Назначение
Счетчики электрической энергии трехфазные статические МАЯК 301АРТД предназначены для учета активной и реактивной энергии в трехпроводных и четырехпроводных сетях переменного тока частотой 50 Гц.
Описание
Счетчики МАЯК 301АРТД являются измерительными приборами, построенными по принципу учёта информации, получаемой с импульсного выхода измерительной микросхемы. Конструктивно счётчик состоит из корпуса (основания корпуса, крышки корпуса, клеммной крышки, интерфейсной крышки), клеммной колодки, печатного узла.
В качестве датчиков тока в счетчиках используется токовый трансформатор, включенный последовательно в цепь тока. В качестве датчиков напряжения используются резистивные делители, включенные в параллельную цепь напряжения.
Внешний вид счетчика МАЯК 301АРТД с закрытыми крышками приведён на рисунке 1.
Рисунок 1 - Внешний вид счетчика с закрытыми крышками
1 Принцип действия
Принцип действия счетчиков основан на преобразовании входных сигналов тока и напряжения сети в последовательность импульсов, частота которых пропорциональна потребляемой электроэнергии.
Микроконтроллер счетчика преобразует сигналы, поступающие на его входы от датчиков тока и напряжения в сигналы управления импульсным выходом, для обеспечения связи с энергонезависимыми устройствами и поддержания интерфейсных функций связи с внешними устройствами.
Микроконтроллер собран на однокристальной микро-ЭВМ, с «прошитой» во внутреннем ПЗУ программой.
Счетчики могут применяться автономно или в автоматизированных системах по сбору и учету информации о потребленной электроэнергии с заранее установленной программой и возможностью установки (коррекции) в счетчиках временных и сезонных тарифов. Контроль за потреблением электрической энергии может осуществляться автоматически при подключении счетчиков к информационным (через оптический порт) или телеметрическим цепям системы энергоучета (АСКУЭ).
Счетчики предназначены для установки на рейке типа ТН35 по ГОСТ Р МЭК 60715-2003 (на DIN-рейке).
В счетчиках установлены три электронных пломбы:
- для фиксации времени вскрытия клеммной крышки;
- для фиксации времени вскрытия интерфейсной крышки;
- для фиксации времени вскрытия крышки счетчика.
Счетчики предназначены для эксплуатации внутри закрытых помещений.
2 Варианты исполнения
Счетчики МАЯК 301АРТД имеют несколько вариантов исполнения, отличающиеся классом точности; током базовым (номинальным), максимальным; вариантом подключения к сети (непосредственного подключения или включаемых через трансформатор); наличием или отсутствием интерфейса связи (RS-485); постоянной счетчика.
Варианты исполнения счетчиков приведены в таблице 1. Таблица 1
| Условное обозначение счетчика | Тип интерфейса | Постоянная счетчика* имп./(кВтч) [имп./(квар^ч)] | Класс точности | Ток, А К (Ктакс) или ЬомЪакс) |
| Номинальное напряжение 3 *(120 - 230)/(208 -400) /счетчики непосредственного включения/ | В |
| МАЯК 301АРТД.112Т.2ИПО2Б | Оптопорт RS-485 | 500/(10000) | 1/1 | 5 (60) |
| МАЯК 301АРТД.112Т.2ИО2Б | Оптопорт | 500/(10000) | 1/1 | 5 (60) |
| Номинальное напряжение 3 *(120 - 230)/(208 -400) /счетчики, включаемые через трансформаторы ток< | В а/ |
| МАЯК 301АРТД.153Т.2ИПО2Б | Оптопорт RS-485 | 5000/(100000) | 0,5S/1 | 5 (10) |
| МАЯК 301АРТД.153Т.2ИО2Б | Оптопорт | 5000/(100000) | 0,5S/1 | 5 (10) |
| Номинальное напряжение 3*57,7/100 В /счетчики, включаемые через трансформаторы тока и трансформаторы напряжения/ |
| МАЯК 301АРТД.253Т.2ИПО2Б | Оптопорт RS-485 | 5000/(100000) | 0,5S/1 | 5 (10) |
| МАЯК 301АРТД.253Т.2ИО2Б | Оптопорт | 5000/(100000) | 0,5S/1 | 5 (10) |
| *В скобках указана постоянная счётчика в режиме поверки |
Условное обозначение счетчиков при заказе и в конструкторской документации другой продукции состоит из:
- наименования счетчика «Счетчик электрической энергии трехфазный статический»;
- обозначения модификации МАЯК 301АРТД.ХХХХ.ХХХХХ, где цифры и буквы ХХХХ.ХХХХХ зависят от варианта исполнения:
первая цифра определяет напряжение:
наличие цифры 1: 3 *(120 - 230)/(208 -400) В,
наличие цифры 2: 3*57,7/100 В.
