Назначение
Счетчики электрической энергии многофункциональные серии PM8000 (далее -счетчики) предназначены для измерения и учета активной, реактивной и полной энергии прямого и обратного направления в трехпроводных и четырехпроводных цепях переменного тока трансформаторного включения, в одно- и многотарифных режимах. Счетчики дополнительно могут измерять параметры трехфазной энергетической сети, такие как активная, реактивная и полная мощность, токи, напряжения, частота, коэффициента мощности, а также использоваться для измерения продолжительных изменений характеристик напряжения (отклонение частоты, медленные изменения напряжения, колебания напряжения, несинусоидальность напряжения, несимметрия напряжений в трехфазных системах, напряжения сигналов, передаваемых по электрическим сетям) и случайных событий (прерывания напряжения, провалы напряжения и перенапряжения) параметров несимметрии напряжения и тока, нарушение чередования фаз.
Описание
Принцип действия счетчиков основан на преобразовании входных аналоговых сигналов напряжения и тока в цифровой сигнал и последующей обработкой цифровым сигнальным процессором и микроконтроллером. В процессе обработки используется, в том числе алгоритм быстрого преобразования Фурье.
Счетчики состоят из входных первичных преобразователей тока (трансформаторы тока) и напряжения, аналого-цифровых преобразователей, микропроцессора, коммуникационных портов (более подробно указано в таблице 1) и дисплея на жидких кристаллах (далее - ЖК). Сохранение данных и программ обеспечивается энергонезависимой памятью. Связь с ЭВМ осуществляется с помощью цифрового интерфейса. Питание счетчика обеспечивается от внешнего источника питания. Клавиатура на лицевой панели позволяет изменять режимы работы и отображения на дисплее измеряемых и вспомогательных величин. Дополнительные параметры могут индицироваться непосредственно на ЖК дисплее счетчика или на дисплее компьютера с помощью находящегося в свободном доступе ПО «ION Setup» или программного комплекса StruxureWare Power Monitoring Expert (SCADA система PME), поставляемого по отдельному заказу.
В качестве коммуникационных портов счетчика, а также входов/выходов используются: порт RS-485, порты Ethernet, дискретные выходы/входы, опциональный модуль цифрового ввода/вывода (2 выхода, 6 входов), опциональный модуль аналогового ввода/вывода (2 выхода, 4 входа).
Протоколы передачи данных, которые поддерживает счетчик электрической энергии: Modbus, DNP 3.0, SNMP, МЭК61850, DPWS, RSTP, HTTP, FTP, ION, Ethergate, SMTP, IRIG-B, протоколы синхронизации времени NTP и SNTP.
Цифровые и аналоговые входы/выходы позволяют решать следующие задачи:
- мониторинг состояния или подсчет импульсов от внешних сухих контактов,
- вывод данных в реальном времени на удаленный терминал
- выполнение операций контроля состояния и управления оборудованием.
Счетчики предназначены для использования в составе автоматизированных систем
контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ) и передачи измеренных параметров на диспетчерский пункт по контролю, учету и распределению электрической энергии, а также в системах управления нагрузкой энергетических сетей.
Для хранения и отображения измеренных величин в счетчиках имеется энергонезависимая память и жидкокристаллический индикатор для отображения измеряемых величин. Учет энергии обеспечивается по тарифам и временным зонам, которые задаются программно. Счетчики имеют в своем составе энергонезависимую память данных EEPROM, которая позволяет сохранить всю информацию при отключении источника питания. Встроенные часы позволяют вести учет активной и реактивной электроэнергии по тарифным зонам суток. Встроенные часы счетчиков могут синхронизироваться от внешних источников по SNTP-протоколу, NTP-протоколу или от внешнего GPS-приемника.
Конструктивно счетчики изготавливаются в трех модификациях:
- Счетчики со встроенным дисплеем (PM8240);
- Счетчики без дисплея на DIN-рейку (PM8243), дополнительно может подключаться выносной дисплей (PM89RD96).
- Счетчики без дисплея на DIN-рейку в комплекте с выносным дисплеем (PM8244).
Счетчики опломбированы пломбами для предотвращения несанкционированного
доступа.
Заводские настройки, отвечающие за точность измерений, являются неизменными на протяжения всего срока эксплуатации счетчика.
Счетчики обеспечивают измерение и сохранение в энергонезависимой памяти параметров качества электроэнергии: продолжительных изменений характеристик напряжения (отклонение частоты, медленные изменения напряжения, колебания напряжения, несинусоидальность напряжения, несимметрия напряжений в трехфазных системах, напряжения сигналов, передаваемых по электрическим сетям) и случайных событий (прерывания напряжения, провалы напряжения и перенапряжения) параметров несимметрии напряжения и тока; нарушения чередования фаз и другие.
