Принцип действия ИПУЭ основан на цифровой обработке аналоговых входных сигналов тока и напряжения при помощи специализированных микросхем с встроенным АЦП. Цифровые сигналы, пропорциональные мощности (активной и реактивной), току и напряжению, обрабатывается микроконтроллером. По полученным значениям мгновенной мощности формируются накопленные значения количества потребленной электрической энергии, в том числе по каждому тарифу (активной - по модулю, реактивной - с учетом направления).

В качестве датчика тока в ИПУЭ использован шинный измерительный трансформатор тока в специальном режиме - в режиме короткозамкнутой вторичной обмотки.

Количество тарифов и тарифное расписание ИПУЭ задаются встроенным тарификатором, имеющим часы реального времени (далее ЧРВ). Количество тарифов, тарифное расписание, а также перечень измеряемых и служебных величин, выводимых на дисплей ИПУЭ, доступны для установки и корректировки дистанционно или непосредственно на месте эксплуатации ИПУЭ по интерфейсу RF (см. таблицу 3).

ИПУЭ ведут журналы, в которых накапливается измерительная и служебная информация (результаты самодиагностики, время включения и выключения, корректировки служебных параметров, время фиксации максимальной средней активной мощности, значений измеряемых величин на расчетный день и час (РДЧ) и др.).

Интерфейс RF предназначен как для считывания информации с ИПУЭ (измерительной информации - данных о потреблении электроэнергии, в том числе потарифно, других измеряемых величин и служебных параметров), так и для конфигурирования ИПУЭ (т.е. задания тарифного расписания, задания параметров адресации по RF и других служебных параметров).

Интерфейс RF ИПУЭ соответствует требованиям электромагнитной совместимости ГОСТ Р 52459.3 - 2009 для устройств группы 1, класс 1.

При работе ИПУЭ в автономном режиме для считывания информации и конфигурирования ИПУЭ по интерфейсу RF (с учетом функциональных возможностей интерфейса, см. таблицу 3) предназначен терминал мобильный РиМ 099.01 (далее - МТ), представляющий собой персональный компьютер (ноутбук) с комплектом аппаратных средств для подключения интерфейса RF ИПУЭ и соответствующих программных продуктов. Считывание информации и конфигурирование ИПУЭ по интерфейсу RF выполняются с использованием программы Crowd_Pk.exe. Информация, считанная с ИПУЭ (значения измеряемых величин, заводские номера, параметры адресации и другие служебные параметры), отображается на мониторе МТ в рабочем окне программы.

При работе ИПУЭ в составе АС считывание информации ИПУЭ и конфигурирование выполняются при помощи специализированных устройств АС, например, маршрутизатора каналов связи РиМ 099.02.

Измерительная информация ИПУЭ недоступна для корректировки при помощи внешних программ, в том числе при помощи программы конфигурирования, и сохраняется в энергонезависимой памяти не менее 30 лет при отсутствии напряжения питания.

ИПУЭ выполняют фиксацию показаний на заданный произвольный момент времени (режим Стоп-кадр, СК). Эти данные доступны для считывания по интерфейсу RF ИПУЭ.

Дисплей ИПУЭ выполнен на базе жидкокристаллического индикатора. На дисплей выводятся значения потребленной энергии, в том числе по каждому тарифу, текущей мощности, а также символы, позволяющие идентифицировать режим работы и показания ИПУЭ по каждому тарифу. Данные выводятся на дисплей в автоматическом режиме, перечень параметров для индикации задается программно при конфигурировании ИПУЭ. Основные характеристики ИПУЭ приведены в таблице 1.

Таблица 1

Перечень величин, измеряемых ИПУЭ, соответствует приведенному в таблице 2. Таблица 2

Активная и реактивная мощность с периодом интегрирования 1 с (далее - текущая мощность, активная Ртек или реактивная QTeK соответственно), определяются как энергия, потребленная за 1 с (активная и реактивная соответственно).

Полная мощность с периодом интергирования 1 с (далее - полная мощность) определяется по формуле

S = SQRT (P ² + Q ²),                            (1)

где Р - текущее значение активной мощности, Вт;

Q - текущее значение реактивной мощности, вар;

S - текущее значение полной мощности, ВА;

SQRT - функция, возвращающая квадратный корень числа.

Средняя активная мощность на программируемом интервале (активная интервальная мощность) определяется методом «скользящего окна» по формуле

Т

Ринт= 1/Т х J Ртек dt,                              (2)

0

где Ринт - расчетное значение средней активной мощности;

Ртек - измеренное значение текущей активной мощности, Вт;

Т - значение программируемого интервала.

Максимальное значение средней активной мощности на программируемом интервале в текущем отчетном периоде (текущая максимальная интервальная - Ринт макс) определяется как максимальное значение из зафиксированных значений Ринт за текущий месяц.

Максимальное значение средней активной мощности за прошедщий отчетный период (максимальная интервальная мощность на РДЧ - Ррдч) определяется как максимальное значение из зафиксированных значений Ринт за прошедший месяц.

