Назначение
Счетчики электрической энергии цифровые многозадачные трехфазные «Протон-К» -многофункциональные измерительные приборы (МИП) (далее - счетчик) предназначены для: - измерения активной энергии и мощности в двух направлениях и реактивной энергии и мощности по четырем квадрантам;
- расчетного (коммерческого) и технического учета активной энергии и мощности в двух направлениях и реактивной энергии и мощности по четырем квадрантам;
- работы в качестве многофункционального измерительного преобразователя для систем диспетчерского управления;
- ввода дискретных сигналов (ТС) и передачи команд телеуправления (ТУ) в системах диспетчерского управления;
- контроля показателей и норм качества электрической энергии (ПКЭ);
- регистрации аварийных режимов (РАР);
- работа в качестве устройства сбора и передачи данных (УСПД) по сети типа Ethernet.
Счетчики предназначены для работы в 3-х и 4-х проводных электрических сетях систем электроснабжения переменного тока с частотой 50 Гц (контроль ПКЭ только в 4-х проводных сетях) и могут подключаться через трансформатор тока и по напряжению напрямую или через трансформатор напряжения. Номинальные значения тока и напряжения, на которые рассчитаны счетчики, программируются на заводе-изготовителе и указываются в паспорте.
Описание
Счетчики могут применяться как автономно, так и в составе автоматизированных информационно-измерительных систем контроля и учета электроэнергии (АИИС КУ) и диспетчерского управления (АИИС ДУ).
Измерительная схема счетчика состоит из трансформаторов тока, резистивных делителей напряжения, аналого-цифровых преобразователей, микропроцессоров и жидкокристаллического дисплея. Счетчик имеет энергонезависимую память для хранения учетных данных и часы реального времени. Счетчик питается от измерительной цепи напряжения, либо от внешнего резервного питания для считывания данных при отсутствии сигналов в измерительной цепи. Счетчик имеет основной интерфейс RS-485 для передачи данных в системы коммерческого учета электроэнергии и комбинацию дополнительных интерфейсов, от 1-го до 3-х, из набора RS-485, CAN, Ethernet, PLC-модем, радиомодем и др. для оперативного контроля измеряемых параметров.
Параметры, измеряемые счетчиком, и выполняемые функции:
В базовой конфигурации (период обновления 1 с):
- активная энергия (суммарная по 3-м фазам) нарастающим итогом и мощность (по каждой из 3-х фаз) в двух направлениях (прямое и обратное);
- реактивная энергия (суммарная по 3-м фазам) нарастающим итогом и мощность (по каждой из 3-х фаз) по четырем квадрантам (прямое/индуктивная, обратное/емкостная, обрат-ное/индуктивная, прямое/емкостная);
- напряжение фазное (мгновенное значение);
- частота напряжения сети;
- полная мощность (по каждой из 3-х фаз и суммарная);
- линейные напряжения;
- ток (по каждой из 3-х фаз);
- угол между током и напряжением (по каждой из 3-х фаз);
- cos9 (sin9) (по каждой из 3-х фаз, информационный параметр);
С дополнительным модулем ПКЭ (период обновления 1 с):
- установившееся отклонение напряжения;
- размах изменения напряжения;
- доза фликера;
- коэффициент искажения синусоидальности напряжения;
- коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения;
- коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;
- коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности;
- отклонение частоты;
- длительность провала напряжения;
- импульсное напряжение;
- коэффициент временного перенапряжения.
С дополнительным модулем РАР:
- параметры аварийного процесса.
С дополнительным модулем ТС и ТУ:
- ввод в АИИС ДУ дискретных телесигналов;
- передача команд телеуправления с верхнего уровня на исполнительные устройства.
С дополнительным интерфейсом Eternet:
- передача измеренных счетчиком данных по сети Ethernet;
С дополнительным интерфейсом Eternet с функцией УСПД:
- сбор данных с подключенных по RS-485 и CAN счетчиков и ретрансляция в сеть Ethernet;
- ретрансляция команд (запросов) счетчикам, подключенным по RS-485 и CAN.
