Счетчики электрической энергии трехфазные электронные многофункциональные ГАММА 3С построены на базе цифрового сигнального процессора (DSP) со встроенным аналого-цифровым преобразователем. Принцип действия DSP основан на преобразовании сигналов, поступающих на его входы от датчиков тока и напряжения в цифровой код. В качестве датчиков тока используются токовые трансформаторы, а в качестве датчиков напряжения - резистивные делители, включенные в параллельные цепи счетчиков. Аналоговые сигналы от датчиков тока и напряжения поступают на 6 аналого-цифровых преобразователей. DSP по выборкам мгновенных значений производит вычисление и накопление активной, реактивной и полной энергии, а также среднеквадратических значений напряжений и токов. Измерение реактивной энергии производится методом сдвига цифровых значений тока на 90° и умножением их на соответствующие значения напряжений. Полная энергия измеряется умножением действующих значений тока на действующие значения напряжений. Измерение, вычисление и накопление производятся по каждой фазе отдельно. Вычисление прошедшей активной и реактивной энергий производится алгебраическим суммированием соответствующих однофазных значений. На основе суммарных данных DSP формирует импульсы телеметрии по двум каналам. Эти импульсы подаются на входы управляющего микроконтроллера, который в зависимости от направления передачи энергии и режима работы направляет на испытательные выходы счетчика. Также управляющий контроллер 1 раз в секунду считывает накопленные в DSP значения активной и реактивной энергий и один раз за период сетевого напряжения считывает действующие значения напряжений и токов, частоту входного напряжения, межфазные углы, коэффициент мощности. По считанным значениям активной, реактивной и полной энергий управляющий микроконтроллер рассчитывает среднюю за последнюю секунду мощность. Все эти величины могут быть считаны в реальном времени, по интерфейсу или выведены на индикатор.

В зависимости от рабочего напряжения выпускаются следующие варианты счетчиков: ГАММА 3С/1 - счетчики на номинальное напряжение 3 x 57,7/100 В;

ГАММА 3С/2 - счетчики на номинальное напряжение 3 x (120-230)/(208-400) В.

Данные счетчики могут использоваться на подключениях с номинальными фазными напряжениями в диапазоне от 120 В до 230 В.

Счетчики обоих вариантов могут работать как в трехпроводных, так и в четырехпроводных цепях переменного тока.

Структура условного обозначения счетчика показана на рисунке 1.

ГАММА 3C/X - X X X - X/X - X - ИХ - X

Рисунок 1

В зависимости от видов измеряемой энергии выпускаются следующие варианты счетчиков:

однонаправленные счетчики учитывают активную энергию по модулю и реактивную в квадранте Q1;

двунаправленные счетчики учитывают активную энергию прямого и обратного направления и реактивную энергию в квадрантах Q1, Q2, Q3, Q4;

комбинированные счетчики учитывают активную энергию по модулю и реактивную энергию в квадрантах Q1 и Q4.

В зависимости от класса точности измерения активной энергии выпускаются следующие варианты счетчиков:

с классом точности 0,2S;

с классом точности 0,5S;

с классом точности 1.

В зависимости от класса точности измерения реактивной энергии выпускаются сле -дующие варианты счетчиков:

с классом точности 0,5;

с классом точности 1;

с классом точности 2.

В зависимости от наличия встроенных цифровых интерфейсов выпускаются следующие варианты счетчиков:

с одним или двумя интерфейсами RS-485;

с GSM-модемом;

с PLC-модемом;

с RF-модемом (радиомодемом).

Может использоваться комбинация интерфейсов, например, RS-485 и RF-модемом. Все счетчики оснащены оптическим интерфейсом по ГОСТ Р МЭК 61107-2001.

Счетчики могут иметь вход резервного питания.

Возможность ограничения потребления электроэнергии реализована счетчиками в следующих вариантах:

без возможности отключения потребителя; отключение потребителя с помощью реле, встроенного в счетчик; с выходом управления внешним реле отключения.

Учет активной и реактивной энергии обеспечивается по четырем тарифам, восьми тарифным зонам, различным для рабочих, субботних, воскресных и праздничных дней, двенадцати сезонам. Имеется календарь праздничных и перенесенных дней. Дискретное значение тарифной зоны составляет 30 минут. Переключение тарифов производится внутренними часами реального времени. Ход часов при отсутствии питания обеспечивается с помощью встроенной литиевой батареи в течение 16 лет. Часы реального времени имеют термокомпенсацию времязадающего элемента.

В счетчике имеется энергонезависимая память, в которой хранятся данные по активной и реактивной энергии, а также различные журналы работы счетчика. Состав базы данных счетчиков с вариантами исполнений «И2» и «И3» показан в таблице 1.

Таблица 1 - Состав базы данных счетчиков с вариантами исполнений «И2» и «И3»

Продолжение таблицы 1

Счетчики формируют события, перечисленные в таблице 2. Событие характеризуется временем начала, временем окончания, характеристикой события.

