Назначение
Измерители мощности многофункциональные серии PM3200 (далее - измерители) предназначены для измерений активной и реактивной энергии в одном или в двух направлениях в трехфазных трехпроводных и четырехпроводных цепях переменного тока промышленной частоты.
Описание
Измерители мощности многофункциональные серии PM3200 состоят из входных первичных преобразователей тока и напряжения, аналого-цифровых преобразователей, микропроцессора и дисплея на ЖКИ. Принцип действия измерителей основан на преобразовании мгновенных значений сигналов измеряемых величин в цифровые коды. В измерителях в качестве датчиков тока используются трансформаторы, а в качестве датчиков напряжения - резистивные делители. Измерители предназначены для эксплуатации внутри помещений промышленного, сельскохозяственного и бытового назначения. Измерители могут применяться как автономно, так и в составе автоматизированных систем технического учета электроэнергии (АСТУЭ) и передачи измеренных или вычисленных параметров на диспетчерский пункт по контролю, учету и распределению электрической энергии, а также в системах управления нагрузкой энергетических сетей. Связь с ЭВМ осуществляется с помощью цифрового интерфейса. Питание измерителя обеспечивается от входных сигналов напряжения.
Измеренные значения и параметры настроек прибора можно просмотреть на дисплее, используя кнопки управления на лицевой панели. Кнопки управления позволяют произвести настройку прибора (выставить режим работы, коэффициенты трансформации измерительных трансформаторов, и др.).
Дополнительно для приборов со встроенным интерфейсом связи RS485 с помощью программного обеспечения «ION Setup» и «SPM7» можно просматривать измерения и настраивать параметры прибора с экрана компьютера.
Измерение реактивной энергии происходит следующим образом.
Шаг 1. Вычисляется абсолютное (беззнаковое) значение реактивной мощности каждой фазы как корень квадратный из разности квадратов полной и активной мощностей:
q = лЛ2- р2
Шаг 2. По сдвигу фазы тока от напряжения вычисляется текущий квадрант для вектора полной мощности кВА. (В расчёт берётся только 1-я гармоника. Применяется быстрое
разложение в ряд Фурье). Реактивной мощности присваивается знак «+» при нахождении вектора полной мощности в 1-м или во 2-м квадранте и, соответственно, знак «-» в 3-м или в 4-м квадранте.
Шаг 3.
Реактивная мощность 3-х фаз вычисляется как арифметическая сумма реактивных мощностей по фазам.
Шаг 4.Вычисляется приращение реактивной энергии как интеграл реактивной мощности по времени. Вычисление осуществляется в течение каждых 50-ти периодов сетевого напряжения (либо 60 периодов для сетей 60Гц). Т.е., интегрирование осуществляется примерно в течение 1 секунды.
Шаг 5.
Итоговое значение реактивной энергии вычисляется как сумма предыдущего итогового значения и приращения значения, полученного на предыдущем шаге.
Для хранения и отображения измеренных величин в измерителях мощности имеется энергонезависимая память и жидкокристаллический индикатор. Ход часов при отсутствии питания обеспечивается с помощью мощного конденсатора не менее 72 часов. При более длительном отключении питания счетчика происходит сброс часов к заводским настройкам.
Конструктивно измерители состоят из лицевой панели, пломбируемых крышек, цифрового интерфейса и дискретных входов и выходов. На лицевой панели измерителя расположены:
- Светодиод, показывающий потребление активной электроэнергии, а также, что счетчик включен и работает нормально;
- Клавиатура из четырех кнопок, позволяющая изменять режимы работы и отображения на дисплее;
- Двух пломбируемых крышек, защищающих от несанкционированного вмешательства в работу измерителя.
