Принцип действия счетчика основан на аналого-цифровом преобразовании входных сигналов тока и напряжения с последующим их перемножением с учетом разности фаз сигналов для получения значений мощности и других величин. Для получения количества потребляемой энергии производится интегрирование значений вычисленной мощности по времени. Также производится преобразование полученного сигнала в частоту следования импульсов, пропорциональную входной мощности.

Счетчики предназначены для организации многотарифного учета электрической энергии, измерения параметров потребления электроэнергии, измерения показателей и контроля качества электроэнергии и применения в системах АИИС КУЭ, использующих информационную модель данных СПОДЭС, разработанную на базе протокола IEC 62056 (DLMS/COSEM).

Счетчики состоят из первичных измерительных преобразователей напряжения и силы тока; быстродействующего микроконтроллера (содержащего АЦП, драйвер ЖК-дисплея, встроенные часы); жидкокристаллического индикатора (ЖКИ); энергонезависимой памяти для хранения результатов измерений в виде архивов; оптического порта для локального обмена данными и параметрирования; других интерфейсов для удаленного обмена данными и параметрирования; интерфейсов телемеханики; испытательных выходных устройств в виде сигнальных светодиодов и электрических выходов типа открытый коллектор (опционально); датчиков магнитного поля и наличия высокочастотного электромагнитного поля, датчиков вскрытия крышки клеммника и крышки корпуса.

В качестве первичных измерительных преобразователей для измерения напряжения используются прецизионные делители. Для измерения тока в цепи фазы и нейтрали используются трансформаторы или прецизионные шунты.

Счётчики непосредственного включения оснащаются реле для частичного или полного ограничения режима потребления электрической энергии. Счётчики любого типа подключения могут оснащаться дополнительным (одним или несколькими) маломощным сервисным реле в зависимости от модификации. При этом производится фиксация количества циклов включения (отключения) реле с нарастающим итогом в отдельном регистре энергонезависимой памяти счетчика.

Причинами отключения реле могут быть превышение установленных пределов параметров потребления электроэнергии, ухудшение показателей качества электроэнергии и выход их за пределы, несанкционированный доступ к ПО и настройкам счётчика, срабатывания датчиков безопасности, другие события, фиксируемые в журналах событий.

Счетчики оснащены специальной кнопкой блокировки реле ограничения режима потребления электрической энергии. Кнопка располагается под пломбируемой крышкой или колпачком и позволяет зафиксировать текущее состояние контактов реле и блокировать цепи управления реле.

Электрическое питание счетчиков, а также питание дополнительных коммуникационных модулей, подключаемых к счетчикам, осуществляется через цепи напряжения счетчиков от сети напряжением 3*230/400 В или через измерительные трансформаторы напряжения 3*57,7/100 В.

Для непрерывного функционирования часов счетчиков, а также для контроля за несанкционированными внешними воздействиями на счетчики, в отсутствии основного питания 3*230/400 (3*57,7/100) В, предусмотрена работа счетчиков от собственного резервного источника питания.

В приборе учета модификаций AD13A.M1 резервный источник питания состоит из встроенного ионистора (суперконденсатора) и сменной батареи, которая размещается в специальном пломбируемом отсеке.

В приборе учета типа «split» AD13S.M1 резервный источник питания выполнен в виде встроенной батареи. Срок службы батареи составляет более одного межповерочного интервала с учетом условий возможного хранения прибора учета на складах в течение одного года.

Электрическое питание счетчиков модификаций AD13A.M1 может осуществляется от отдельного источника питания постоянного тока, напряжением в диапазоне от 12 до 24 В, для чего в клеммник счетчика устанавливается дополнительный разъем (опционально).

Внутреннее время счетчика может быть скорректировано локально или удаленно, или синхронизировано в ручном или в автоматическом режиме. Также обеспечен автоматический переход на зимнее и летнее время.

Счетчики предназначены для внутренней и наружной установки в зависимости от исполнения корпуса.

Счетчики модификаций AD13A.M1 предназначены для внутренней установки и должны размещаться в помещениях или шкафах, обеспечивающих климатические условия применения и защиту от влияния окружающей среды.

Счетчики модификаций AD13A.M1 могут крепиться на вертикальную поверхность-щиток монтажного шкафа, на винтах в трёх точках. Также возможно крепление счетчиков на DIN-рейку, для этого на задней поверхности основания счетчиков предусмотрен специальный горизонтальный паз.

Счетчики "split" AD13S.M1 предназначены для наружной установки и могут устанавливаться на опоре линии электропередач при помощи специального кронштейна или подвешиваться на проводе, подающего электрическую энергию на объект абонента. Доступный способ монтажа конкретного прибора учёта указан в паспорте, прилагаемом к счётчику.

