PLC (FSK-132);

(L) - наличие PLC модема;

(M) - дополнительный интерфейс - проводной M-Bus;

(N) - отсутствие PLC модема;

(Р)   - расширенные измерительные возможности счетчика;

(Rs) - интерфейс RS-485;

(r) - дополнительное (сервисное) реле;

(T) - датчик тока в цепи нейтрали - трансформатор;

(U) - дополнительный интерфейс USB;

(V) - датчик тока в цепи нейтрали - шунт;

(Y) - базовый ток 5 А;

(Z) - базовый ток 10 А.

Символами (х-х-х) обозначают заводской код исполнения, которые могут < принимать любые цифровые значения. Заводской код используют для внутренней идентификации приборов учета. Заводской код может не применяться в обозначении некоторых модификаций.

Рисунок 1 - Структура обозначения счетчиков электрической энергии однофазных серии NP71

Таблица 2 - Соответствие технических характеристик базовых модификаций счётчика NP71 уникальному коду заказа

Продолжение таблицы . 2

Таблица 3 - Пояснение буквенного кода исполнения

Продолжение таблицы 3

Место нанесения знака поверки

Место установки пломбы завода-изготовителя

Место установки пломбы с оттиском энергоснабжающей организации для защиты от несанкционированного доступа

Рисунок 2 - Схема пломбировки счетчиков в «классическом» корпусе

Место нанесения знака поверки

Место установки пломбы завода-изготовителя

Рисунок 3 - Схема пломбировки счетчиков в split-корпусе

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) предназначено для выполнения следующих функций:

- преобразование измеренных физических величин в цифровой код;

- размещение результатов измерений в энергонезависимой памяти. Память предназначена для хранения учетных данных и расчетных значений, коэффициентов калибровки и конфигурации;

- работы встроенных часов;

- поддержка связи через локальный оптический порт;

- обмен данными через PLC модем;

- поддержка связи через дополнительные интерфейсы;

- отображение информации на встроенном ЖКИ;

- генерация сигналов для испытательных импульсных выходов;

- управление нагрузкой через основные отключающие реле;

- управление маломощной нагрузкой через дополнительное реле;

- регистрация вскрытия крышки клеммника и вскрытия корпуса счетчика;

- контроль датчика магнитного поля;

- генерация сигнала для PLC модема при пересечении нуля.

ПО счетчика обеспечивает автоматическую самодиагностику с формированием обобщенного сообщения в Журнале событий о работоспособности.

Самодиагностика происходит автоматически при включении и не менее одного раза в секунду, при этом проверяются следующие узлы счетчика:

- встроенная память;

- измерительный блок;

- вычислительный блок;

- неизменность калибровочных коэффициентов;

- целостность встроенного ПО;

- встроенные часы;

- сетевой блок питания;

- резервная батарея питания.

Встроенное ПО счетчика структурно разделено на метрологически значимую и метрологически незначимую части.

Метрологически незначимая часть содержит в себе прикладную и коммуникационную составляющую.

Возможны изменения только в прикладной и коммуникационной составляющих метрологически незначимой части ПО, при этом метрологически значимая часть остается неизменной. Метрологически незначимая часть программного обеспечения может быть обновлена локально или удаленно.

Номер версии ПО отображается при включении счетчика после самодиагностики и выводится на жидкокристаллический индикатор (ЖКИ). Контрольная сумма исполняемого кода предоставляется по запросу производителем и является индивидуальной для каждого счетчика.

Влияние программного продукта на точность показаний счетчиков находится в границах, обеспечивающих метрологические характеристики, указанные в таблице 5. Данные, хранящиеся в памяти счетчика, имеют дискретность. Диапазон представления, длительность хранения и округления результатов не влияют существенно на точность измерения счетчика.

Идентификационные данные ПО приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Идентификационные данные ПО

Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

Таблица 5 - Метрологические и технические характеристики счетчиков

Продолжение таблицы 5

Таблица 6 - Пределы относительной погрешности измерений активной, реактивной и полной

мощности для счетчиков исполнения (P) _____________________________________________

Продолжение таблицы 6

Таблица 7 - Пределы относительной/абсолютной погрешности измерений параметров потребления электроэнергии для счетчиков исполнения (P)

Таблица 8 - Пределы допускаемых абсолютных значений погрешности измерений показателей качества электроэнергии для счетчиков исполнения (P)

Знак утверждения типа

наносят на щиток (шильдик) на лицевой панели счетчика методом штемпелевания (шелкографии, наклейки) или методом лазерной гравировки, на титульный лист паспорта и руководства по эксплуатации - типографским способом.

Комплектность

Комплектность счетчиков приведена в таблице 9.

Таблица 9 - Комплектность счетчиков

Продолжение таблицы 9__________________________________________________________

Поверка

осуществляется по документу ADDM.411152.001 МП-17 «Счетчики электрической энергии однофазные серии NP71. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» 6 декабря 2017 г.

Основные средства поверки:

- установка автоматическая многофункциональная для поверки счётчиков электрической энергии SJJ-1 регистрационный номер в Федеральном информационном фонде (регистрационный №) 37404-08;

- установка для проверки электрической безопасности GPI-825, регистрационный № 30010-10;

- частотомер Ч3-54, регистрационный № 5480-76;

- секундомер СОСпр-2б, регистрационный № 2231-72.

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на паспорт и счетчик.

Сведения о методиках (методах) измерений приведены в эксплуатационном документе.

Нормативные документы

ГОСТ 31818.11-2012 (МЭК 62052-11:2003) Общие требования испытаний и условия испытаний. Часть 11: Счетчики электрической энергии

ГОСТ 31819.21-2012 (МЭК 62053-21:2003) Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 21. Статические счетчики активной энергии классов точности 1 и 2

ГОСТ 31819.23-2012 (МЭК 62053-23:2003) Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 23. Статические счетчики реактивной энергии

ГОСТ 32144-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения

ГОСТ IEC 61107-2011 Обмен данными при считывании показаний счетчиков, тарификации и управления нагрузкой. Прямой локальный обмен данными;

ТУ 4228-701-73061759-11 изм. 3. Счетчики электрической энергии однофазные серии NP71. Технические условия