Назначение
Модули для измерения активной и реактивной энергии переменного тока ЕМ3 (далее - модули) предназначены для измерений и учета активной и реактивной энергии в двух направлениях, напряжения (фазного и линейного), силы тока, cos ф, углов между током и напряжением в фазах, углов между напряжениями в фазах и мощности в 3-х и 4-х проводных цепях переменного тока промышленной частоты для использования в составе комплексов «ДЕКОНТ».
Область применения: предприятия энергетики и промышленности.
Описание
Модуль представляет собой аналого-цифровой измерительный прибор, собранный на основе специализированной микросхемы. Измеренные значения представлены в цифровом виде. Среднеквадратичные значения токов и напряжений в фазах вычитываются каждые 2-3 миллисекунды, полученные значения возводятся в квадрат и суммируются в течение секунды. По истечении секунды, накопленное значение делится на количество измерений и вычисляется корень квадратный, результат умножается на поправочный коэффициент. Частота напряжения измеряется микросхемой на одной из фаз. При отсутствии напряжения на текущей фазе, измерение перемещается на фазу, где есть напряжение. В течение секунды также вычитываются значения углов между током и напряжением в фазах, и между напряжениями фаз.
По значениям напряжений в фазах и значениям углов между ними вычисляются линейные напряжения. Каждые 20 миллисекунд, из микросхемы считываются накопленные значения активной и реактивной энергий каждой фазы, из которых формируется четыре составляющих: активная прямая, активная обратная, реактивная прямая, реактивная обратная Прямая и обратная активная и реактивная энергии определяется знаком значения энергии, считанной из микросхемы (положительное значение активной энергии относится к прямой активной энергии (импорт), а отрицательное- к обратной (экспорт) . Каждая составляющая в каждой из фаз суммируется в течение секунды. По истечении секунды, накопленные значения составляющих энергии, умножаются на поправочные коэффициенты в каждой фазе. Модуль может работать в одном из двух режимов - по одной из любой фаз (пофазно) и одновременно по всем фазам (суммарном). В пофазном режиме полученные значения энергии ведутся в отдельных счетчиках (4 составляющих в каждой фазе), а в суммарном режиме полученные значения энергии, суммируются по фазам, и прибавляются к общим счетчикам энергии. Значения активной энергии, накопленные за секунду, умноженные на поправку значения частоты напряжения являются значениями активной мощности в фазах. Также предоставляется просуммированное по всем фазам с учетом направления, активной мощности. Значения cos ф рассчитывается из значений активной и реактивной энергий в фазах. Все измеренные значения могут быть переданы в цифровом виде по интерфейсу связи RS-485 в протоколе SyBUS, а также наблюдаться на внешнем мини-пульте. Измеренные значения энергии в модулях, передаваемые по интерфейсу связи RS-485, привязываются к значению минуты реального времени. Для ведения реального времени, модули поддерживают проце-
дуры синхронизации времени протокола SyBUS - специальная широковещательная транзакция в локальной сети от системного задатчика времени, содержащая значение реального времени с дискретностью 1 миллисекунда. Модули обеспечивают импульсный выход, назначаемый программно на любую из четырёх составляющих энергии в любой фазе: активная прямая, активная обратная, реактивная прямая, реактивная обратная.
Накопленные значения электроэнергии и заложенные коэффициенты, такие как поправочные коэффициенты, для вычисления токов, напряжений и энергии для каждой фазы, режим работы, а так же скорость и адрес модуля в локальной сети, сохраняются в энергонезависимой памяти EEPROM.
При отсутствии электропитания сохранение данных обеспечивается в течение 40 лет.
В модулях реализуются функция самодиагностики.
Интерфейс RS-485 позволяет объединять модули ЕМ3 в единую систему, осуществлять обмен данными на расстояниях до 1 км и подключать к персональному компьютеру, что позволяет легко интегрировать модули в автоматизированные информационноизмерительные системы коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ). Скорость передачи данных по сети программируется и может выбираться из диапазона 307200, 153600, 38400 и 9600 бит/с. бит/с. Пакетный способ передачи данных на основе протокола SyBUS позволяет осуществлять прием и передачу отдельных параметров и команд. Считывание измерительной информации с модулей осуществляется с помощью специализированного минипульта.
Питание модулей осуществляется от источника постоянного тока, напряжением 24 В. При пропадании напряжений во всех трех фазах модули сохраняют все данные на момент отключения электроэнергии и переходят в режим хранения данных.
Конструкция предусматривает возможность опломбирования корпуса модулей специальной голографической наклейкой с нанесенной на ней датой последней поверки, кода поверочной организации и поверителя.
Модули имеют разное обозначение в зависимости от их модификации
Схема обозначений модификаций модулей
емз-ХХХ/х/ХХ-Х
Линейное напряжение 100 В или 400 В
Номинальный ток 1 А или 5 А _____
Класс точности 0,5 S ----------------
Исполнение: М - модифицированный
Фотографии модуля и место нанесения этикетки контроля вскрытия приведены на рисунках 1 и 2.