Данные сохраняются в памяти счетчика, передаются по линии связи и выводятся на жидкокристаллический дисплей.
Счетчик формирует два независимых профиля нагрузки для активной мощности в двух направлениях и реактивной мощности по четырем квадрантам (шесть параметров). Один с временем интегрирования 30 мин., глубина хранения 80 суток. Второй с изменяемым временем интегрирования N от 1 до 256 мин., глубина хранения 256*N мин.
В журнале событий счетчика фиксируются перерывы питания, время перепрограммирования, статусная информация о сбоях и ошибках в работе основных узлов счетчика, пропадание фазных напряжений и другие события.
Счетчик контролирует заданные уставки по фазным токам и напряжениям, при выходе за пределы которых выдается сигнал в линию связи.
Дополнительно на счетчик могут быть установлены:
- оптическая кнопка управления дисплеем;
- индикатор нагрузки, программируется для прямого или обратного направлений;
- клавиатура управления дисплеем и сетевыми настройками;
- оптический (инфракрасный) порт считывания данных.
Конструктивно счетчик выполнен в серийно выпускаемом пластмассовом корпусе, предназначенном для навесного крепления к щитам и панелям.
Цепи тока, напряжения, интерфейсов и поверочного выхода, дополнительного питания, каналы ТС и ТУ гальванически развязаны между собой и корпусом.
Счетчик может выпускаться в исполнениях:
ЦМ ХХ ХХ ХХХ ХХХХ
I-------------------- Дополнительные установки:
-- 0 - отсутствуют
1 - оптическая кнопка управления дисплеем
2 - индикатор нагрузки
3 - клавиатура управления дисплеем
и сетевыми настройками
4 - оптический (инфракрасный) порт
I--------------------------------- Тип дополнительных интерфейсов:
- -- 0 - отсутствуют
1 - RS-485
2 - CAN
3 - Ethernet
4 - PLC-модем
5 - радиомодем
I-------------------------------------------------- Наличие дополнительных модулей:
-- - -- А - отсутствуют
К - модуль ПКЭ
Р - модуль РАР
Т - модуль ТС и ТУ
I------------------------------------------------------------------------- Обозначение класса точности при
- измерении активной (реактивной) энергии:
02 - для класса точности 0,2S (1)
05 - для класса точности 0,5S (1)
10 - для класса точности 1 (2)
Фотография с указанием мест нанесения пломб.
Место установки пове-рительного клейма
Место установки клейма СИСТЕЛ АВТОМАТИЗАЦИЯ
Программное обеспечение
Вся метрологически значимая часть ПО выделена в отдельную функцию. Вычисления происходят с целочисленными переменными с избыточной точностью и дискретностью порядка 2^10 -10. Вычисление циклической контрольной суммы (CRC) осуществляется на уровне программного обеспечения (ПО) микроконтроллера счётчика Протон-К. ПО микроконтроллера написано на языке программирования С. Целостность подтверждается контрольной суммой. Вычисление CRC происходит каждый раз при подаче питания на счётчик Протон-К. Длинна CRC -2 байта. На дисплее счётчика CRC отображается в шестнадцатеричной системе счисления.
Влияние программного продукта на точность показаний счетчиков находится в границах, обеспечивающих метрологические характеристики, указанные в таблице 2. Диапазон представления, длительность хранения и дискретность результатов измерений соответствуют нормированной точности счетчика.