Таблица 2 - Перечень событий, для вариантов исполнений «И2» и «И3»

Продолжение таблицы 2

Счетчики ведут журнал контроля качества сети по параметрам, перечисленным в таблице 3. Каждая запись журнала содержит время начала выхода параметра за уставку, время окончания и величину контролируемого параметра.

Таблица 3 - Перечень записей журнала событий, для вариантов исполнений «И2» и «И3»

Счетчики имеют модификацию с возможностью отключения потребителя. Отключе-

ние потребителя производится по 4 критериям:

по непосредственной команде по одному из цифровых интерфейсов;

по превышению установленной энергии (по каждому тарифу возможно установить свой порог);

по превышению установленной мощности (по каждому тарифу возможно установить свой порог) потребитель отключается на одну минуту;

по превышению входного напряжения до возвращения напряжения к нормальным значениям.

Счетчики имеют модификацию с входом резервного питания. Данный вход гальванически изолирован от входных параллельных цепей счетчика и имеет номинальное напряжение 230 В. При отсутствии фазных напряжений и при наличии напряжения на входе резервного питания счетчик продолжает нормально функционировать.

Для отображения измеренных величин в счетчике имеется жидкокристаллический индикатор (далее - ЖКИ).

Лист № 6 Всего листов 17 Выбор отображаемой информации на ЖКИ осуществляется при помощи кнопок или автоматически, по кольцу, через заданное пользователем время. Перечень индицируемых параметров приведен в таблице 4.

Таблица 4 - Перечень индицируемых параметров, для вариантов исполнений «И2» и «И3» в руководстве по эксплуатации в разделе «Функциональные возможности», а также обеспечивают возможность дистанционного управления функциями, программирования (перепрограммирования) режимов и параметров, не влияющими на точность измерений. Работа со счетчиками через интерфейсы связи может производиться с применением программного обеспечения завода-изготовителя «Конфигуратор ГАММА.ехе» или с применением программного обеспечения сторонних производителей.

Доступ к параметрам и данным со стороны интерфейсов связи, программирование и управление нагрузкой защищены паролями (два уровня доступа). Метрологические коэффициенты и заводские параметры могут изменяться только при снятии крышки счетчика и с применением специализированных аппаратных и программных средств.

Конструкция счетчиков предусматривает возможность пломбирования корпуса счетчика навесными пломбами после его поверки, а также отдельное пломбирование крышки клеммной колодки представителем энергосбытовой организации для предотвращения несанкционированных вмешательств в схемы включений приборов. Кроме того, защита счетчиков обеспечивается несколькими уровнями паролей для разделения доступа к параметрам и данным, хранящимся в счетчике. Также имеются две электронные пломбы вскрытия счетчика и крышки клеммной колодки. На рисунке 2 представлена фотография общего вида счетчика с указанием места пломбирования со снятой крышкой клеммной колодки. На рисунке 3 представлена фотография общего вида счетчика с установленной крышкой клеммной колодки.

В счетчике установлен датчик магнитного поля, фиксирующий воздействие на счетчик магнитного поля повышенной индукции. При обнаружении воздействия магнитного поля повышенной индукции в журнале событий делается запись времени начала/окончания воздействия.

Рисунок 3

В комплект поставки счетчика входят:

счетчик электрической энергии ГАММА 3С (одно из исполнений);

паспорт УКША.422863.002-ХХПС, где ХХ - исполнение счетчика;

руководство по эксплуатации УКША.422863.002-ХХРЭ, где ХХ - исполнение счетчика*;

методика поверки УКША.422863.002МП*;

программное обеспечение «Конфигуратор ГАММА.ехе» на компакт-диске*; упаковка;

оптопорт ГАММА-USB УКША.063.000.000-05**;

преобразователь интерфейса ГАММА USB/RS-485 УКША.062.100.000**, где * - поставляется по требованию эксплуатирующей организации;

** - поставляется по отдельному договору.

Основные метрологические и технические характеристики представлены в таблице 6. Таблица 6 - Основные метрологические и технические характеристики

Продолжение таблицы 6

Продолжение таблицы 6

Продолжение таблицы 6

Для счетчиков класса точности 0,5 пределы допускаемого значения основной погрешности измерения реактивной энергии приведены в таблице 7.

Таблица 7 - Пределы допускаемого значения основной погрешности измерения реактивной энергии для счетчиков класса точности 0,5

Для счетчика класса точности 0,5 пределы допускаемого значения основной погрешности измерения реактивной энергии при наличии тока в одной (любой) из последовательных цепей при отсутствии тока в других последовательных цепях и симметричных напряжениях, приведены в таблице 8.

Таблица 8 - Пределы допускаемого значения основной погрешности измерения реактивной энергии для счетчика класса точности 0,5 при наличии тока в одной (любой) из последовательных цепей при отсутствии тока в других последовательных цепях и симметричных напряжениях

Для счетчиков класса точности 0,5 при измерении реактивной энергии, разность между значением погрешности, выраженной в процентах, при однофазной нагрузке счетчика и значением погрешности, выраженной в процентах, при симметричной многофазной нагрузке, номинальном токе и sinф равном 1, не превышает ±1,0 %.

