Счетчики электрической энергии однофазные электронные ГАММА

Назначение

Счётчики электрической энергии однофазные электронные ГАММА (далее - счётчики) предназначены для измерения и учета активной и реактивной энергии в 2-х проводных цепях переменного тока промышленной частоты.

Описание

Принцип действия счётчиков основан на измерении входных сигналов напряжения и силы переменного тока с помощью аналого-цифровых преобразователей и их перемножении с последующей обработкой с помощью специализированного контроллера.

Счётчики могут быть использованы автономно или в составе автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии (далее - АСКУЭ).

Счётчики построены на базе цифрового сигнального процессора (DSP) со встроенным аналого-цифровым преобразователем, который производит преобразование сигналов, поступающих на его входы от датчиков тока и напряжения в цифровой код. В качестве датчика тока используются токовый трансформатор и (или) шунт, имеющий незначительную линейную погрешность, а в качестве датчика напряжения - резистивный делитель, включенный в параллельную цепь счётчика.

Счётчики выпускаются в исполнении для установки внутри помещений (либо в местах имеющих дополнительную защиту от влияния окружающей среды) и в исполнении для наружной установки.

По способу крепления счётчики выпускаются для установки в щиток, для установки на DIN-рейку, а также могут быть разделены на две части - измерительный блок (может устанавливаться на опоре линии электропередачи) и удаленный индикатор. В счётчиках с разделенной архитектурой измерительный блок реализует все функции многотарифного счётчика с передачей информации для отображения на удаленном индикаторе по каналу связи PLC или радиоканалу.

В счётчиках модификаций ГАММА 1А, ГАММА 1B, ГАММА 1C для хранения и отображения измеренных величин имеется энергонезависимая память и жидкокристаллический индикатор (далее - ЖКИ) для отображения измеряемых величин. Выбор отображаемой информации на ЖКИ осуществляется при помощи кнопки или автоматически по кольцу через заданное пользователем время.

Счётчики модификации ГАММА 1Ст имеют разнесенную архитектуру: измерительный блок (далее - ИБ) устанавливается на опоре воздушной линии непосредственно на отводе воздушной линии к абоненту, что исключает возможность скрытого подключения нагрузки до счётчиков. Информация со счётчика считываются при помощи удаленного дисплея (далее -УД) или при помощи специализированных устройств АСКУЭ.

По защите от проникновения пыли и воды корпус счётчика для установки внутри помещений удовлетворяет степени защиты IP51. Измерительный блок счётчика для наружной установки удовлетворяет степени защиты IP54, удаленный индикатор - степени защиты IP51.

Возможны следующие варианты счётчиков:

- ГАММА 1Аш - тип счётчика ГАММА 1А с шунтом в качестве датчика тока для

внутренней установки;

- ГАММА 1Вш - тип счётчика ГАММА 1В с шунтом в качестве датчика тока для внутренней установки;

- ГАММА 1Втш - тип счётчика ГАММА 1В с шунтом в качестве датчика тока цепи «фазы» и трансформатором тока в качестве датчика тока цепи «нуля». Счётчик предназначен для внутренней установки;

- ГАММА 1Стш - тип счётчика ГАММА 1С с шунтом в качестве датчика тока цепи «фазы» и трансформатором тока в качестве датчика тока цепи «нуля». Счётчик предназначен для внутренней установки;

- ГАММА 1Сш - тип счётчика ГАММА 1В с шунтом в качестве датчика тока для внутренней установки;

- ГАММА 1Ст - тип счётчика ГАММА 1С с шунтом в качестве датчика тока. Счётчик с разделенной архитектурой для наружной установки измерительного блока;

- ГАММА 1Стт - тип счётчика ГАММА 1С с трансформатором в качестве датчика тока. Счётчик с разделенной архитектурой для наружной установки измерительного блока.

Счётчики варианта «ТШ» с двумя каналами измерения тока сравнивают значения активных энергий, проходящих по каналам «фазы» и каналу «нуля». Если значение активной энергии по каналу «нуля» оказывается выше, чем по каналу «фазы» более чем на 6,25%, то базовым принимается канал «нуля». В этом случае накопления по всем массивам базы данных ведутся по данному каналу.

Учет энергии ведется независимо от направления тока.

Измерение количества электрической энергии ведется независимо от направления тока.

