Принцип действия счетчиков основан на измерении мгновенных значений сигналов тока и напряжения с последующим вычислением активной и реактивной энергии, активной, реактивной и полной мощности, действующих значений тока и напряжения, коэффициента мощности и частоты сети переменного тока.

Счетчик состоит из следующих функциональных узлов:

• - датчиков тока;

• - датчика напряжения;

• - блока питания;

• - измерительной схемы;

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

• - источника резервного питания;

• - реле;

• - оптического порта по ГОСТ IEC 61107 - 2011;

• - беспроводных интерфейсных схем.

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, часы реального времени, память программ, драйвер ЖКИ, последовательные порты ввода-вывода, дискретные входы выходы,

• - энергонезависимую память данных;

• - оптические испытательные выходы;

• - жидкокристаллический индикатор.

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 непрерывно ведут отсчет текущего времени. При отсутствии внешнего напряжения, питание часов осуществляется от резервного источника питания - литиевой батареи.

Счетчики ведут учет энергии по тарифам, в соответствии с заданным тарифным расписанием. Счетчики измеряют энергию нарастающим итогом и сохраняют в энергонезависимой памяти измеренные значения энергии нарастающим итогом. Счетчики измеряют ток, напряжение, частоту сети, активную, реактивную и полную мощности, вычисляют коэффициент активной мощности и отношение реактивной и активной мощностей.

Модификации счетчиков отличаются следующими данными:

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

-    встроенными реле управления нагрузкой или без реле;

• -    модулем GPS/ГЛОНАСС для синхронизации времени;

• -     различным креплением токоведущих проводников;

• -     различными беспроводными интерфейсами связи для работы в составе АИИС КУЭ и для обмена информацией с внешними устройствами визуализации данных.

В качестве устройств визуализации данных, в зависимости от исполнения счетчика, могут использоваться смартфон, планшет, ноутбук или абонентский дисплей.

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

Конструктивно счетчики выполнены в виде электронного модуля, размещенного в корпусе с клеммной колодкой и крышкой клеммной колодки. Корпус счетчика имеет элементы крепления на винты, на опору или на самонесущий кабель.

Счетчики имеют повышенную степень защиты от воздействий окружающей среды и могут устанавливаться на фасадах домов и опорах линий электропередач. Степень защиты от воды и пыли IP 65.

Структура условного обозначения модификаций счетчиков приведена на рисунке 1.

Тип интерфейса:

WX^{1 2} - WiFi

BX² - Bluetooth

PX² - PLC RX² - RF модем CX² -модем PLC/RF GX²- GSM/GPRS модем LX² - модем LP WAN NX² - модем NB IoT Протокол обмена с ИВК: S - 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), А 6 - 5(60) A 8 - 5(80) A 9 - 5(100) A 0 -10(100)A

Класс точности акт./реакт.

1 - 1/1

2 - 1/2 3 - 0.5/1 Тип датчика тока: S - шунт 2S - два шунта Вид измеряемой энергии: A - активная 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 В обозначении типа интерфейса XX/XX - первые ХХ тип коммуникационного модуля для работы в составе системы АИИС КУЭ, вторые ХХ тип коммуникационного модуля для передачи данных в устройство визуализации.

Все счетчики оснащены оптическим портом по ГОСТ IEC 61107-2011.

Счетчики обеспечивают измерение мгновенных значений:

• - мощности активной, реактивной и полной;

• - среднеквадратических значений тока и напряжения;

• - частоты сети;

• - коэффициентов активной и реактивной 0^ф - отношение реактивной мощности к активной) мощностей;

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

Счетчики в зависимости от исполнения обеспечивают учет и хранение измеренных значений энергии активной, активной положительной, активной отрицательной, реактивной положительной и реактивной отрицательной, реактивной по четырем квадрантам (с QI по QIV) нарастающим итогом суммарно и дифференцировано по тарифам, в соответствии с тарифным расписанием, а также энергии потерь в линии.

Счетчики формируют и сохраняют в памяти профили измеренных параметров с метками времени на начало месяца, на начало суток, на конец двух временных интервалов 1 и 2. Время интервалов устанавливается пользователем из ряда 1, 3, 5, 10, 15, 30 или 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:

• - мощность активная положительная (QI+QII);

• - мощность активная отрицательная (QIII+QIV);

• -      мощность       активная       суммарная      abs(QI+QIV)+(abs(QII+QIII));

- мощность реактивная импорт (QI+QII);

• - мощность реактивная экспорт (QIII+QIV);

• - мощность полная;

• - ток в фазном проводе;

• - ток в нулевом проводе;

• - разность токов в нулевом и фазном проводе;

• - напряжение;

• - коэффициент активной мощности;

• - частота сети;

• - отношение реактивной и активной мощностей tgф;

• - температура в корпусе счетчика.