В зависимости от исполнений измерители выпускаются нескольких моделей: PM3200, PM3210, PM3250, PM3255. Схема структурного обозначения приборов с перечислением моделей представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Схема структурного обозначения измерителей мощности серии PM3200
Функциональные возможности измерителей мощности серии PM3200 в зависимости от модификаций приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Функциональные возможности измерителей мощности серии PM3200
| Функциональные возможности измерителей мощности | Модификации измерителей |
| PM3200 | PM3210 | PM3250 | PM3255 |
| И | змеряемые величины |
| Напряжение фазные, междуфазные и среднее фазное и междуфазное | + | + | + | + |
| Фазные токи | + | + | + | + |
| Активная мощность | + | + | + | + |
| Функциональные возможности измерителей мощности | Модификации измерителей |
| PM3200 | PM3210 | PM3250 | PM3255 |
| Реактивная мощность | + | + | + | + |
| Полная мощность | + | + | + | + |
| Коэффициент мощности | + | + | + | + |
| Частота | + | + | + | + |
| Активная энергия (импорт)* | + | + | + | + |
| Активная энергия (импорт) по тарифам (до 4х тарифов)* | + | + | + | + |
| Активная энергия (экспорт)* | + | + | + | + |
| Реактивная энергия (импорт, экспорт)* | + | + | + | + |
| Активная энергия (импорт) от момента последнего сброса (partial)* | + | + | + | + |
| Реактивная энергия (импорт) от момента последнего сброса (partial)* | + | + | + | + |
| Коэффициент гармонического искажения (по напряжению и току) | - | + | + | + |
| Передача данных и управление |
| Порт RS-485 (протокол Modbus) | - | - | 1 | 1 |
| Дискретные входы | - | - | - | 2 |
| Дискретный выходы | - | - | - | 2 |
| Импульсный выход | - | 1 | - | - |
| Другие характеристики |
| Аварийно-предупредительная сигнализация срабатывания по уставкам | - | 5 | 5 | 15 |
| Ведение журналов мощности и энергии | - | - | - | + |
| Примечание: *- c нормированием точности |
Фотография измерителя мощности и места опломбирования представлены на рисунках 2 и 3.
Рисунок 2 - Фотография измерителя мощности серии PM3200 (вид сверху) Красным кругом выделено место установки клейма поверителя в виде наклейки.
Рисунок 3 - Фотография измерителя мощности серии PM3200 (модель PM3210)
Программное обеспечение
Программное обеспечение измерителей мощности разработано специалистами фирмы «Schneider Electric Industries SAS»u является собственностью компании.
Встраиваемое ПО (заводская прошивка) записывается в устройство на стадии его производства. Защита от копирования ПО осуществляется на аппаратном уровне: вычитывание памяти программ и памяти данных невозможно. Конечный пользователь не имеет доступа к изменению системных параметров (калибровочные коэффициенты, алгоритмы работы устройства и т.д.). Для защиты несанкционированного изменения настроечных параметров устройства в ПО используется система авторизации пользователя (многоуровневый пароль) и невозможно без вскрытия прибора.
Влияние программного продукта на точность показаний счетчиков находится в границах, обеспечивающих метрологические характеристики, указанные в таблице 3. Диапазон представления, длительность хранения и дискретность результатов измерений соответствуют нормированной точности измерителя.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Характеристики программного обеспечения измерителей серии PM3200
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | Swift.bin |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 0.5.807 |
| Цифровой идентификатор ПО | — |
Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «C» по МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики представлены в таблице 3.