Идентификационные данные программного обеспечения (в дальнейшем ПО) счетчиков указаны в таблице 1
Таблица 1
| Наименование ПО | Идентификационное название ПО | Номер версии ПО | Цифровой идентификатор | Алгоритм вычисления идентификатора |
| ПО Протон-К | 3ТТ | 1.0 | OxABDO | MDL |
Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Таблица 2
В базовой конфигурации:
| Номинальное фазное напряжение, В | 57,7/100 127/220 230/400 |
| Номинальный (максимальный) фазный ток, А | 1 (1,5) |
| 5 (7,5) |
| Номинальная частота входного сигнала, Гц | 50 |
| Максимальный рабочий температурный диапазон, °С | -40 ... +60 |
| Класс точности при измерении активной энергии в 2-х направлениях по ГОСТ Р 52323-2005 и ГОСТ Р 52322-2005 | 0,2S; 0,5S; 1 |
| Класс точности при измерении реактивной энергии по 4-м квадрантам по ГОСТ Р 52425-2005 | 1; 2 |
| Порог чувствительности для класса точности, % от 1ном: 0,2S, 0,5S | 0,1 |
| 1 | 0,2 |
| 2 | 0,3 |
| Пределы допускаемой погрешности при измерении активной и реактивной электрической мощности (на интервале усреднения 1 с) не превышают пределов допускаемой погрешности |
| при измерениях соответствующей электрической энергии. | |
| Основная относительная погрешность при измерении фазных напряжений в диапазоне (0,85-1,1) ином (на интервале 1 с), не более % | ±0,1 |
| Основная относительная погрешность при измерении частоты напряжения сети в каждой фазе в диапазоне (45 - 55) Гц (на интервале 1 с), не более % | ±0,1 |
| *) по спецзаказу | ±0,01 |
| Основная относительная погрешность при измерении фазных токов в диапазоне (0,02 - 1,5) 1ном (на интервале 1 с), не более, % | ±0,1 |
| Дополнительная погрешность, вызываемая изменением влияющих величин при измерении фазных напряжений, частоты напряжения сети и фазных токов не превышает пределов, установленных для соответствующих классов точности при измерении активной энергии. |
| Период обновления всех измерений (цикличность), не более, с | 1,0 |
| Время реакции на превышение уставки, не более, с | 1,0 |
| Основная абсолютная погрешность часов, не более, с/сутки | ±0,5 |
| Дополнительная температурная погрешность часов, не более, с/сут. °С | ± 0,2 |
| Цена единицы младшего разряда дисплея при отображении: | |
| энергии, кВт-ч (квар^ч) | |
| для счетчиков с номинальным током 1 А | 0,0001 |
| для счетчиков с номинальным током 5 А | 0,001 |
| мощности, Вт(вар) | 0,01 |
| напряжения, В | 0,01 |
| силы тока, А | 0,01 |
| частоты, Гц | 0,001 |
| cos ф (sin ф) | 0,01 |
| Передаточное значение поверочного выхода, имп/кВт^ч: | |
| для счетчиков с номинальным током 1 А | 320000 |
| для счетчиков с номинальным током 5 А | 64000 |
| Время хранения данных в энергонезависимой памяти при отсутствии питания, лет | 10 |
| Работа часов при отсутствии питания, не менее, лет | 1 |
| Полная мощность, потребляемая каждой последовательной цепью, не более, ВА | 0,5 |
| Активная и полная мощность, потребляемая каждой параллельной цепью, не более, Вт; В^А | 1 и 2 |
| Напряжение внешнего резервного питания, В | 24 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 100000 |
| Средний срок службы, лет | 40 |
| Масса, не более, кг | 1,8 |
| Г абаритные размеры, мм, не более (длина; ширина; высота) | 315; 175; 76 |
С дополнительным модулем ПКЭ:
| Пределы допускаемых основных погрешностей измерений ПКЭ (по ГОСТ 13109): |
| Показатель КЭ, единица измерения | Пределы допустимых погрешностей измерений показателя КЭ |
| установившееся отклонение напряжения 5Uy, % коэффициент искажения синусоидальности напряжения KU, % коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения, KU(n), % коэффициент несимметрии напряжений по обратной послед., K2U, % коэффициент несимметрии напряжений по нулевой послед., K0U, % отклонение частоты Af, Гц коэффициент временного перенапряжения 1<пер U , отн.ед. | ±0.5 (абс.) ±10 (отн.) ±0,05 (абс.) при 0,3 < RU(n) < 1,0 ±5(отн.) при RU(n) > 1,0 ±0,3 (абс.) ±0,5 (абс.) ±0,03 (абс.) ±10% (отн.) |