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

• - энергия активная |QI+QIV|+|QII+QIII| суммарно и по тарифам;

• - энергия активная импорт (QI+QIV) суммарно и по тарифам;

• - энергия активная экспорт (QII+QIII) суммарно и по тарифам;

• - энергия реактивная (QI+QII) суммарно и по тарифам;

• - энергия реактивная (QIII+QIV) суммарно и по тарифам;

• - энергия реактивная QI суммарно и по тарифам;

• - энергия реактивная QII суммарно и по тарифам;

• - энергия реактивная QIII суммарно и по тарифам;

• - энергия реактивная QIV суммарно и по тарифам;

• - энергия потерь активная в ЛЭП, приведенная к сопротивлению линии RL (QI+QII+QIII+QIV);

• - энергия потерь активная положительная в ЛЭП, приведенная к сопротивлению линии RL (QI+QIV);

- энергия потерь активная отрицательная в ЛЭП, приведенная к сопротивлению линии RL (QII+QIII);

- энергия потерь реактивная, приведенная к реактивному сопротивлению линии XL (QI+QII+QIII+QIV)

- энергия потерь реактивная импорт, приведенная к реактивному сопротивлению линии XL (QI+QII)

- энергия потерь реактивная экспорт, приведенная к реактивному сопротивлению линии XL (QIII+QIV)

- длительность отклонения коэффициента реактивной мощности;

- максимальное значение коэффициента реактивной мощности;

- 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;

- время работы счетчика с момента выпуска.

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

- энергия активная |QI+QIV|+|QII+QIII| суммарно и по тарифам;

- энергия активная импорт (QI+QIV) суммарно и по тарифам;

- энергия активная экспорт (QII+QIII) суммарно и по тарифам;

- энергия реактивная (QI+QII) суммарно и по тарифам;

- энергия реактивная (QIII+QIV) суммарно и по тарифам;

- энергия реактивная QI суммарно и по тарифам;

- энергия реактивная QII суммарно и по тарифам;

- энергия реактивная QIII суммарно и по тарифам;

- энергия реактивная QIV суммарно и по тарифам;

- мощность активная максимальная усредненная (QI+QIV)+(QII+QIII);

- мощность активная положительная максимальная усредненная QI+QIV;

- мощность активная отрицательная максимальная усредненная QII+QIII;

- мощность реактивная положительная максимальная усредненная QI+QII;

- мощность реактивная отрицательная максимальная усредненная QIII+QIV;

- мощность реактивная максимальная усредненная QI;

- мощность реактивная максимальная усредненная QII;

- мощность реактивная максимальная усредненная QIII;

- мощность реактивная максимальная усредненная QIV;

- энергия потерь в ЛЭП активная (QI+QII+QIII+QIV), приведенная к сопротивлению линии RL;

- энергия потерь в ЛЭП активная положительная (QI+QIV), приведенная к сопротивлению линии RL;

- энергия потерь в ЛЭП активная отрицательная (QII+QIII), приведенная к сопротивлению линии RL;

- энергия потерь в ЛЭП реактивная (QI+QII+QIII+QIV), приведенная к реактивному сопротивлению линии XL;

- энергия потерь в ЛЭП реактивная положительная (QI+QII), приведенная к реактивному сопротивлению линии XL;

- энергия потерь в ЛЭП реактивная отрицательная (QIII+QIV), приведенная к реактивному сопротивлению линии XL;

- длительность отклонения коэффициента реактивной мощности;

- максимальное значение коэффициента реактивной мощности;

- время работы счетчика с момента выпуска.

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;

- об очистке месячных и суточных архивов потребления энергии;

- об очистке различных журналов событий;

- об очистке профилей нагрузки;

- о результатах самодиагностики;

- об отклонении напряжения от заданных порогов;

- о превышении заданного лимита мощности;

- о превышении заданного лимита энергии;

- о превышении заданного порога отношения реактивной и активной мощностей.

Счетчики фиксируют информацию об отклонении напряжения и частоты сети в журналах событий 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 или только чтения данных;

• - места установки прибора;

• - 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 отношения реактивной и активной мощностей, коэффициента активной мощности;

• - параметров для контроля качества электроэнергии.

Счетчики обеспечивают возможность обнуления профилей и журналов событий.

Счетчики обеспечивают вывод на индикацию:

• - информации об энергопотреблении и мощности;

• - текущих времени и даты.

Набор параметров и длительность вывода параметров на индикаторе программируется.

Обмен информацией локально осуществляется через оптический порт с помощью программного обеспечения (ПО) «TPMeter», с устройствами визуализации по радиоканалу или по 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 удаленного 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

приведены в таблицах 9-11.

Таблица 9 - Метрологические характеристики

Продолжение таблицы 9

Продолжение таблицы 9

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

Таблица 11 - Технические характеристики

Продолжение таблицы 11