Счетчики оборудованы ЖК-дисплеем, предназначенным для отображения учетной информации, событий, состояний.

Для этого в крышке корпуса счётчика предусмотрено окно, выполненное как единое целое с крышкой корпуса. Доступ к дисплею не возможен без вскрытия крышки корпуса и взлома пломб.

В счетчиках модификаций AD13A.M1 используется полнофункциональный кодовосимвольный ЖК-дисплей, в котором для идентификации отображаемой информации используются OBIS коды и дополнительно, мнемонические знаки, поясняющие то или иное событие или состояние.

На ЖК-дисплее модификаций счетчиков AD13A.M1 могут быть отображены текущие значения учетной информации и значения, зафиксированные на конец расчетного периода суммарно и по тарифам, значения всех измеряемых параметров сети с соответствующими единицами измерений, направление передачи энергии, действующий тариф.

На ЖК-дисплее модификаций счетчиков AD13A.M1 мнемонические знаки позволяют отобразить сообщения о состояниях и событиях, таких как:

- регистрация в сети АИИС КУЭ;

- превышение пределов по мощности и дифференциальному току;

- превышения предела отношения реактивной и активной мощностей;

- превышения пределов показателей качества электроэнергии;

- воздействие магнитным полем;

- попыток вскрытия крышки корпуса или крышки клеммника счетчика для изменения схемы подключения или воздействия на внутренние элементы;

- попыток несанкционированного обращения к памяти счетчика через любой доступный в данной модификации интерфейс;

- фиксирование состояния неработоспособности (аппаратный или программный сбой) при самодиагностировании

- регистрация команды управления с уровня информационно-вычислительного комплекса (далее - ИВК).

В счетчиках типа «split» AD13S.M1 используется дисплей малых размеров с ограниченной функциональностью, содержащий 8 цифровых символов для отображения значений измеряемых и вычисляемых параметров и символы обозначения единиц величин активной и реактивной мощности и энергии, а также символа разомкнутого состояния реле и «ошибка самодиагностики».

Совместно со счетчиками AD13S.M1 могут использоваться пользовательские (удаленные) дисплеи серии CIU8. Пользовательские дисплеи CIU8 также могут использоваться совместно со счетчиками модификаций ADi3A.M1 оборудованными соответствующими модемами.

Счетчики в зависимости от модификации могут быть оборудованы индикатором функционирования, сигнализирующем о работоспособном состояния прибора учёта. О работоспособном состоянии так же можно судить по отображаемым на дисплее специальным символам.

Кнопка управления, расположенная на лицевой панели счетчиков модификаций AD13A.M1, может использоваться для переключения между данными, отображаемыми на дисплее, или для оперативного управления контактами основного реле. Функция, выполняемая кнопкой, может быть изменена в процессе эксплуатации.

В счетчиках модификации AD13S.M1 кнопка управления отсутствует.

Конструкция клеммника счетчиков модификаций ADi3A.M1 предусматривает возможность дополнительного размещения и монтажа в нём:

• - разъёма RS-485;

• - разъёма USB;

• - разъёма Ethernet;

• - разъёма для подключения внешней антенны;

• - разъемов телемеханики,

в различных количествах и сочетаниях, в зависимости от конкретной модификации счётчика.

В зависимости от модификации в состав счетчиков могут входить дополнительные устройства - коммуникационные модули.

Коммуникационные модули предназначены для сопряжения различных сред и протоколов передачи данных, используемых для связи с информационно-вычислительным комплексом (ИВК), с дополнительными интерфейсами, смонтированными в конкретной модификации счетчика.

Комбинированные коммуникационные модули кроме функций двухсторонней передачи данных могут выполнять функции телемеханики.

Счетчик измеряет активную и реактивную энергию с нарастающим итогом по абсолютному значению, в прямом и обратном направлениях, по квадрантам, по тарифам (до 6).

В дополнение к измерению энергии счетчики всех исполнений могут производить измерение и вычисление параметров потребления электроэнергии и показателей качества электроэнергии (см. таблицу 4 и 5), но погрешность этих измерений нормируются только для счетчиков исполнения (P).

Все измеренные и рассчитанные параметры хранятся в энергонезависимой памяти счетчика в виде архива.