Счетчики обеспечивают последующий анализ параметров качества электроэнергии.
Счетчики обеспечивают настройку и параметрирование графиков временных зависимостей электрической энергии, потребляемой мощности, напряжения, тока, параметров качества энергии и других измеренных параметров, запуск записи через заданные интервалы времени, по календарному расписанию, при наступлении аварийной ситуации или определенного события, а также вручную, запись аварийных осциллограмм напряжений и токов.
Функциональные возможности счетчиков приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Функциональные возможности счетчиков
| Функции счетчиков | PM8000 |
| Измеряемые величины и ПКЭ |
| Напряжения и токи линейные и фазные | + |
| Мощность: активная, реактивная, полная. Коэффициент мощности. Частота. | + |
| Энергия: активная, реактивная, полная в обоих направлениях. | + |
| Показатели качества электроэнергии согласно ГОСТ 30804-4-30 | Класс S* |
| Сервисные функции |
| Наличие энергонезависимой памяти для итогового значения энергии (активная, реактивная, принятая и отданная) | + |
| Максимальный размер энергонезависимой памяти для журналов данных, МБайт | 10 |
| Максимальное количество журналов | 50 |
| Максимальное количество одновременно регистрируемых в 1 журнале параметров | 16 |
| Запись осциллограмм | + |
| Архивы последовательности событий, изменяемый размер архива | + |
| Функции счетчиков | PM8000 |
| Расчет потерь в трансформаторе/линии | + |
| Журнал событий | + |
| Синхронизация с системой GPS | + |
| Передача данных |
| Порт RS-485 | 1 |
| Порты Ethernet | 2 с одним IP адресом |
| Протокол Modbus | + |
| Протокол МЭК61850 | + |
| Протокол FTP (осциллограммы в формате COMTRADE) | + |
| Протокол SNMP | + |
| Протокол SMTP | + |
| Протокол DPWS | + |
| Протокол IRIG-B (синхронизации времени от GPS- приёмника) | + |
| DNP 3.0 для последователных портов | + |
| EtherGate | + |
| Встроенный Web - сервер | + |
| Дискретные входы | 3 |
| Дискретные выходы | 1 |
| Максимальное количество поддерживаемых опциональных модулей (аналоговых и цифровых) | 4 |
| У ставки, аварийная сигнализация и управление |
| У ставки, минимальное время отклика, c | 0,01 |
| Аварийно-предупредительная сигнализация | + |
| Примечания: за исключением измерения параметров: фликер, импульсные перенапряжения, интергармоники, напряжения сигналов, передаваемых по электрическим сетям. |
Общий вид модификаций счетчика и места опломбирования и нанесения знака поверки представлены на рисунках 1-2.
Рисунок 2 - Счетчик PM8000 с выносным дисплеем
Программное обеспечение
Встраиваемое ПО (заводская прошивка) записывается в устройство на стадии его производства. Конечный пользователь не имеет доступа к изменению системных параметров (калибровочные коэффициенты, алгоритмы работы устройства и т.д.). Для защиты от несанкционированного изменения настроечных параметров устройства в ПО используется система авторизации пользователя (логин и пароль). Несанкционированное изменение настроечных параметров устройства невозможно без вскрытия счетчика.
