Принцип действия счетчиков основан на измерении мгновенных значений сигналов токов и напряжений с последующим вычислением активной и реактивной энергии, активной, реактивной и полной мощности, коэффициента мощности суммарно и пофазно а так же действующих значений токов, напряжений и частоты сети переменного тока.

Счетчик состоит из следующих функциональных узлов:

• - датчиков тока;

• - датчиков напряжения;

• - измерительной схемы;

• - блока питания;

• - счетного механизма с энергонезависимой памятью, часами реального времени и жидкокристаллическим индикатором (ЖКИ) в качестве устройства отображения информации;

• - источника резервного питания;

• - блока реле отключения нагрузки, опционально;

• - оптического порта по ГОСТ IEC 61107 - 2011;

• - беспроводных интерфейсных схем;

• - оптического испытательного выхода.

В качестве датчиков тока, в счетчиках используются низкоомные шунты. Датчик напряжения представляет собой резистивный делитель. Электронный счётный механизм счётчика, содержит

• - систему на кристалле, имеющую в своем составе микроконтроллер, измерительновычислительное ядро, часы реального времени, память программ, драйвер ЖКИ, последовательные порты ввода-вывода, дискретные входы выходы,

• - энергонезависимую память данных;

• - жидкокристаллический индикатор (в дальнейшем - счетчик с ЖКИ).

Принцип работы измерительно-вычислительного ядра основан на измерении и математической обработке мгновенных значений сигналов тока и напряжения с последующим вычислением параметров потребления электрической энергии. Результаты измерения сохраняются в энергонезависимой памяти счетчика и отображаются на ЖКИ. Часы реального времени ведут отсчет текущего времени. При отсутствии внешнего напряжения, питание часов осуществляется от резервного источника питания - литиевой батареи.

Счетчики ведут учет потребленной энергии по тарифам, в соответствии с заданным тарифным расписанием. Тарифные расписания задаются отдельно для каждого дня недели и праздничных дней. Счетчики измеряют энергию нарастающим итогом и сохраняют в энергонезависимой памяти измеренные значения энергии нарастающим итогом на 00:00 первого дня каждого из тридцати шести предыдущих месяцев, на 00:00 каждого дня на глубину 128 суток. Счетчики измеряют и сохраняют в памяти минимальные, максимальные, средние и усредненные на одном из двух временных интервалов значения измеряемых параметров, измеряют и сохраняют в памяти максимальные мощности, усреднённые на задаваемом пользователем временном интервале, за предыдущие тридцать шесть месяцев.

Счетчики отличаются следующими параметрами:

- базовым (максимальным током ) 1(10); 5(60); 5(80); 5(100); 10(100);

- классом точности при измерении активной/реактивной энергии 1/2; 1/1; 0,5/1;

- абонентским дисплеем;

- встроенным реле управления нагрузкой ;

- функцией автоматической коррекции времени;

- различными беспроводными интерфейсами связи для обмена информацией с АИИС КУЭ и передачи данных на абонентский дисплей или в иные устройства визуализации;

- с различными протоколами передачи данных в АИИС КУЭ.

Счетчики оснащены электронной пломбой корпуса и крышки клеммной колодки, датчиком магнитного поля, оптическим портом по ГОСТ IEC 61107-2011, подсветкой ЖК-индикатора опционально.

Конструктивно счетчики выполнены в виде электронного модуля, размещенного в корпусе с клеммной колодкой и крышкой клеммной колодки.

Счетчики имеют повышенную степень защиты от воздействий окружающей среды и могут устанавливаться на фасадах домов и опорах линий электропередач.

Структура условного обозначения модификаций счетчиков приведена на рисунке 1.

НЕВА СП3 ХХХ Х XX XX- XX/XX **

__ Тип коммуникационного модуля: WX* - WiFi

BX* - Bluetooth PX* - PLC RX* - RF модем CX* -модем PLC/RF GX*- GSM/GPRS модем LX* - модем LP WAN NX* - модем NB IoT

___________ Протокол обмена с ИВК:

• 5 - с протоколом СПОДЭС I - с протоколом ГОСТ IEC 61107 режим C

D - с протоколом DLMS Х - значение присваивается в соответствии с КД Дополнительные опции: A - с автоматической коррекцией времени B - с подсветкой дисплея С - с расцепителем нагрузки

Ток базовый (максимальный): 0 - 10(100) A

• 1 - 1(10) A

• 6 - 5(60) A

• 8 - 5(80) A

• 9 - 5(100) A

____________________________ Класс точности:

• 1 - кл. 1 акт., кл. 1 реакт.