Счетчик позволяет сохранять во встроенной энергонезависимой памяти следующую информацию:

• - текущие значения учтенной нарастающим итогом электроэнергии - активной и реактивной, импортируемой и экспортируемой, суммарно и по тарифным зонам;

• -  профиль нагрузки по активной и реактивной мощности, импортируемой и экспортируемой с программируемым интервалом усреднения из ряда 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 15, 30, 60 минут и глубиной хранения для 30-ти минутных интервалов усреднения не менее 90 суток и для 60-ти минутных интервалов усреднения должно составлять не менее 180 суток;

• - показания электроэнергии нарастающим итогом за сутки - активной и реактивной, импортируемой и экспортируемой, суммарно и по тарифным зонам с глубиной хранения не менее 180-ти суток;

• - показания электроэнергии нарастающим итогом на конец месяца - активной и реактивной, импортируемой и экспортируемой, суммарно и по тарифным зонам с глубиной хранения не менее не менее 36 месяцев;

• - объём энергии с программируемым интервалом от 1 минуты до 60 минут - активной и реактивной, импортируемой и экспортируемой, суммарно и по тарифным зонам с глубиной хранения не менее 90 суток для 30-ти минутных интервалов;

• - объём энергии за сутки - активной и реактивной, импортируемой и экспортируемой, суммарно и по тарифным зонам с глубиной хранения не менее 180-ти суток;

• - объём энергии за месяц - активной и реактивной, импортируемой и экспортируемой, суммарно и по тарифным зонам с глубиной хранения не менее 36 месяцев.

• - объём энергии за год - активной и реактивной, импортируемой и экспортируемой, суммарно и по тарифным зонам с глубиной хранения не менее 3 лет;

• - запрограммированных на конец прошедшего месяца параметров настройки функционирования с глубиной хранения не менее 3-х лет.

Счетчики регистрируют события и сохраняют их в энергонезависимой памяти с фиксацией даты и времени в журналах событий. Каждое событие классифицируются по принадлежности к группе и регистрируется в своем журнале событий. Объём журнала событий не менее 500 записей и может быть динамически увеличен.

Счетчики регистрируют следующие события:

• - срабатывания электронных пломб вскрытия корпуса и клеммной крышки;

• - попытки несанкционированного доступа к прибору учета, в том числе к программному обеспечению, параметрам настройки и обрабатываемой информации и данных;

• - попытки несанкционированного обращения к памяти счетчика через любой доступный в данной модификации интерфейс;

• - воздействие переменным и постоянным магнитным полем;

• - обнаружение состояния неработоспособности вследствие аппаратного или программного сбоя при самодиагностике;

• - о сбое, перерыве питания, работе от резервного (внутреннего) источника питания;

• - о состоянии резервного (внутреннего) источника питания;

• - перезагрузка после обрыва питания;

• - об изменении параметров настройки;

• - смена программного обеспечения, дата и инициатор;

• - коррекция времени, автоматическая, принудительная, смена часовых поясов, переход на летнее (зимнее) время;

• - выход за заданные пределы значений напряжения и частоты;

• - превышение пределов потребляемых мощностей;

• - превышение заданных значений порогов показателей качества электроэнергии;

• - превышение предела отношения потребляемой активной и реактивной мощности tg ф;

• - превышение заданных пределов температуры внутри корпуса счетчика;

• - превышение заданного предела разности фазного и нейтрального токов (дифференциальный ток);

- изменение направления энергии;

- включение / отключение реле, причину и источник.

Счетчики не реже одного раза в секунду производят самодиагностику узлов и критических событий таких как: батарея разряжена, ошибка измерительного и вычислительного блока, ошибка памяти счетчика (подсчет контрольной суммы), калибровочные коэффициенты изменены, ПО изменено, отсутствие/восстановление питания (контроль работы блока питания), переход на летнее/зимнее время, время рассинхронизировано (контроль встроенных часов).

Измерительная информация, регистрируемая на момент возникновения события или за период, в котором произошло то или иное событие, может быть передана в систему с маркировкой «недостоверные данные».

Все события, регистрируемые в журнале событий, в зависимости от настройки счетчика могут послужить триггером для инициирования сеанса связи с уровнем ИВК.

Счетчики могут эксплуатироваться как автономно, так и в составе АИИС КУЭ. Для этого, в счетчиках, кроме оптического порта, предусмотрены интерфейсы для связи с ИВК, наличие которых зашифровано в структуре обозначения счетчиков.

Опционально в зависимости от пожелания заказчика в комплект поставки могут быть включены коммуникационные модули, наличие которых не отображается в обозначении модификации счётчика, но указывается в паспорте на изделие в виде дополнительной записи.

Также счетчики могут быть доукомплектованы коммуникационными модулями, поставляемыми отдельно, по усмотрению заказчика. Информация об установленном коммуникационном модуле после его поставки в паспорт не вносится.

Оптический порт, расположенный на крышке корпуса счетчика с лицевой стороны, предназначен для связи со счетчиками во время их обслуживания после продажи, для прямого обмена данными и параметризации счетчиков.