В зависимости от модификаций счётчики могут измерять следующие параметры электрической энергии:

- активная (реактивная) потребленная электроэнергия раздельно по каждому тарифу;

- значения силы переменного тока;

- значения напряжения переменного тока;

- значения частоты переменного тока.

Учет активной энергии ведется независимо от направления тока.

С чётчики имеют следующие модификации для учета активной и реактивной энергии:

- «1» - учет потребленной активной энергии с классом точности 1,0 для счётчиков модификаций ГАММА 1А, ГАММА 1B и ГАММА 1С;

- «1/1» - учет потребленной активной энергии с классом точности 1,0 и реактивной

э нергии в квадрантах Q1 и Q4 с классом точности 1,0 для счётчиков модификаций ГАММА 1С;

- «1/2» - учет потребленной активной энергии с классом точности 1,0 и реактивной

энергии в квадрантах Q1 и Q4 с классом точности 2,0 для счётчиков модификации ГАММА 1С.

Для хранения и отображения измеренных величин в счётчиках имеется энергонезависимая память и жидкокристаллический индикатор (для счётчиков с разделенной архитектурой - удаленный индикатор). Учет энергии обеспечивается по четырем тарифам, восьми тарифным зонам, различным для рабочих, субботних, воскресных и праздничных дней, в двенадцати сезонах.

Переключение тарифов производится внутренними часами реального времени. Ход часов при отсутствии питания обеспечивается с помощью встроенной литиевой батареи в течение 16 лет. Часы реального времени имеют внутреннюю термокоррекцию.

Счётчики имеют различные варианты цифровых интерфейсов. С помощью цифровых интерфейсов можно получать информацию об измеренных величинах, как в реальном времени, так и об архивных параметрах, хранящихся в базе данных счётчиков. Возможны следующие виды интерфейсов:

- «С0» - оптопорт (по МЭК 61107);

- «С1» - оптопорт и RS485;

- «С2» - оптопорт и RS232;

- «С3» - оптопорт и радиоканал (RF);

- «С4» - оптопорт и PLC;

- «С 5» - оптопорт и GSM/GPRS;

- «С6» - оптопорт и радиоканал(КБ) и PLC.

Счётчики ГАММА 1С выпускаются в следующих вариантах:

- «0» - без возможности отключения потребителя;

- «1» - отключение потребителя с помощью внешнего УЗО;

- «2» - отключение потребителя с помощью встроенного реле.

С чётчики ГАММА 1Ст выпускаются в следующих вариантах:

- «0» - без возможности отключения потребителя;

- «1» - отключение потребителя с помощью реле, встроенного в УД;

- «2» - отключение потребителя с помощью реле, встроенного в ИБ.

Отключение потребителя производится по 4 критериям:

- по непосредственной команде по цифровому интерфейсу;

- по превышению установленной энергии (по каждому тарифу возможно установить свой порог);

- по превышению установленной мощности (по каждому тарифу возможно установить свой порог) потребитель отключается на одну минуту;

- по превышению входного напряжения до возвращения напряжения к нормальным значениям.

Счётчики могут комплектоваться различными типами индикаторов:

- «1» - цифровой, имеет 8 цифр для отображения значений и 8 «галочек» для типов выводимых измерений;

- «2» - специализированный, имеет 8 цифр для отображения значений, а также поля для вывода единиц измерений, тарифа, служебных данных;

- «3» - цифровой с подсветкой;

- «4» - специализированный с подсветкой;

- «5» - удаленный индикатор с PLC каналом связи для счётчиков с разделенной архитектурой;

- «6» - удаленный индикатор с радиоканалом для счётчиков с разделенной архитектурой.

В зависимости от модификации (А, В или С) счётчики имеют функцию регистрации базы данных о потребленной энергии и параметрах сети разного состава и объема. В таблице 1 указаны функциональные возможности модификаций счётчика.

Таблица 1 - Состав базы данных счётчиков модификаций А, В и С

Продолжение таблицы 1

В зависимости от модификации (А, В или С) счётчики имеют функцию регистрации журнала событий разного состава и объема. В таблице 2 указаны функциональные возможности модификаций счётчика.

Таблица 2 - Перечень событий для модификаций А, В и С

Счётчики модификации ГАММА 1С и ГАММА 1Ст имеют функцию регистрации журнала контроля качества сети. В таблице 3 приведен перечень регистрируемых событий.