• 2 - кл. 1 акт., кл. 2 реакт

• 3 - кл. 0,5 акт., кл. 1 реакт ________________________________ Вид измеряемой энергии:

2A - активная в прямом и обратном направлениях AR - активная и реактивная 2AR - активная в прямом, обратном направлениях и реактивная

Номер модели счетчика ------------------------------------------ Способ крепления проводников:

• 1 - винтами в клемме;

• 2 - провода опрессованные наконечниками, винтом к пластине

__________________________________________________ Тип счетчика

Рисунок 1 - Структура условного обозначения счетчиков

* X - исполнение модема;

** X/XX - первые ХХ тип коммуникационного модуля для работы в составе системы АИИС КУЭ, вторые ХХ тип коммуникационного модуля для передачи данных в устройство визуализации.

При отсутствии опций, буквы и цифры в соответствующих полях не указываются.

Счетчики в зависимости от исполнения обеспечивают учет и хранение измеренных значений:

• - активной положительной, активной отрицательной, реактивной положительной и реактивной отрицательной, реактивной энергии по квадрантам с I по IV нарастающим итогом суммарно и по тарифам, в соответствии с тарифным расписанием, энергии потерь в линии и в трансформаторе.

Счетчики формируют и сохраняют в памяти профили измеренных параметров с метками времени на начало месяца, на начало суток, на конец двух задаваемых временных интервалов 1 и 2. Времена интервалов устанавливаются пользователем из ряда 1, 3, 5, 10, 15, 30, 60 минут. В памяти счетчика сохраняются 16 профилей (по 8 профилей для временных интервалов 1 и 2) по 16384 значений

В профили, формируемые по окончанию задаваемых временных интервалов, могут сохраняться минимальные, максимальные и усредненные значения следующих параметров:

• - активная, реактивная и полная мощности суммарно или пофазно;

• - токи и напряжения пофазно;

• - коэффициенты активной и реактивной tgф (отношение реактивной и активной мощностей) мощностей суммарно или пофазно;

• - частота сети;

• - температура в корпусе счетчика.

В профили, формируемые на начало суток могут сохраняться значения следующих параметров:

• - энергия активная, реактивная суммарно и по тарифам суммарно или пофазно;

• - энергия потерь активная в ЛЭП, приведенная к сопротивлению линии RL;

• - энергия потерь реактивная, приведенная к сопротивлению линии XL суммарно или пофазно;

• - энергия потерь активная в трансформаторе, приведенная к активному сопротивлению трансформатора RT суммарно или пофазно;

• -  энергия потерь реактивная в трансформаторе, приведенная к реактивному сопротивлению трансформатора XT суммарно или пофазно;

• - максимальная усредненная активная мощность;

• - максимальная усредненная активная мощность в часы пиковых нагрузок;

• - длительность отклонения tgф;

• - максимальные значения tgф пофазно;

• - длительность отклонения напряжения ниже порогового значения;

• - длительность отклонения напряжения выше порогового значения;

• - длительность отклонения частоты ниже порогового значения 1;

• - длительность отклонения частоты выше порогового значения 1;

• - длительность отклонения частоты ниже порогового значения 2;

• - длительность отклонения частоты выше порогового значения 2;

• - счетчик провалов напряжения;

• - счётчик превышений напряжения;

• - время работы счетчика с момента выпуска.

В профили, формируемые на начало месяца могут сохраняться значения следующих параметров:

• - энергия активная и реактивная суммарно и по тарифам;

• - мощности активная и реактивная максимальные усреднённые;

• - энергия потерь в ЛЭП активная, приведенная к сопротивлению линии RL суммарно или пофазно;

• - энергия потерь в ЛЭП реактивная, приведенная к сопротивлению линии XL суммарно или пофазно;

- энергия потерь активная в трансформаторе , приведенная к активному сопротивлению трансформатора RT суммарно или пофазно;

- энергия потерь реактивная в трансформаторе, приведенная к реактивному сопротивлению трансформатора XT суммарно или пофазно;

- максимальная усредненная активная мощность в часы пиковых нагрузок ;

• - длительность отклонения tgф;

• - максимальное значение tgф пофазно;

• - минимальное и максимальное значение усредненной полной мощности;

• - минимальное и максимальное значение усредненной активной мощности за расчетный период;

• - усредненное за месяц значение максимальной активной мощности;

• - усредненное за месяц значение максимальной активной мощности в период пиковых нагрузок;

• - время работы счетчика с момента выпуска. Счетчики обеспечивают вывод на индикацию:

• - информации об энергопотреблении и мощности;

• - времени и даты, отсчитываемых встроенными часами.