| Интервалы усреднения результатов измерений показателей КЭ, с | |
| установившееся отклонение напряжения коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения коэффициент несимметрии напряжений по обратной послед. коэффициент несимметрии напряжений по нулевой послед. отклонение частоты | 60 3 3 3 3 20 |
С дополнительным модулем РАР:
| Время регистрации аварийного процесса, с: | 10 |
| до начала процесса | 2 |
| сам процесс | 8 |
| Количество аварийных процессов, хранящихся в памяти счетчика | 10 |
С дополнительным модулем ТС и ТУ:
| Максимальное количество каналов: | |
| ТС | 6 |
| ТУ | 2 |
С дополнительным интерфейсом Eternet (УСПД):
| Максимальное количество приборов, подключенных к счетчику по од- | |
| ной линии: | |
| RS-485 | 32 |
| CAN | 32 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносят на лицевую панель счетчика методом офсетной печати, на титульные листы эксплуатационной документации - типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки входят:
| 1. Счетчики электрической энергии цифровые многозадачные трехфазные «Протон-К» | 1 шт. |
| 2. Паспорт ИСТА.422860.003ПС | 1экз. |
| 3. Руководство по эксплуатации ИСТА.422860.003РЭ | 1экз. |
| 4.Источник резервного питания 220 В - 24 В | 1 шт. |
| 5. Методика поверки ИСТА.003-00-00-00МП | 1 экз. |
| 6. Руководство по среднему ремонту ИСТА.003-00-00-00РС | 1 экз. |
| 7. Каталог деталей и сборочных единиц ИСТА.003-00-00-00КА | 1 экз. |
| 8. Нормы расхода материалов на средний ремонт ИСТА.003-00-00-00МС | 1 экз. |
| 9. Упаковочная коробка | 1 шт. |
| 10. ЭВМ типа Pocket PC с инфракрасным портом для считывания данных через оптический порт | 1 шт. |
| 11. Адаптер интерфейса RS-485/CAN для работы со счетчиком при автономном включении. | 1 шт. |
| 12. Программное обеспечение для работы со счетчиком | 1 экз. |
Руководство по эксплуатации (п. 3) поставляется одно на партию из 6 шт. счетчиков.
Методика поверки (п. 5) высылается по отдельному договору по заказу организации, производящей регулировку и поверку счетчика.
Документация по пп. 6, 7, 8 высылается по отдельному договору по заказу организации, производящей ремонт счетчика.
Комплектация счетчика по пп. 4, 10 и 11 определяется в договоре на поставку.
Поверка
осуществляется по документу «Счетчики электрической энергии цифровые многозадачные трехфазные «Протон-К». Методика поверки» ИСТА.003-00-00-00МП, утвержденным ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» в 2012 г.
Основные средства поверки:
- Установка MTE-G3-3O.2O-CI.O.O2 (MTE-G3-3O.2O-CI.O.O5), эталонный счетчик установки МТЕ в комплекте с блоком мощности (напряжение и ток по каждой фазе) , с относительной погрешностью при измерении мощности и энергии не более +0.05 %;
- калибратор параметров качества электрической сети РЕСУРС-К2;
- универсальная пробойная установка УПУ-10, погрешность ± 5 %;
- секундомер СОПпр-2а-3 ГОСТ 8.423-81 по 3 классу.
Сведения о методах измерений
Методика измерений на счетчики электрической энергии цифровые многозадачные трехфазные «Протон-К» приведена в Руководстве по эксплуатации ИСТА.422860.003РЭ.
Нормативные документы
1. ГОСТ 22261-94. Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.
2. ГОСТ Р 52322-2005 (МЭК 62053-21: 2003). Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 21. Статические счетчики активной энергии классов точности 1 и 2.
3. ГОСТ Р 52323-2005 (МЭК 62053-22: 2003). Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 22. Статические счетчики активной энергии классов точности 0,2 S и 0,5 S.
4. ГОСТ Р 52425-2005 (МЭК 62053-23: 2003). Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 23. Статические счетчики реактивной энергии.
5. ГОСТ 13109-98. Качество электрической энергии. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.
6. ТУ 4228-003-72928956-2007. Счетчики электрической энергии цифровые многозадачные трехфазные «Протон-К». Технические условия.
Рекомендации к применению
осуществление торговли и товарообменных операций.