______Таблица 3 - Перечень записей журнала качества сети_______________________________ Наименование события

Снижение напряжения переменного тока ниже нижней уставки НДЗ. Фиксируется мини

мальное значение напряжения переменного тока__________________________________________

Снижение напряжения ниже нижней уставки ПДЗ. Фиксируется минимальное значение на

пряжения переменного тока__________________________________________________________

Повышение напряжения переменного тока выше верхней уставки НДЗ. Фиксируется максимальное значение напряжения переменного тока__________________________________________

Повышение напряжения переменного тока выше верхней уставки ПДЗ. Фиксируется максимальное значение напряжения переменного тока__________________________________________

Снижение частоты сети ниже нижней уставки НДЗ. Фиксируется минимальное значение частоты сети___________________________________________________________________________

Снижение частоты сети ниже нижней уставки ПДЗ. Фиксируется минимальное значение частоты сети___________________________________________________________________________

Повышение частоты сети выше верхней уставки НДЗ. Фиксируется максимальное значение частоты сети

Повышение частоты сети выше верхней уставки ПДЗ. Фиксируется максимальное значение

частоты сети___________________________________________________________________________

Примечание - ПДЗ - предельно допустимое значение;

НДЗ - нормально допустимое значение.

______Параметры ПДЗ и НДЗ задаются пользователем.__________________________________

УД счётчика ГАММА 1Ст отображают на индикаторе следующие параметры:

- версию программного обеспечения;

- результат самодиагностики;

- CRC16 встроенного программного обеспечения;

- активная потребленная энергия по тарифам и всего;

- реактивная энергия в квадранте Q1 по тарифам и всего;

- реактивная энергия в квадранте Q4 по тарифам и всего;

- активная мощность;

- реактивная мощность со знаком;

- полная мощность;

- коэффициент мощности cos ф;

- действующее значение тока по цепи фазы;

- действующее значение напряжения;

- текущее время;

- текущая дата;

- дата последнего перепрограммирования;

- коэффициент коррекции часов. Счётчики модификаций ГАММА 1А, ГАММА 1B, ГАММА 1С отображают на инди

каторе параметры, приведенные в таблице 4.

Продолжение таблицы 4

В зависимости от модификации (A, B, или С) счётчики позволяют считывать по цифровому интерфейсу обмена информацию, представленную в таблице 5.

Таблица 5 - Перечень параметров счётчиков модификаций А, В и С, считываемых по цифровому интерфейсу

В зависимости от модификации (A, B, С или Ст) счётчики позволяют записывать по интерфейсу обмена информацию, представленную в таблице 6.

Таблица 6 - Перечень параметров счётчиков модификаций А, В и С, записываемых по цифровому интерфейсу

В счётчиках со встроенным индикатором имеются два испытательных выхода: телеметрический, имеющий гальваническую изоляцию от цепей переменного тока, и оптический. Оба испытательных выхода работают синхронно. Счётчики с разделенной архитектурой имеют только оптический испытательный выход. Испытательный выход может работать в одном из режимов:

- телеметрический выход активной энергии. Данный режим устанавливается после включения питания;

- поверочный выход активной энергии;

- телеметрический выход реактивной энергии (только для счётчиков с измерением реактивной энергии);

- поверочный выход реактивной энергии (только для счётчиков с измерением реактивной энергии);

- выход частоты 512 Гц для проверки точности хода часов.

Переключение между режимами производится по одному из интерфейсов с помощью программы-конфигуратора.

Конструкция предусматривает возможность пломбирования корпуса счётчика навесными пломбами после его поверки и наклеивается гарантийная наклейка. Кроме того, защита счётчика обеспечивается несколькими уровнями паролей для разделения доступа к параметрам и данным, хранящимся в счётчиках и электронной пломбой вскрытия счётчиков. В счётчиках модификации ГАММА 1С установлен датчик магнитного поля. Информация о воздействии на счётчики магнитного поля заносится в журнал событий.

Структура условного обозначения счётчиков приведена на рисунке 1.

Внешний вид счётчиков с указанием мест пломбировки и нанесения знаков поверки представлены на рисунке 2.