Характеристики программного обеспечения счетчиков приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | ПО PM8000 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 001.003.000 |
| Цифровой идентификатор ПО | — |
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «Средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Метрологические и технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение | Примечание |
| Класс точности измерений активной/ реактивной энергии | 0,2S/0,5S | по ГОСТ 31819.22-2012 (МЭК 62053-22:2003); ГОСТ 31819.23-2012; таблицы 5 и 6 |
| Диапазон измерений напряжений, В | От 57 до 400 (от 100 до 690) | Фазное (линейное) |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений напряжения, % | ±0,2 | |
| Наименование характеристики | Значение | Примечание |
| Диапазон измерений частоты, Гц | От 42 до 69 | |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений частоты, % | ±0,02 | |
| Время усреднения измерений мощности, с | 1-5940 | Программируемый параметр |
| Г лубина хранения усредненной мощности. | Значение настраивается в зависимости от времени усреднения. | настраивается количество записей от 0 до 35000; |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений мощности (активной, реактивной, полной), % | Основная и дополнительные погрешности не превышают значений указанных для соответствующих классов точности при измерении электроэнергии | |
| Цена единицы младшего разряда по энергии, кВтч (кварч) | до 0,0001 | Программируемое значение. |
| Рабочий диапазон температур, 0С | от - 25 до +70 | ЖК дисплей: от - 25 до +60 |
| Относительная влажность (без конденсации), % | От 5 до 95 | |
| Стартовый ток при измерении активной (реактивной) энергии, % от номинального тока | 0,1 | |
| Номинальные (максимальные) токи, A | 5 (10) | |
| Максимальный ток перегрузки, А | 200 | |
| Диапазон измерений тока, А | От 0,05 до 10 | |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений тока, % | ±0,2 | |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений тока в нейтрали, % | ±0,2 | |
| Диапазон измерений коэффициента мощности | От - 1 до - 0,01 и от 0,01 до 1 | |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений коэффициента мощности, % | ±0,5 | |
| Сопротивление измерительных входов напряжения, МОм | 5 | |
| Потребляемая мощность измерительных входов по каждой цепи напряжения, Вт, не более | 0,032 | |
| Потребляемая мощность от вспомогательного источника питания, Вт (В А), не более | 7,2 (18) 4,5 (8) 6 | 50/60 Гц 400 Гц 300 В постоянного тока |
| Наименование характеристики | Значение | Примечание |
| Потребляемая мощность измерительных входов по каждой цепи тока, В А, не более | 0,024 | при 10 А |
| Количество тарифов | 4 | Дополнительно настраивается изменение тарифного расписания по 4-м сезонам и по выходным и праздничным дням |
| Пределы абсолютной погрешности внутренних часов в рабочем диапазоне температур с учетом синхронизации от внешнего источника точного времени, с/сут | ±0,01 | При синхронизации от GPS-приёмника |
| Пределы основной абсолютной погрешности внутренних часов без учета синхронизации, с/сут | ±0,5 | |
| Пределы дополнительной температурной абсолютной погрешности часов в рабочем диапазоне температур, с/(Ссут) | ±0,1 | |
| Максимальная скорость на порту RS-485, бит/с | 115200 | |
| Скорость обмена информацией по порту Ethernet, Мбит/с | 10/100 | |
| Защита от несанкционированного доступа: | есть | Пароль, аппаратная блокировка и место для опломбирования |
| Количество внутренней памяти предназначенной для хранения измеренных значений дополнительных параметров электрической сети. | 10 Мбайт | |
| Срок службы литий ионной батареи составляет, лет, не менее | 10 | |
| Габариты (высота; ширина; толщина), мм, не более Для монтажа на панель Для монтажа на DIN Выносной дисплей IO модуль | 96; 96; 77,5 90,5; 90,5; 90,8 96; 96; 27 90,5; 90,5; 22 | |
| Масса, кг, не более Для монтажа на панель Для монтажа на DIN Выносной дисплей IO модуль | 0,581 0,528 0,3 0,14 | |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 360 000 | |
| Срок службы, лет, не менее | 25 | |
| Наименование характеристики | Значение | Класс счетчика по ГОСТ 30804.4.30 -2013 |
| Диапазон измерений напряжений, В фазное линейное | от 57 до 400 от 100 до 690 | класс S |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений напряжения, % | ±0,2 |
| Диапазон измерений тока, А | от 0,05 до 10 | класс S |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений тока, % | ±0,2 |
| Диапазон измерений частоты, Гц | от 42 до 69 | класс S |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений частоты, Гц | ±0,01 |
| Диапазон измерений глубины провала напряжения и dU перенапряжения пр, % | от 5 до 150 | класс S |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности измерений глубины провала напряжения и перенапряжения, % от номинального напряжения за 1 период | ±0,5 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения длительности провала напряжения, периодов сетевого напряжения | ±1,0 | класс S |
| Пороговое значение прерывания напряжения, % от Udin | 5 (Программируемое значение.) |
| Время обнаружения порогового значения напряжения, с | 0,01 |
| Диапазон измерений коэффициента несимметрии трехфазной системы напряжения,% | от 0,01 до 100 | класс S |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений коэффициента несимметрии напряжения по обратной последовательности, % | ± 0,3 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений коэффициента несимметрии напряжения по нулевой последовательности, % | ± 0,3 |
| Диапазон измерений гармонических составляющих до порядка включительно | до 40 | класс S |
| Пределы допускаемой погрешности измерений коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения, % | 0,05 % от ином (в диапазоне Um < 1 % ином) 5% от измеряемой величины (в диапазоне Um > 1 % Uном) |
| Наименование характеристики | Значение | Класс счетчика по ГОСТ 30804.4.30 -2013 |
| Диапазон измерений коэффициента искажения синусоидальности напряжения, % | от 0,1 до 100 | класс S |
| Пределы допускаемой погрешности измерений коэффициента искажения синусоидальности напряжения, % | 2 |
Пределы допускаемых значений основной относительной погрешности измерения реактивной энергии и мощности 8q, счетчиками классов точности 0,5S в процентах при трехфазном симметричном напряжении и трехфазном симметричном токе не должны превышать значений, указанных в таблице 5.
