Принцип действия счетчиков электрической энергии многофункциональных СЭТ-1М.01М (далее - счетчиков) основан на цифровой обработке входных аналоговых сигналов.

Управление процессом измерения и всеми функциональными узлами счетчика осуществляется высокопроизводительным микроконтроллером (МК), который реализует алгоритмы в соответствии со специализированной программой, помещенной в его внутреннюю память программ. Управление узлами производится через аппаратно-программные интерфейсы, реализованные на портах ввода/вывода МК.

Измерительная часть счетчиков выполнена на основе аналого-цифрового преобразователя (АЦП), который осуществляет выборки мгновенных значений величин напряжения и тока параллельно по двум каналам тока (для счетчиков с двумя каналами измерения) и каналу напряжения, преобразование их в цифровой код и передачу по SPI интерфейсу по запросу микроконтроллера.

Микроконтроллер по выборкам мгновенных значений напряжения и тока производит вычисление усредненных на интервале фиксированного измерительного окна значений активной мощности, среднеквадратических значений напряжения и тока в каждом канале измерения, производит их коррекцию по амплитуде, фазе и температуре. По вычисленным значениям активной мощности, напряжения и тока вычисляются полная и реактивная мощности в каждом канале измерения. Измерение частоты сети производится посредством измерения периода напряжения. Вычисления коэффициентов искажения синусоидальности кривой напряжения и токов производятся по первой гармонике сети с использованием прямоугольного измерительного окна, синхронного с частотой сети.

Вычисления средних на интервале фиксированного измерительного окна значений мощностей и среднеквадратических значений напряжений и токов по каждому каналу измерения

5

5

S = U • I,

для полной мощности

(4)

где Ui, Ii - выборки мгновенных значений напряжения и тока;

Wi - весовые коэффициенты измерительного окна;

n - число выборок на интервале измерительного окна.

По полученным за период сети значениям активной и реактивной мощности формируются импульсы телеметрии на четырех конфигурируемых испытательных выходах счетчика. Сформированные импульсы подсчитываются контроллером и сохраняются в энергонезависимых регистрах энергии. Информация об энергии представлена во внутренних регистрах МК в числах полупериодов телеметрии (2А). При постоянной счетчика А=5000 имп./кВт(квар)-ч, число 10000 в регистрах энергии любого вида и направления соответствует энергии 1,0000 кВт-ч (квар-ч) с разрешающей способностью 0,1 Вт-ч (вар-ч).

Счетчики позволяют измерять параметры однофазной сети по двум каналам измерения и могут использоваться как измерители или датчики параметров с нормированными метрологическими характеристиками.

Счетчики имеют интерфейсы связи RS-485, CAN, оптический интерфейс и предназначены для работы, как автономно, так и в составе автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии (АИИС КУЭ), в составе автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ) и в составе автоматизированных систем регистрации параметров движения и автоведения переменного тока (РПДА ПТ).

Счетчики могут эксплуатироваться на электроподвижном составе переменного тока, работающего в тяговом режиме и в режиме рекуперации.

Счетчики предназначены для работы в закрытых помещениях с диапазоном рабочих температур от минус 40 до плюс 60 °С, относительной влажности до 100 % при температуре 25 °С и на высотах до 3000 метров над уровнем моря. Счетчики устойчивы к воздействию инея.

Варианты исполнения

По вариантам исполнения счетчики делятся в зависимости от вида интерфейсов связи и числа каналов измерения и учета в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1 - Варианты исполнения счетчиков

Подключение счетчиков к сети производится через измерительные трансформаторы напряжения и тока. Допускается непосредственное подключение счетчиков к сети по напряжению с номинальными значениями напряжений из ряда: 100, 120, 127, 173, 190, 200, 220, 230 В.

Счетчики имеют раздельные (изолированные) цепи напряжения измерения и питания и могут подключаться к измерительной сети по схеме с совместным и раздельным включением цепей напряжения измерения и питания.

При раздельном включении цепей измерения и питания индикаторы счетчиков и интерфейсы связи функционируют при наличии напряжения питания и отсутствии напряжения в измерительной цепи.

Учет энергии

Счетчики ведут независимый (раздельный) учет по каждому каналу измерения тока (для счетчиков с двумя каналами измерения и учета) активной и реактивной энергии нарастающего итога прямого и обратного направления.

Измерение параметров сети

Счетчики измеряют мгновенные значения (с программируемым временем интегрирования) физических величин, характеризующих однофазную электрическую сеть по двум каналам измерения, и могут использоваться как измерители или датчики параметров, приведенных в таблице 2.

Таблица 2 - Измерители или датчики параметров

Испытательные выходы и вход включения режима поверки

В счетчике функционируют четыре объединенных по плюсу испытательных выхода основного передающего устройства. Каждый испытательный выход может конфигурироваться для формирования импульсов телеметрии одного из каналов учета энергии (активной, реактивной, прямого и обратного направления) для 1-го или 2-го канала измерения тока и работать:

• - в основном режиме (А) с передаточным числом 5000 имп/(кВт-ч), имп/(квар-ч);

• - в поверочном режиме (В) с передаточным числом 160000 имп/(кВт-ч), имп/(квар-ч).