вторая цифра определяет ток:
наличие цифры 1: базовый (максимальный) ток 5(60) А;
наличие цифры 5: номинальный (максимальный) ток 5(10) А.
третья цифра определяет класс точности:
наличие цифры 2 соответствует классу точности 1/1;
наличие цифры 3 соответствует классу точности 0,5S/1.
наличие буквы Т в следующей позиции условного обозначения указывает на то, что в качестве датчика используется токовый трансформатор;
наличие цифры 2 в пятой позиции условного обозначения свидетельствует о том, что в качестве индикатора для снятия информации со счётчика используется ЖКИ;
следующий набор букв в условном обозначении указывает на тип интерфейса и на количество интерфейсов в счётчике:
наличие буквы И указывает на наличие импульсных выходов;
наличие буквы П указывает на наличие интерфейса RS-485;
наличие буквы О указывает на наличие оптопорта;
наличие цифры 2 в предпоследней позиции свидетельствует об управлении нагрузкой сигналом;
наличие буквы Б в последней позиции свидетельствует об отсутствии резервного питания;
- номера ТУ.
Пример условного обозначения: "Счетчик электрической энергии трехфазный статический МАЯК 301АРТД.253Т.2ИПО2Б МНЯК.411152.015ТУ".
Подключение счетчиков трансформаторного включения к сети производится через измерительные трансформаторы напряжения и тока. Счетчики с номинальным напряжением 3*57,7 В могут использоваться на подключениях с номинальными фазными напряжениями из ряда: 57,7, 63,5 В.
Счетчики непосредственного включения не чувствительны к постоянной составляющей в цепи переменного тока и предназначены для непосредственного подключения к сети с номинальными напряжениями из ряда: 120, 127, 200, 220, 230 В.
3 Тарификация и архивы учтенной энергии
Счетчики ведут многотарифный учет энергии в четырех тарифных зонах, по восьми типам дней в двенадцати сезонах. В счётчиках задается начало первой и второй зоны, а третья и четвёртая зоны задаются началом и продолжительностью. Тарификатор счетчиков использует расписание исключительных дней (праздничных и перенесенных). Счетчики ведут следующие архивы тарифицированной учтенной энергии:
- значений учтенной активной и реактивной энергии нарастающим итогом с момента изготовления по всем тарифам;
- значений учтенной активной и реактивной энергии на начало каждого месяца по всем тарифам в течение двадцати четырех месяцев;
- значений учтенной активной и реактивной энергии, а также максимальной активной и реактивной мощности каждого получаса месяца в течение двух месяцев.
4 Журналы
Счетчики ведут журналы событий.
В журналах событий фиксируются времена начала/окончания следующих событий:
- время включения/отключения питания (32 события);
- время открытия и закрытия канала на запись (32 события);
- время и дата до и после коррекции (32 события);
- время прерывания напряжения фазы (32 события);
- время и дата открытия и закрытия клеммной крышки (32 события);
- время и дата открытия и закрытия интерфейсной крышки (32 события);
- время и дата открытия и закрытия крышки счетчика (32 события).
5 Профили мощности нагрузки
Счетчики ведут профиль мощности с временем интегрирования 30 минут для активной и реактивной энергии по модулю за получас и максимальных активной и реактивной мощности за получас.
6 Импульсные выходы
В счетчиках функционируют два изолированных импульсных выхода - активный и реактивный, которые могут конфигурироваться для формирования импульсов телеметрии или поверки.
Активный импульсный выход может дополнительно конфигурироваться:
- для формирования сигнала индикации превышения программируемого порога мощности;
- для формирования сигнала контроля точности хода встроенных часов (канал 0);
- для формирования сигнала управления нагрузкой по программируемым критериям.
7 Устройство индикации
В качестве счетного механизма счетчики имеют жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ) с подсветкой, осуществляющие индикацию:
- текущее значение энергии по каждому тарифу (1 цикл);
- суммарное значение накопленной энергии по всем тарифам (1 цикл);
- текущее время (1 цикл);
- текущая дата (1 цикл);
- текущее значение активной мощности (2 цикл);
- суммарное значение активной мощности (2 цикл);
- текущее значение реактивной мощности (2 цикл);
- суммарное значение реактивной мощности (2 цикл);
- текущее значение фазного напряжения (2 цикл);
- текущее значение фазного тока (2 цикл);
- текущее значение частоты (2 цикл);
- потребляемая активная энергия в текущем получасе (3 цикл);
- активная максимальная мощность в текущем получасе (3 цикл);
- потребляемая реактивная энергия в текущем получасе (3 цикл);
- реактивная максимальная мощность в текущем получасе (3 цикл).