Таблица 5 - Пределы допускаемых значений основной относительной погрешности измерения реактивной энергии и мощности 5q, счетчиками классов точности 0,5S_
| Значение тока | Коэффициент мощности sin j (инд.), (емк.) | Пределы допускаемой основной погрешности 8q, %, для счетчиков класса точности |
| 0,5S |
| 0,01 1ном < I < 0,05 1ном | 1,0 | ± 1,0 |
| 0,05 !-ном < 1 < 1макс | ± 0,5 |
| 0,05 1ном < I < 0,10 1ном | 0,5 | ± 1,0 |
| 0,10 1«ом < 1 < 1макс | ± 0,5 |
Пределы допускаемых значений дополнительных относительных погрешностей, вызываемых изменением влияющих величин, при измерении реактивной энергии и мощности 8q, счетчиками классов точности 0,5S не превышают значений, указанных в таблице 6.
Таблица 6 - Пределы допускаемых значений дополнительных относительных погрешностей, вызываемых изменением влияющих величин, при измерении реактивной энергии и мощности 8д, счетчиками классов точности 0,5S_
| Влияющая величина | Значение тока | Коэффициент мощности | Класс точности счетчиков |
| 0,5S |
| Изменение температуры окружающего воздуха относительно нормальной | | | Средний температурный коэффициент, % / К |
| 0,051ном — I— 1макс | 1,0 | ±0,03 |
| 0,101ном — I— 1макс | 0,5 (инд.) | ±0,05 |
| Отклонение напряжения от номинального значения в пределах ±10 % | | | Пределы дополнительной погрешности, % |
| 0,021ном — I— 1макс | 1,0 | ±0,25 |
| 0,051ном — I— !-макс | 0,5 (инд.) | ±0,5 |
| Отклонение частоты от 49 до 51 Гц | 0,021ном — I— 1макс | 1,0 | ±0,25 |
| 0,051ном — I— !-макс | 0,5 (инд.) | ±0,5 |
| Влияющая величина | Значение тока | Коэффициент мощности | Класс точности счетчиков 0,5S |
| Постоянная магнитная индукция внешнего происхождения | !вом | 1,0 | ±2,0 |
| Магнитная индукция внешнего происхождения, величиной 0,5 мТл | ±1,0 |
| Воздействие радиочастотного электромагнитного поля | ±2,0 |
| Воздействие кондуктивных помех, наводимых радиочастотным полем | ±2,0 |
| Воздействие наносекундных импульсных помех | ±2,0 |
Дополнительные погрешности при измерениях тока, напряжения, коэффициента мощности, вызываемые изменением влияющих величин, не превышают пределов, установленных в ГОСТ 31819.22-2012 для счетчиков классов точности 0,2S.
Знак утверждения типа
наносится на щиток счетчика и на титульный лист паспорта типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки счетчиков входят:
Таблица 6
| Наименование | Обозначение | Количество, шт. |
| счетчик | - | 1 |
| руководство по эксплуатации | - | 1 |
| методика поверки* | МП.PM8000-16 | 1 |
| упаковочная коробка | - | 1 |
| программное обеспечение «ION Setup»** | - | 1 |
| Примечание * - поставляется для организаций, проводящих поверку, по отдельному заказу. ** - на сайте изготовителя доступно для скачивания |
Поверка
осуществляется по документу МП.PM8000-16 «Счетчики электрической энергии многофункциональные серии PM8000. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» 12 декабря 2016 года.
Основные средства поверки:
трехфазная поверочная установка УППУ-МЭ 3.1, регистрационный номер 39138-08; калибраторы переменного тока Ресурс-К2, регистрационный номер 31319-12; секундомер СДСпр-1, абсолютная погрешность за 30 мин ±0,1 с. регистрационный номер 1125-57
Допускается применение аналогичных средства поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на счетчик 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 31819.22-2012 (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 30804.4.30 (МЭК 61000-4-30) Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерения показателей качества электрической энергии;
ГОСТ Р 51317.4.15 (МЭК 61000-4-15) Совместимость технических средств электромагнитная. Фликерметр. Функциональные и конструктивные требования;
ГОСТ 30804.4.7-2013 (МЭК 61000-4-7:2009) Совместимость технических средств электромагнитная. Общее руководство по средствам измерений и измерениям гармоник и интергармоник для систем электроснабжения и подключаемых к ним технических средств;
ГОСТ 32144-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения;
Документация фирмы-изготовителя.
67260-17: Методика поверки МП.РМ8000-16Скачать1.2 Мб
19164-00