Набор параметров и длительность вывода параметров на индикаторе программируется. Счетчики обеспечивают измерение мгновенных значений:

• - мощности активной, реактивной и полной;

• - среднеквадратических значений тока и напряжения;

• - частоты сети;

• - фактора активной и реактивной мощности tgф;

• - параметров качества электроэнергии - установившихся отклонений напряжения и частоты сети в соответствии с классом S по ГОСТ 30804.4.30-2013.

Счетчики ведут журнал событий и сохраняют в памяти информацию:

• - о пропадании и подаче напряжения питания;

• - об отключении нагрузки по команде, при наличии магнитного поля, в случае превышения лимита мощности, лимита энергии, при отклонении напряжения, при небалансе токов, при вскрытии корпуса;

• - о небалансе токов;

• - о превышении максимального тока;

• - о перепрограммировании данных счётчика;

• - об изменении времени и даты с фиксацией изменяемого времени;

• - о коррекции времени;

• - о снятии и установке крышки клеммной колодки;

• - о вскрытии корпуса счетчика;

• - о воздействии сильного магнитного поля;

• - о фактах установки и разрыве соединения по различным интерфейсам;

• - о результатах самодиагностики;

• - об отклонении напряжения от заданных порогов;

• - о превышении заданного лимита мощности;

• - о превышении заданного лимита энергии;

• - о превышении коэффициентом реактивной мощности заданного порога;

Счетчики фиксируют информацию в журналах событий об отклонении напряжения и частоты сети в соответствии с ГОСТ 32144-2013.

Счетчики обеспечивают возможность задания следующих параметров:

• - времени и даты;

• - адреса для удаленного доступа;

• - паролей полного доступа, для записи и чтения, только чтения данных;

• - места установки счетчика;

• - коэффициента автоматической коррекции точности хода часов;

- периода усреднения максимальной мощности от 1 до 60 минут с дискретностью 1 минута;

- двух периодов усреднения параметров длительностью 1, 3, 5, 10, 15, 30, 60 минут для ведения профилей;

- захватываемых в профили параметров ;

- тарифных расписаний с количеством тарифов до 4, количеством тарифных зон суток до 48 отдельно для каждого дня недели, с разбивкой по 12 сезонам

- 32 исключительных дней с указанием тарифного расписания используемого в каждый из этих дней;

- набора параметров выводимых на ЖКИ в автоматическом режиме;

- лимита мощности, лимита энергии, порогов напряжения, частоты и коэффициента реактивной мощности;

- параметров для контроля качества электроэнергии.

Счетчики обеспечивают возможность обнуления профилей и журналов событий. Фотография счетчика и места опломбирования представлены на рисунке 1.

Места для навешивания пломб

производителя

Место установки пломбы со знаком поверки после проведения ПСИ

Места для навешивания пломб энергоснабжающей организации

Рисунок 1 - Внешний вид счетчика НЕВА СП3 с указанием мест пломбирования

Обмен информацией локально осуществляется через оптический порт с помощью программного обеспечения (ПО) «TPMeter», с устройствами визуализации по радиоканалу, Bluetooth или WiFi, с УСПД и АИИС КУЭ через беспроводные модемы с помощью программного обеспечения АИИС КУЭ. Программирование счетчиков осуществляется с помощью ПО «TPMeter».

Оптический порт на физическом уровне и протокол обмена по оптическому порту соответствует требованиям ГОСТ IEC 61107-2011 режим C программирование и/или протоколу СПОДЭС, по беспроводным каналам в соответствии с исполнением.

Протокол взаимодействия по интерфейсам удалённого доступа основан на базовой эталонной модели взаимосвязи открытых систем (ВОС) в соответствии с ГОСТ 28906-91.

Конструкция предусматривает возможность пломбирования корпуса счетчика после поверки пломбой с оттиском или изображением знака поверки, пломбирования кожуха счетчика навесной пломбой производителя, после выпуска из производства, крышки клеммной колодки - навесной пломбой энергосбытовой компании, для предотвращения несанкционированного вмешательства в схему включения прибора. Кроме того, защита счетчиков обеспечивается несколькими уровнями паролей для разделения доступа к параметрам и данным, хранящимся в счетчике.

Комплектность счетчиков приведена в таблице 12.

Таблица 12 - Комплектность

Таблица 9 - Метрологические характеристики

Продолжение таблицы 9

Таблица 10 - Пределы допускаемых погрешностей измерения активной энергии, не попадающие под требования ГОСТ 31819.21-2012

Таблица 11 - Технические характеристики