Рис.1
Рис.2
Технические характеристики
| ■ ••■.......... ._ Тип модуля Наименование ——— Параметра ’——— | ЕМ3-100/1 /0,5S | ЕМ3-100/5 /0,5S | ЕМ3-400/1 /0,5S | ЕМ3-400/5 /0,5S |
| Характеристики измерения энергии |
| Класс точности по активной энергии, ГОСТ Р 52323-2005 | 0,5 S |
| Класс точности по реактивной энергии, ГОСТ Р 52425-2005 | 1,0 |
| Номинальное значение силы тока (1ном), А | 1 | 5 | 1 | 5 |
| Максимальное значение силы тока, А | 1,5 1ном |
| Номинальное значение частоты, Г ц | 50 |
| Номинальное напряжение (ином), В фазное/линейное | 3x57,7/100 | 3x230/400 |
| Время начального запуска, не более, с | 2 |
| Диапазон рабочих напряжений, В | 0,6 ... 1,2 ином |
| Диапазон рабочей частоты, Г ц | 40.60 |
| Стартовый ток, А | 0,005 |
| Передаточное число, имп./кВт-ч ( имп./квар-ч) | 4-105 | 8*106 | 105 | 2*104 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения температуры на 10°С при измерении: - активной энергии, % - реактивной энергии, % | ± 0,15 ± 0,2 |
| Диапазон измерений напряжения, фазное/линейное | 0,3.1,2 ином |
| Диапазон измерений силы тока | 0,01.1,5 1ном |
| Диапазон измерений частоты сети, Г ц | 40.60 |
| Диапазон измерений cosф: - для емкостной нагрузки - для индуктивной нагрузки | 0 (емк.) - 1,0 0 (инд.) - 1,0 |
| Диапазон измерений активной мощности, кВт | 0,002 -0,3 | 0,011,5 | 0,008 -1,2 | 0,046,0 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности, % при измерении: - напряжения; - силы тока; - частоты. | ± 0,5 ± 0,5 ± 0,2 |
| Пределы допускаемой основной приведенной погрешности, % при измерении cos ф, град | ± 2,0 |
| Пределы допускаемой основной погрешности, при измерении угла между напряжением и током каждой фазы, град. | ± 0,5 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения температуры на ±10°С, %, при измерении: - - напряжения; - - силы тока; - - частоты. | ± 0,1 ± 0,1 ± 0,05 |
| Пределы допускаемой дополнительной приведённой погрешности от изменения температуры на ±10°С, %, при измерении cos ф | ± 0,5 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения температуры на ±10°С, при измерении угла между напряжением и током каждой фазы, град. | ± 0,25 |
| Основная и дополнительные погрешности по измерению мощности равны соответствующим погрешностям по измерению энергии |
| Общие характеристики | |
| Напряжение питания, В | 24 (95-30) |
| Ток потребления (при напр. питания 24 В), не боле, мА | 50 |
| Наличие цифрового интерфейса | RS-485 |
| Потребляемая мощность, В^А, не более: Цепь напряжения (на каждую фазу) Цепь тока (на каждую фазу) | 0,1 0,3 |
| Коммутируемое напряжение канала импульсного выхода, не более, В | =24 |
| Максимальный длительный ток канала импульсного выхода, мА | 100 |
| Г абаритные размеры (длина, ширина, высота), мм | 99; 114,5; 40 |
| Масса, (не более) кг | 0,2 |
| Длительность хранения информации при отключении питания, лет | 40 |
| Диапазон рабочих температур, оС | минус 40...70 |
| Диапазон температур хранения, оС | 5. 40 |
| Диапазон температур транспортировки, оС | минус 40.55 |
| Средний срок службы, лет | 40 |
| Средняя наработка на отказ, часов | 140000 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на лицевой панели модуля и титульных листах эксплуатационной документации методом офсетной печати.
Комплектность
В комплект поставки входят:
- модуль для измерения активной и реактивной энергии переменного тока ЕМ3;
- формуляр;
- коробка упаковочная.
По отдельному заказу и требованию организаций, производящих поверку, высылается методика поверки и вспомогательное оборудование - минипульт.
Поверка
осуществляется согласно документу 4228-012-86507412-2011 МП «Модули для измерения активной и реактивной энергии переменного тока ЕМ3. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ВНИИМС в мае 2011 года.
Перечень основного оборудования, необходимого для поверки:
- поверочная установка МК 6801 (МК 6800) или аналогичная с эталонным счетчиком класса точности 0,1;
- универсальная пробойная установка УПУ-10 испытательное напряжение до 6 кВ; погрешность установки напряжения ± 5%;
- вольтметр Д 5103 кл.т. 0,1, конечное значение диапазона измерений 75 В, 150 В, 300 В и 600 В;
- амперметр Д 5100 кл.т. 0,1, пределы измерения тока 0-2,5A; 0-5A;
- частотомер электронно-счётный Ч3-63, диапазон измеряемых частот: синусоидального сигнала 0,1 Гц - 1000 МГц; импульсного сигнала 0,1 Гц - 200 МГц (0,1-10 В);
- секундомер СДСпр-1, абсолютная погрешность за 30 мин. ± 0,1 с.
Сведения о методах измерений
Сведения отсутствуют
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94 "Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия".
ГОСТ Р 52320-2005 "Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Общие требования. Испытания и условия испытаний. Часть 11. Счетчики электрической энергии";
ГОСТ Р 52323-2005 “Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 22. Статические счетчики 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";
ТУ 4228-012-86507412-2011 «Модули для измерения активной и реактивной энергии переменного тока ЕМ3. Технические условия».
Рекомендации к применению
- «осуществление торговли и товарообменных операций»
- «выполнение государственных учётных операций»