Переключение из основного режима телеметрии (А) в поверочный режим (В) производиться напряжением, подаваемым на вход включения режима поверки.

Устройство индикации

Счетчики имеют жидкокристаллический индикатор с подсветкой (ЖКИ) для отображения учтенной энергии и измеряемых величин и одну (для одноканальных счетчиков) или две (для двухканальных счетчиков) кнопки управления режимами индикации.

Счетчики в режиме индикации основных параметров позволяют отображать на индикаторе по каждому каналу измерения и учета:

текущую активную и реактивную энергию нарастающего итога по текущему направлению; учтенную активную и реактивную энергию нарастающего итога прямого и обратного направ-

ления.

Счетчик в режиме индикации вспомогательных параметров позволяет отображать на индикаторе:

данные вспомогательных режимов измерения, приведенных в таблице 2;

версию программного обеспечения (ПО) счетчика;

контрольную сумму метрологически значимой части ПО.

Все данные основных и вспомогательных режимов измерения отображаются с учетом введенных в счетчик коэффициентов трансформации по напряжению и току для каждого канала измерения.

Интерфейсы связи

Счетчики имеют три равноприоритетных, независимых, изолированных интерфейса связи: RS-485, CAN и оптический интерфейс (по ГОСТ IEC 61107-2011). Интерфейсы RS-485 и CAN могут отсутствовать в составе счетчиков в зависимости от варианта исполнения (таблица 1). Оптический интерфейс (оптопорт) присутствует в счетчиках любых вариантов исполнения.

Счетчики по интерфейсам RS-485 и оптическому интерфейсу поддерживают ModBus-подобный, СЭТ-4ТМ.02-совместимый протокол и обеспечивают возможность дистанционного управления функциями, программирования (перепрограммирования) режимов и параметров и считывания параметров и данных измерений.

Счетчики c CAN-интерфейсом поддерживают обмен данными с 11 и 29 битными идентификаторами в соответствии с CAN Specification version 2.0 Part B.

Счетчики c CAN-интерфейсом обеспечивают чтение и изменение идентификатора объекта по CAN-интерфейсу посредством LSS протокола по стандарту DSP305.

Работа со счетчиками через интерфейсы связи может производиться с применением программного обеспечения «Конфигуратор СЭТ-4ТМ».

Доступ к параметрам и данным со стороны интерфейсов связи защищен паролями на чтение и программирование (два уровня доступа). Метрологические коэффициенты и заводские параметры защищены аппаратной перемычкой и не доступны без снятия пломб завода-изготовителя и нарушения оттиска знака поверки.

Защита от несанкционитрованного доступа

Для защиты от несанкционированного доступа в счетчиках предусмотрена установка навесной пломбы и мастичной пломбы организации осуществляющей поверку счетчика, а так же мастичной пломбы ОТК завода-изготовителя.

После установки на объект крышки зажимов счетчиков должны пломбироваться навесными пломбами обслуживающей организации.

Общий вид счетчика с установленной крышкой зажимов и со снятой крышкой зажимов, схема пломбирования от несанкционированного доступа, обозначение места нанесения знака поверки представлены на рисунках 1 и 2.

Условия эксплуатации

В части воздействия климатических факторов внешней среды и механических нагрузок счетчики соответствуют условиям группы 4 по ГОСТ 22261-94 для работы при температуре окружающего воздуха от минус 40 до плюс 60 °С, относительной влажности до 100 % при температуре 25 °С и на высотах до 3000 метров над уровнем моря. Счетчики устойчивы к воздействию инея.

Счетчики виброустойчивы в диапазоне частот от 5 до 150 Гц, удароустойчивы при воздействии ударов многократного действия и ударопрочны при воздействии ударов одиночного действия согласно ГОСТ 22261-94 для электронных измерительных приборов группы 4.

Счетчики, при климатических и механических воздействиях в части предельных условий транспортирования соответствует требованиям, установленным для электронных измерительных приборов групп 4 ГОСТ 22261-94 при температуре окружающего воздуха от минус 40 до плюс 70 °С.

Корпуса счетчиков по степени защищенности от проникновения воды и посторонних предметов соответствуют степени ТР53 по ГОСТ 14254-96.

со знаком поверки

Мастичная пломба

Винты крепления крышки зажимов

Мастичная пломба с оттиском клейма ОТК

Навесная пломба обслуживающей организации

Рисунок 1 - Общий вид счетчика с установленной крышкой зажимов, схема пломбирования от несанкционированного доступа, обозначение места нанесения знака поверки

Навесная пломба со знаком поверки

Рисунок 2 - Общий вид счетчика со снятой крышкой зажимов, схема пломбирования от несанкционированного доступа, обозначение места нанесения знака поверки

Продолжение таблицы 5

Таблица 4 - Метрологические характеристики

Продолжение таблицы 4

Таблица 5 - Основные технические характеристики

Продолжение таблицы 4