Таблица 3 - Основные метрологические и технические характеристики измерителей мощности
серии PM3200
| Наименование параметра | Значение |
| Класс точности по активной энергии: - при номинальном токе 5 А: - по ГОСТ 31819.22-2012 - при номинальном токе 1 А: - по ГОСТ 31819.21-2012 | 0,5S 1 |
| Класс точности по реактивной энергии по ГОСТ 31819.23-2012 | 2 |
| Базовый/номинальный (максимальный) ток, А | 5(10) либо 1(10) настраивается |
| Диапазон рабочих напряжений без трансформаторов напряжения, В | от 50 до 330 - Фаза-Нейтраль от 80 до 570 - Фаза-Фаза |
| Настройка коэффициента передачи трансформаторов тока по первичной стороне, А | от 1 до 32767 |
| Настройка коэффициента передачи трансформаторов тока по вторичной стороне, А | 1 или 5 |
| Настройка коэффициента передачи трансформаторов напряжения по первичной стороне, В | от 1 до 1000000 |
| Настройка коэффициента передачи трансформаторов напряжения по вторичной стороне, В | Выбор из ряда 100; 110; 115; 120 |
| Номинальная частота, Гц | 50 либо 60 - настраивается |
| Рабочий диапазон частот, Гц | от 45 до 65 |
| Диапазон измерения тока, А | от 0,05 до 6 с трансформаторами тока 5А от 0,02A до 1,2 с трансформаторами тока 1А |
| Наименование параметра | Значение |
| Максимальный ток перегрузки, А | 10 - постоянно 20 (в течение 10 с за час) |
| Напряжение собственного питания, В | от 100 до 480 (±20%) переменного напряжения от 45 до 65 Гц, (3 Вт / 5 В^А), Или от 100 до 300 постоянного напряжения, (3 Вт) |
| Параметры дискретных выходов (PM3255) | от 11 до 40 В постоянного напряжения, макс. ток < 4мА, \гальваноизоляция 3.5кВ действ. напряжение |
| Параметры импульсного выхода (PM3210) | Полярная оптопара, от 5 до 30 В, макс.15мА, гальваноизоляция 3.5 кВ действ. напряжение |
| Параметры дискретных выходов (PM3255) | Твёрдотельное реле, униполярное, от 5 до 40В, макс.50мА, макс.50 Ом, гальваноизоляция 3.5 кВ действ. напр n |
| Диапазон рабочих температур окружающего воздуха, °С | от -25 до +55 |
| Сопротивление измерительных входов напряжения (фазное), МОм | 5 |
| Потребляемая мощность по каждой цепи тока, В •А, не более | 0,15 |
| Потребляемая мощность по каждой цепи напряжения, В •А, не более | 0,022 |
| Максимальная мощность, цепей собственного питания измерителя, В •А, не более | 10 |
| Параметры цифрового порта RS485 (PM3250 и PM3255) | Протокол Modbus RTU, скорость от 9600 до 38400 бит/с, двойная изоляция |
| Основная абсолютная погрешность часов, с/сутки | ±2,5 при температуре 250C |
| Дополнительная температурная погрешность часов, с/сутки на °С | ±5 млн-1 |
| Защита от проникновения пыли и воды | IP20 (корпус), IP40 (лицевая панель) |
| Средний срок службы, лет | 15 |
| Средняя наработка измерителя до отказа, ч | 120000 |
| Масса, кг | 0,26 |
| Габаритные размеры (длина; ширина; высота), мм, не более | 90; 70; 95 |
Знак утверждения типа
наносится на лицевой панели измерителя и титульных листах эксплуатационной документации методом офсетной печати.
Комплектность
Таблица 4
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Измеритель мощности | - | 1 шт. |
| Паспорт | - | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации* | - | 1 шт. |
| Методика поверки. * | МП 208-3202-2013 | 1 шт. |
| Коробка упаковочная | - | 1 шт. |
| Программное обеспечение «ION Setup» ** | - | 1 шт. |
| Примечание: *-поставляется по отдельному заказу организациям, которые проводят поверку. ** - программное обеспечение доступное в свободном доступе на сайте изготовителя. |
Поверка
осуществляется по документу МП 208-3202-2013. «Измерители мощности серии PM3200.
Методика поверки» с изменением №1, утвержденному ФГУП «ВНИИМС» 14 ноября 2016 г.
Основные средства поверки:
установка модульная трехфазная портативная для поверки счетчиков электрической энергии PTS 400.3, регистрационный номер 33229-06;
универсальная пробойная установка УПУ-10:
- испытательное напряжение до 10 кВ,
- погрешность установки напряжения ±5%;
секундомер СДСпр-1, абсолютная погрешность за 30 мин. ± 0,1 с;
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на измеритель и (или) паспорт.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 31818.11-2012 (МЭК 62052-11:2003) Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Общие требования. Испытания 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 31819.22-2012 (МЭК 62053-22:2003) Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 22. Статические счетчики активной энергии классов точности 0,2S и 0,5S
ГОСТ 31819.23-2012 (МЭК 62053-23:2003) Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 23. Счетчики статические реактивной энергии
ГОСТ Р МЭК 61107-2001 Обмен данными при считывании показаний счетчиков, тарификации и управления нагрузкой. Прямой локальный обмен данными