Счетчики имеют кнопку для управления режимами индикации.
Счетчики обеспечивают отображение информации о накопленной энергии на ЖКИ в виде семиразрядных чисел, пять старших разрядов дают показания в кВт^ч (квар^ч), шестой и седьмой разряды, отделенные точкой, указывают десятые и сотые доли кВт^ч (квар^ч) соответственно.
8 Интерфейсы связи
Счетчики, в зависимости от модификации, имеют равноприоритетные независимые интерфейсы связи: оптический интерфейс и интерфейс RS-485 по ГОСТ Р МЭК 61107-2001, которые поддерживают ASCII символьный протокол.
Работа со счетчиками через интерфейсы связи может производиться с применением программного обеспечения завода - изготовителя «Schetchik_ART» или с применением программного обеспечения пользователей.
Доступ к параметрам и данным со стороны интерфейсов связи защищен паролями на чтение, программирование и управление нагрузкой по команде оператора (три уровня доступа).
Скорость обмена по последовательному порту, бод (бит/сек):
- RS-485: 9600;
- оптический порт - 9600.
Возможно одновременное подключение к RS-485 и оптическому порту.
Формат данных: 1 стартовый бит, 8 бит данных, 1 стоповый бит.
9 Защита от несанкционированного доступа
Для защиты от несанкционированного доступа в счетчике предусмотрена установка пломб организации, осуществляющей поверку счетчика и этикетки ОТК завода - изготовителя.
После установки на объект счетчики должны пломбироваться пломбами обслуживающей организации.
Схема пломбировки счетчиков от несанкционированного доступа приведена на рисунке 2.
Кроме механического пломбирования в счетчике предусмотрено электронное пломбирование клеммной крышки, крышки счетчика и интерфейсной крышки. Электронные пломбы работают как во включенном, так и в выключенном состоянии счетчика. При этом факт и время вскрытия крышек фиксируется в соответствующих журналах событий, без возможности инициализации журналов.
Рисунок 2 - Схема пломбировки счётчика
Программное обеспечение
Встроенное программное обеспечение состоит из двух частей: метрологически значимой и сервисной. Программное обеспечение:
- производит обработку информации, поступающей от аппаратной части счётчика;
- формирует массивы данных и сохраняет их в энергонезависимой памяти;
- отображает измеренные значения на индикаторе;
- формирует ответы на запросы, поступающие по интерфейсам связи.
Метрологические характеристики счетчика напрямую зависят от калибровочных коэффициентов, которые записываются в память счетчика на заводе-изготовителе на стадии калибровки. Калибровочные коэффициенты защищаются циклической контрольной суммой, которая контролируется системой диагностики счетчика. Метрологически значимая часть ПО и калибровочные коэффициенты защищены аппаратной перемычкой защиты записи и не доступны для изменения без вскрытия счетчика.
Идентификационные признаки метрологически значимой части программного обеспе-
чения прибора приведены в таблице 2: Таблица 2
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | ПО 301АРТД±ех |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 00.01.30 |
| Цифровой идентификатор ПО | 0х5С7Е |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | CRC 16 |
Метрологические характеристики нормированы с учетом влияния программного обеспечения.
Конструкция счетчиков исключает возможность несанкционированного влияния на ПО счетчика и измерительную информацию.
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - высокий.
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики приведены в таблице 3. Таблица 3
| Наименование параметров | Значение |
| Класс точности: - по ГОСТ 31819.21-2012 или ГОСТ 31819.22-2012 при измерении активной энергии; - по ГОСТ 31819.23-2012 при измерении реактивной энергии | 1 или 0,5S 1 |
| Номинальное напряжение, В | 3x57,7/100 или 3х(120 — 230)/(208 —400) |
| Установленный рабочий диапазон напряжения, В | от 0,9 до 1,1 ином |
| Расширенный рабочий диапазон напряжения, В | от 0,8 до 1,15 ином |
| Предельный рабочий диапазон напряжения, В | от 0 до 1,15 ином |
| Базовый/максимальный ток для счетчиков непосредственного включения (1б/1макс), А Номинальный/максимальный ток для счетчиков, подключаемых через трансформатор (1ном/1макс), А | 5/60 5/10 |
| Наименование параметров | Значение |