Обмен информацией и настройка счетчиков по оптическому порту осуществляется при помощи оптоголовки, соответствующей требованиям ГОСТ IEC 61107-2011.

При считывании учетных данных или параметрировании счетчиков по любому интерфейсу, включая оптический порт, используется модель данных, основанная на протоколах семейства DLMS/COSEM.

Обозначение счётчика должно соответствовать следующей структуре:

AD13X.Mx.x.(X)-xX-xX-X (х-х-х),

где символами - Х обозначены позиции, заполняемые буквами латинского алфавита, а символами - x обозначены позиции, заполняемые арабскими цифрами, которые в совокупности означают метрологические характеристики, тип и количество встроенных интерфейсов, и дополнительную функциональность счётчика.

Позиции, заключенные в скобки - (х-х-х) обозначают заводской код исполнения, используемый для внутренней идентификации, и могут принимать любые цифровые значения.

Расшифровка структуры обозначения и значение символов, применяемых при обозначении счётчика, приведены в таблице 1.

Общий вид средства измерений и схема пломбировки от несанкционированного доступа, обозначение места нанесения знака поверки представлены на рисунках 1 и 2.

Таблица 1 - Структура обозначения счетчиков

Окончание таблицы 1

Модификация корпуса:

- М х

I---порядковый номер модификации корпуса (число от 1 до 9)

—корпус модернизированный

• - для счетчиков в корпусе типа A:

1) M1. - счётчик в прямоугольном корпусе, IP 51, рисунок 1

• - для счетчика в корпусе типа S:

1) M1. - «split» счётчик в однообъёмном корпусе, IP65, рисунок 2

Метрологические характеристики:

• - 1 - базовый ток 5 А; максимальный ток 80 А; номинальное напряжение 3х230/400 В; непосредственного включения; класс точности по активной энергии 1, класс точности по реактивной энергии 1;

• - 2 - базовый ток 5 А; максимальный ток 100 А; номинальное напряжение 3х230/400 В; непосредственного включения; класс точности по активной энергии 1, класс точности по реактивной энергии 1;

• - 3 - номинальный ток 5 А; максимальный ток 10 А; номинальное напряжение 3х230/400 В; трансформаторное включение цепей тока; класс точности по активной энергии 0,5S, класс точности по реактивной энергии 1;

• - 6 - номинальный ток 5 А; максимальный ток 10 А; номинальное напряжение 3х57,7/100 В; трансформаторного включения цепей тока и напряжения; класс точности по активной энергии 0,5S, класс точности по реактивной энергии 1;

(Р) - расширенные измерительные возможности счетчика

Доступные в данной модели счетчика встроенные интерфейсы и их количество^{**, 1 2 3}:

• - x X

I---идентификатор интерфейса

—количество интерфейсов (цифра 1 не проставляется, последующий символ смещается влево)

- E - Ethernet;

• - F - радиоканал, например: ZigBee, WiFi, 433 МГц, 868 МГц или иные, не требующие лицензирования;

• - G - радиоканал в лицензируемом диапазоне мобильной сотовой связи GSM, GPRS, UTMS, CDMA, LTE и т.д.;

• - Nb - NB-IoT. Радиоканал стандарта сотовой связи для устройств телеметрии с низкими объёмами обмена данными;

• - Lo - Lora. Радиоканал передачи данных малого объёма на больших расстояниях при низких затратах энергии LPWAN в лицензируемом или нелицензируемом диапазоне;

• - L - наличие PLC модема;

• - Rs - интерфейс RS-485;

• - U - USB

Наличие реле управления нагрузкой:

- x X

'---идентификатор типа реле

—количество реле (цифра 1 не проставляется, последующий символ смещается влево)

• - R - основное реле;

• - r - дополнительное маломощное сервисное реле;

• - Z - применяется в случае, если в данной модели счетчика реле отсутствуют;

Разъём резервного источника питания:

• - J - означает наличие разъёма для подключения источника резервного низковольтного питания

Наличие входов и выходов телемеханики и их количество:

• - xI - число входов / xO - число выходов

Крышка- колпачок кнопки блокировки управления реле и место установки пломбы

Место установки пломбы с оттиском знака поверки

Рисунок 2 - Общий вид счетчика в корпусе AD13S.M1 и схема его пломбировки

Место установки монтажных пломб

Рисунок 3 - Общий вид счетчика в корпусе AD13S.M1 и схема его пломбировки

Таблица 7 -

Таблица 3 - Метрологические характеристики

Таблица 4 - Технические характеристики

Окончание таблицы 4

Таблица 5 - Пределы погрешности измерений параметров потребления электроэнергии для счетчиков исполнения (P)

Таблица 6 - Пределы погрешности измерения показателей качества электроэнергии для счетчиков исполнения (P)