Рисунок 1 - Структура условного обозначения счётчиков

Место установки пломбы с оттиском поверительного клейма

Место установки пломбы с оттиском эксплуатирующей организации

а)

б)

в)

Рисунок 2 - Внешний вид счётчиков с указанием мест пломбировки и нанесения знаков поверки: а) счётчик для внутренней установки; б) счётчик с разделенной архитектурой; в) удаленный индикатор для счётчика с разделенной архитектурой

Программное обеспечение

В счётчиках все измерения и первичные вычисления выполняет цифровой сигнальный процессор фирмы Analog Devices с фиксированной программой. Калибровочные коэффициенты, рассчитанные при метрологической настройке счётчиков, включаются в тело программы счётчиков. Программное обеспечение (далее по тексту - ПО), установленное в счётчиках не имеет разделения на метрологически значимую и незначимую части. Вся программа представляет собой метрологически значимую часть программного обеспечения. После процедуры калибровки счётчика и расчёта таблицы термокоррекции формируется соответствующие два блока коэффициентов. После этого рассчитанные данные передаются в настраиваемый счётчик с помощью специальной команды протокола обмена. Данная команда доступна только тогда, когда открыта крышка счётчика. То есть после окончательной сборки счётчика - установки на него штатной крышки - данная команда блокируется. После получения данной команды ПО счётчика записывает полученные таблицы в специально отведенную область ПО, а также рассчитываются два байта, входящие в эту часть и служащие для выравнивания циклической контрольной суммы до 0.

При включении питания и один раз в сутки счётчики проводят самодиагностику. При самодиагностике в том числе считается циклическая контрольная сумма (CRC16). Если CRC16 не равна 0, то формируется код ошибки, сохраняемый в журнале событий счётчиков «самодиагностика неуспешна». Последний результат самодиагностики счётчиков можно просмотреть с помощью программы-конфигуратора «GAMMA-I2.exe» в разделе «Журнал событий - самодиагностика неуспешна» или на индикаторе УД.

Влияние программного продукта на точность показаний счётчиков находится в границах, обеспечивающих метрологические характеристики, указанные в таблице 7. Диапазон представления, длительность хранения и дискретность результатов измерений соответствуют нормированной точности счётчика.

Идентификационные данные ПО, установленного в счётчиках приведены в таблице 7. Таблица 7 - Идентификационные данные ПО

Примечание - Номер версии ПО состоит из 3 полей:

03.. .06 - код изделий ГАММА 1 А, ГАММА 1В, ГАММА 1С;

XX - модификация изделия;

YY - версия ПО.

Метрологические характеристики нормированы с учетом влияния программного обеспечения.

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

Технические характеристики

Основные метрологические и технические характеристики представлены в таблице 8.

Таблица 8 - Основные метрологические и технические характеристики счётчиков

Продолжение таблицы 8

Продолжение таблицы 8

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на лицевую панель счётчиков и титульных листах эксплуатационной документации методом офсетной печати.

Комплектность

Комплектность счётчиков для внутренней установки приведена в таблице 9. Ком-

плектность счетчиков с разделенной архитектурой приведена в таблице 10.

Таблица 9 - Комплектность счётчиков для внутренней установки

Таблица 10 - Комплектность счётчиков с разделенной архитектурой

Поверка

осуществляется по документу УКША.078.000.000МП «Счётчики электрической энергии однофазные электронные ГАММА. Методика поверки», утвержденному ООО «ИЦРМ» в июне 2016 г.

Перечень основных средств, применяемых при поверке представлен в таблице 11. Таблица 11 - Перечень основных средств, применяемых при поверке

Сведения о методах измерений

Методы измерений на счётчики электрической энергии однофазные электронные ГАММА приведены в руководстве по эксплуатации УКША.078.001.000-ХХРЭ (УКША.080.000.000-ХХРЭ - для счётчиков с разделенной архитектурой), где ХХ - исполнение счётчика.

Нормативные документы

ГОСТ 31818.11-2012 (IEC 62052-11:2003) Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Общие требования. Испытания и условия испытаний. Часть 11. Счётчики электрической энергии.

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

ГОСТ 31819.23-2012 (IEC 62053-23:2003) Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 23. Статические счётчики реактивной энергии. УКША.422821.002ТУ «Счётчики электрической энергии однофазные электронные ГАММА. Технические условия».