| Номинальное значение частоты, Гц | 50 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерения фазных напряжений, % | ± 0,9 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерения фазных токов, %: - для счетчиков непосредственного включения: а) в диапазоне от 1б до 1макс б) в диапазоне от 0,011б до 1б - для счетчиков трансформаторного включения: а) в диапазоне от 1ном до 1макс б) в диапазоне от 0,011ном до 1ном | ± 5 ± [5 + 0,2(1б/1х - 1)] ± 2 ± [2 + 0,2(1ном/1х - 1)] |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерения частоты сети в рабочем диапазоне частот от 47,5 до 52,5 Гц, % | ± 0,15 |
| Стартовый ток (чувствительность) при измерении активной/реактивной энергии, А, не более для: - 1б (1макс) - 5(60) А, класс точности 1 — 1ном (1макс) - 5(10) А, класс точности 0,5S/1 | 0,02/0,02 0,005/0,01 |
| Постоянная счетчика при 1б (1макс) = 5 (60) А, имп./кВт-ч [(имп./квар^ч)]: - в основном режиме (А) - в режиме поверки (В) Постоянная счетчика при 1ном(1макс) = 5(10) А, имп./кВт-ч [(имп./квар^ч)]: - в основном режиме (А) - в режиме поверки (В) | 500 10000 5000 100000 |
| Потребляемая мощность, В^А (Вт), не более: - по цепи напряжения - по цепи тока | 2 (1,5) 0,1 |
| Установленный рабочий диапазон температур, °С | от минус 40 до плюс 60 |
| Количество тарифов | 4 |
| Точность хода часов внутреннего таймера, с/сут, лучше | ± 0,4 |
| Срок сохранения информации при отключении питания, лет | 16 |
| Средняя наработка счетчика на отказ, ч, не менее | 220000 |
| Средний срок службы счетчика, лет, не менее | 30 |
| Масса, кг, не более | 0,75 |
| Габаритные размеры, мм, не более | 171x110x67 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на панели счетчиков методом офсетной печати. В эксплуатационной документации на титульных листах знак утверждения типа наносится типографским способом.
Комплектность
Комплект поставки приведен в таблице 4
Таблица 4
| Наименование | Обозначение документа | Кол. | Примечание |
| 1 Счетчик электрической энергии трехфазный статический МАЯК 301АРТД | | 1 | вариант условного обозначения в соответствии с таблицей 1 |
| 2 Руководство по эксплуатации | МНЯК.411152.015 РЭ | 1 | |
| 3 Формуляр | МНЯК.411152.015 ФО | 1 | |
| 4 Методика поверки* | МНЯК.411152.015 РЭ1 | 1 | |
| 5 Программа проверки функционирования счетчиков МАЯК 301АРТД «Schetchik ART»* | МНЯК.00001-01 | 1 | |
| 6 Ящик | МНЯК.321324.001-15 | 1 | Для транспортирования 18 штук счетчика |
| 7 Коробка | МНЯК.323229.003 | 1 |
| 8 Коробка | МНЯК.735391.008 | 1 | Индивидуальная потребительская тара |
| 9 Пакет полиэтиленовый 300x200x0,05 | ГОСТ 12302 | 1 |
* Поставляется на партию счетчиков и по отдельному заказу организациям, проводящим поверку и эксплуатацию счетчиков.
Поверка
Поверка счетчиков осуществляется в соответствии с документом «Счетчик электрической энергии трехфазный статический МАЯК 301АРТД. Руководство по эксплуатации. Приложение В. Методика поверки» МНЯК.411152.015РЭ1, утвержденному ФБУ «Нижегородский ЦСМ» 03 сентября 2014 г.
Перечень эталонов, применяемых при поверке:
Установка для поверки счётчиков электрической энергии автоматизированная
У АПС-1М:
- номинальное напряжение 3 57,7 В, 3 230 В;
- диапазон токов (0,01 - 100) А;
- погрешность измерения активной энергии ± 0,15 %;
- погрешность измерения тока и напряжения ± 0,3 %.
Частотомер электронно-счетный Ч3-63: погрешность измерения 5 • 10-7.
Секундомер СОСпр-2б-2: цена деления 0,2 с, класс точности 2.
Сведения о методах измерений
Сведения о методах измерений приведены в документе «Счетчик электрической энергии трехфазный статический МАЯК 301АРТД. Руководство по эксплуатации» МНЯК.411152.015РЭ.
Нормативные документы
ГОСТ 31818.11-2012. Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Общие требования. Испытания и условия испытаний. Часть 11. Счетчики электрической энергии.
ГОСТ 31819.21-2012. Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 21. Статические счетчики активной энергии классов точности 1 и 2.
ГОСТ 31819.22-2012. 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. Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 23. Статические счетчики реактивной энергии.
ТР ТС 004/2011 Технический регламент Таможенного союза «О безопасности низковольтного оборудования».
ТР ТС 020/2011 Технический регламент Таможенного союза «Электромагнитная совместимость технических средств».
МНЯК.411152.015ТУ. Счетчики электрической энергии трехфазные статические МАЯК 301АРТД.
Технические условия.
Рекомендации к применению
Осуществление торговли
6447-78