Дополнительная погрешность счетчиков класса точности 0,5 при измерении реактивной энергии в нормируемом диапазоне температур, вызванная изменением температуры окружающего воздуха от нормального значения, не более величины (средний температурный коэффициент - %/°К), приведенной в таблице 9.

Таблица 9 - Дополнительная погрешность измерения реактивной энергии для счетчиков класса точности 0,5 в нормируемом диапазоне температур, вызванная изменением температуры окружающего воздуха от нормального значения

Для счетчиков класса точности 0,5 дополнительная погрешность измерения реактивной энергии при изменении фазного напряжения в пределах:

от 52 В до 64 В, для счетчиков ГАММА 3С/1;

от 108 В до 253 В, для счетчиков ГАММА 3С/2;

приведена в таблице 10.

Таблица 10 - Дополнительная погрешность измерения реактивной энергии для счетчиков класса точности 0,5 при изменении фазного напряжения

Для счетчиков класса точности 0,5 при изменении напряжения:

в пределах от 46 до 52 В и от 64 до 68 В, для счетчиков ГАММА 3С/1;

в пределах от 96 до 108 В и от 253 до 265 В, для счетчиков ГАММА 3С/2;

дополнительная погрешность измерения реактивной энергии не превышает в три раза значений, приведенных в таблице 10.

При измерении реактивной энергии для напряжения: менее 98 В, для счетчиков ГАММА 3С/2; менее 46 В, для счетчиков ГАММА 3С/1;

погрешность счетчика класса точности 0,5 меняется в пределах от плюс 10 % до минус 100 %.

Для счетчиков класса точности 0,5 дополнительная погрешность измерения реактивной энергии при изменении частоты в диапазоне 47  53 Гц не превышает значений, приве

денных в таблице 11.

Таблица 11 - Дополнительная погрешность измерения реактивной энергии для счетчиков класса точности 0,5 при изменении частоты

Для счетчиков класса точности 0,5 дополнительная погрешность измерения реактивной энергии, вызванная постоянной составляющей и четными гармониками в цепи переменного тока (только для счетчиков непосредственного включения по току), не превышает значения, приведенного в таблице 12.

Таблица 12 - Дополнительная погрешность измерения реактивной энергии для счетчиков класса точности 0,5, вызванная постоянной составляющей и четными гармониками в цепи переменного тока

Для счетчиков класса точности 0,5 дополнительная погрешность измерения реактивной энергии, вызванная постоянной магнитной индукцией внешнего происхождения, не превышает значения, приведенного в таблице 13.

Таблица 13 - Дополнительная погрешность измерения реактивной энергии для счетчиков класса точности 0,5, вызванная постоянной магнитной индукцией внешнего происхождения

Для счетчиков класса точности 0,5 дополнительная погрешность при измерении реактивной энергии, вызванная магнитной индукцией внешнего происхождения 0,5 мТл, не превышает значения, приведенного в таблице 14.

Таблица 14 - Дополнительная погрешность измерения реактивной энергии для счетчиков класса точности 0,5, вызванная магнитной индукцией внешнего происхождения 0,5 мТл

Для счетчиков класса точности 0,5 дополнительная погрешность при измерении реактивной энергии, вызванная воздействием радиочастотного электромагнитного поля, не превышает значения, приведенного в таблице 15.

Таблица 15 - Дополнительная погрешность измерения реактивной энергии для счетчиков

класса точности 0,5, вызванная воздействием радиочастотного электромагнитного поля

Для счетчиков класса точности 0,5 дополнительная погрешность при измерении реактивной энергии, вызванная воздействием кондуктивных помех, наводимых радиочастотным полем, не превышает значения, приведенного в таблице 16.

Таблица 16 - Дополнительная погрешность измерения реактивной энергии для счетчиков класса точности 0,5, вызванная воздействием кондуктивных помех, наводимых радиочастотным полем

Для счетчиков класса точности 0,5 дополнительная погрешность при измерении реактивной энергии, вызванная воздействием наносекундных импульсных помех, не превышает значения, приведенного в таблице 17.

Таблица 17 - Дополнительная погрешность измерения реактивной энергии для счетчиков класса точности 0,5, вызванная воздействием наносекундных импульсных помех

Для счетчиков класса точности 0,5 дополнительная погрешность измерения реактивной энергии, вызванная воздействием колебательных затухающих помех, не превышает значения, приведенного в таблице 18.

Таблица 18 - Дополнительная погрешность измерения реактивной энергии для счетчиков класса точности 0,5, вызванная воздействием колебательных затухающих помех

Для счетчиков класса точности 0,5 дополнительная погрешность измерения реактивной энергии, вызванная функционированием вспомогательных частей, не превышает значения, приведенного в таблице 19.

Таблица 19 - Дополнительная погрешность измерения реактивной энергии для счетчиков класса точности 0,5, вызванная функционированием вспомогательных частей

При измерении реактивной энергии счетчик класса 0,5 включается и продолжает регистрировать показания при номинальном напряжении и токе в каждой фазе 0,0011ном (8тф=1). Относительная погрешность счетчика на этой нагрузке не превышает ±30 %.