Коэффициент реактивной мощности цепи tg ф определяется по формуле

tg Ф = |Q| / |Р|,                                      (3)

где   tg ф расчетное значение коэффициента реактивной мощности цепи;

Q - измеренное значение текущей реактивной мощности, вар;

P - измеренное значение текущей активной мощности, Вт.

Коэффициент мощности cosф определяется по формуле

cos Ф = Р / SQRT (P² + Q²),              (4)

где   cos Ф -расчетное значение коэффициента мощности;

Q - измеренное значение текущей реактивной мощности, вар;

P - измеренное значение текущей активной мощности, Вт.

Удельная энергия потерь в цепях тока определяется по формуле T

Wyg= (10^-3/3600) х J (I ²) dt ,               (5)

0

где   Wyg - расчетное значение удельной энергии потерь в цепях тока, кА 2 ч;

I - действующее (среднеквадратическое) значение тока с интервалом интегрирования

1 с;

T - время работы ИПУЭ, с.

Функциональные возможности ИПУЭ:

а) измерение активной энергии (без учета направления):      -суммарной;

-потарифно;

б) измерение реактивной энергии (с учетом направления);

в) измерение активной мощности с периодом интегрирования 1 с (текущей активной мощности, без учета направления (по модулю));

г) измерение реактивной мощности с периодом интегрирования 1 с (текущей реактивной мощности, с учетом направления);

д) измерение полной мощности;

е) измерение среднеквадратического (действующего) значения тока *;

ж) измерение среднеквадратического (действующего) значения напряжения*;

з) измерение удельной энергии потерь в цепи тока*;

и) измерение частоты сети;

Примечание * Время интегрирования значений (период измерения) напряжений, токов, мощностей составляет 1 секунду (50 периодов сетевого напряжения).

к) определение расчетных величин:

• - коэффициента мощности cos ф;

• - коэффициента реактивной мощности цепи tg ф;

-средней активной мощности с интервалом интегрирования от 1 до 60 минут (текущая пиковая мощность);

-максимальной средней активной мощности на месячном интервале, т.е. на РДЧ (максимальная пиковая мощность на РДЧ);

л)  синхронизация ЧРВ и корректировка тарифного расписания по интерфейсу RF (см. таблицу 2);

м)   ведение журналов:

• -   ежемесячный - не менее 48 записей (по активной энергии суммарно и потарифно на РДЧ , по реактивной энергии (импорт и экспорт) на РДЧ, по удельной энергии потерь в цепи тока на РДЧ, Ррдч);

• -   ежедневный - не менее 183 записей (по активной энергии суммарно и потарифно, по реактивной энергии (импорт и экспорт), по удельной энергии потерь в цепи тока на РДЧ, Ринт макс);

• -   профилей нагрузки - не менее 8192 записей. В профиль нагрузки включены: активная энергия суммарно по 8 тарифам, реактивная энергия (импорт, экспорт);

• -   журналов событий (не менее 1024 записей), в том числе:

• -    событий по tg ф - не менее 256 записей;

• -    качества сети - не менее 256 записей (отклонения напряжения от номинального значения по ± 5 %, ± 10 %, отклонения частоты ± 0,2 Гц, ± 0,4 Гц);

• -    коррекций - не менее 256 записей (изменение группы, адреса, синхронизация ЧРВ, РДЧ, параметров тарифного расписания, праздничных дней и переносов);

• -    включения/выключения - не менее 256 записей. События в журналах фиксируются с привязкой к дате/времени.

н)   выполнение самодиагностики - ИПУЭ формируют и передают код режима работы (статус), отражающий наличие нарушения режима работы (неисправность или остановка ЧРВ

Лист № 6 всего листов 13 и др). События, связанные с изменением статуса, регистрируются в журнале включе-ний/отключений с указанием времени события;

о) сохранение данных: - текущего суммарного потребления энергии;

- суммарного потребления энергии на РДЧ;

- текущего потребления энергии потарифно;

- потребления энергии потарифно на РДЧ ;

- максимальной пиковой мощности на РДЧ ;

- журналов ;

п) считывание данных по интерфейсу RF (см. таблицу 3):

р) тарификатор ИПУЭ поддерживает:

- до 8 тарифов ;

- до 256 тарифных зон;

- переключение по временным тарифным зонам;

- возможность отдельного учета при превышении установленного порога мощ -ности;

- возможность автоперехода на летнее/зимнее время;

- календарь выходных и праздничных дней ;

- перенос рабочих и выходных дней .

Таблица 3 - Функциональные возможности интерфейса RF ИПУЭ

ИПУЭ оснащены оптическими испытательными выходами А и Р для активной и реактивной энергии соответственно, характеристики оптических испытательных выходов соответствуют ГОСТ Р 52320-2005.

Место установки пломбы поверителя

Рисунок 1 - Фотография общего вида и место установки пломбы поверителя ИПУЭ

РиМ 184.01

Комплект поставки ИПУЭ приведен в таблице 12 Таблица 12