Счетчики электрической энергии трехфазные статические "Меркурий 231"

Назначение

Счетчики электрической энергии трехфазные статические «Меркурий 231» предназначены для измерения и учета активной и реактивной энергии прямого направлении переменного тока в трех и четырехпроводных сетях.

Описание

Принцип действия счетчиков электрической энергии трехфазных статических «Меркурий 231» (далее счетчики) 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.

МК по выборкам мгновенных значений напряжения и тока, поступающих с датчиков напряжения и датчиков тока, производит вычисление усредненных значений активной и реактивной мощности, среднеквадратических значений напряжения и тока. МК выполняет функции вычисления измеренной энергии, связи с энергонезависимой памятью, отображение информации на жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) или устройство отсчетное электромеханическое (УО) и формирование импульсов телеметрии.

Измерение частоты сети производится посредством измерения периода фазного напряжения.

Счетчики выпускаются в модификациях, отличающихся корпусами, типом измерителя в цепи тока (трансформатор или шунт), способом включения (непосредственного или трансформаторного), классом точности, базовым (поминальным) и максимальным током, функциональными возможностями, связанными с программным обеспечением.

Условное обозначение многотарифных счётчиков с трансформаторами в цепи тока и ЖКИ имеет вид:

«Меркурий 231 АКТ-ОХ FIR(L)N»,

где Меркурий - торговая марка счётчика;

231 - серия счётчика;

AR - тип измеряемой энергии, а именно:

- А - активной энергии;

- R - реактивной энергии;

Т - наличие внутреннего тарификатора;

0Х - модификации, подразделяемые по максимальному току и классу точности, приведены в таблице 1.

Таблица 1

F - наличие профиля, журнала событий и других дополнительных функций (отсутствие F - нет профиля и дополнительных функций);

1R(L) - интерфейсы, а именно:

- R - интерфейс К8-485(отсутствие R - отсутствие RS-485);

- I - интерфейс IrDA (присутствует во всех моделях счетчиков с ЖКИ);

- L - PLC-модем (отсутствие L - отсутствие PLC-модема);

N - Наличие электронной пломбы (отсутствие N - отсутствие электронной пломбы). Переключение тарифов осуществляется с помощью внутреннего тарификатора или по команде через интерфейс (IrDA или RS-485) или PLC-модем от внешнего тарификатора.

Условное обозначение многотарифных счётчиков с шунтами в цепи тока и ЖКИ. имеет вид: «Меркурий 231 ART-ОХш PQBt», где Меркурий - торговая марка счётчика;

231 - серия счётчика;

AR - тип измеряемой энергии, а именно:

- А - активной энергии;

- R - реактивной энергии;

Т - наличие внутреннего тарификатора;

ОХш - модификации, подразделяемые по базовому (максимальному) току, приведены в таблице 1а.

Таблица 1 а

Р - наличие профиля (отсутствие Р - нет профиля);

Q - наличие показателей качества электроэнергии, (отсутствие Q - нет показателей качества электричества);

Bt - наличие радиоканала Bluetooth (отсутствие Bl - отсутствие радиоканала Bluetooth).

Электронная пломба и оптопорт присутствует во всех модификациях счётчиков «Меркурий 231 ART-ОХш PQBt».

Переключение тарифов осуществляется с помощью внутреннего тарификатора.

Условное обозначение однотарифного счётчика с трансформаторами в цепи тока и УО имеет вид:

«Меркурий 231 АМ-01»

Условное обозначение однотарифных счётчиков с шунтами в цепи тока и УО имеет вид:

«Меркурий 231 АМ-ОХш».

Условное обозначение однотарифных счётчиков с шунтами в цепи тока и ЖКИ имеет вид: «Меркурий 231 А-ОХш».

Модификации однотарифных счетчиков с шунтами в цепи тока, подразделяемые по базовому (максимальному) току, приведены в таблице 16.

Таблица 16

V? Счётчики «Меркурий 231А(М)-0Х(ш)» обеспечивают регистрацию значений потребляемой электроэнергии с нарастающим итогом с момента ввода в эксплуатацию.

Для счётчиков «Меркурий 231АМ-01(ш)» количество барабанов УО шесть, из них первые пять индицируют целое значение электроэнергии в кВт ч, а шестой индицирует значение электроэнергии в десятых и сотых долях кВт ч.

Для счётчиков «Меркурий 231АМ-02ш» количество барабанов УО шесть, которые индицируют целое значение электроэнергии в кВт-ч, запятая отсутствует.

ЖКИ представляет собой восьмиразрядный семисегментный цифровой индикатор с фиксированной запятой перед двумя младшими разрядами. ЖКИ индицирует показания непосредственно в киловатт-часах (кВт ч) при измерении активной энергии и в киловар-часах (квар ч) при измерении реактивной энергии.

Счетчики «Меркурий 231 ART» обеспечивают вывод на ЖКИ следующих параметров и данных:

• учтенной активной и реактивной энергии прямого направления в соответствии с заданным перечнем индицируемых тарифных зон (по сумме тарифов, тариф 1. тариф 2, тариф 3, тариф 4) раздельно:

всего от сброса показаний:

Примечание - счетчики, запрограммированные в однотарифный режим, обеспечивают вывод на индикатор значения потребляемой электроэнергии только по одному тарифу.

• вспомогательных параметров:

мгновенных значений (со временем интегрирования 1 с) активной, реактивной и полной мощности по каждой фазе и по сумме фаз;

действующих значений фазных напряжений и токов по каждой из фаз;

углов между фазными напряжениями:

> между 1 и 2 фазами;

> между 1 и 3 фазами;

> между 2 и 3 фазами.

коэффициентов мощности (cos <р) по каждой фазе и по сумме фаз с указанием вектора полной мощности;

частоты сети;

♦♦текущего времени;

♦♦текущей даты:

*идентификационного номера модема;

*уровня принятого сигнала.

Примечания:

* - для счетчиков с модемом PLC.

* * - для счетчиков с внутренним тарификатором.

Переключение тарифов осуществляется с помощью внутреннего тарификатора.

Счетчики имеют встроенный последовательный интерфейс связи RS-485 или IrDA интерфейс или модем PLC, оптопорт (счетчики с шунтами), обеспечивающие обмен информацией с компьютером в соответствии с протоколом обмена.

Счётчики обеспечивают программирование от внешнего компьютера через интерфейс связи следующих параметров:

• контроля чётности/нечётности (нет, 1 стоп-бит);

• системного тайм-аута (5 мс);

• смены паролей первого (потребителя энергии) и второго (продавца энергии) уровня доступа к данным;

• индивидуальных параметров счётчика (па уровне 2):

- сетевого адреса (на уровне доступа 1 и 2);

- местоположения (на уровне доступа 2);

- коэффициента трансформации по току (на уровне доступа 2);

- режимов импульсных выходов (на уровне доступа 2);

^•’’текущего времени и даты (на уровне доступа 2):

- широковещательная команда установки текущего времени и даты;

• ’тарифного расписания (на уровне доступа 2):

- до 4-х тарифов,

- раздельно на каждый день недели и праздничные дни каждого месяца года (максимальное число праздничных дней в невисокосном году - 365 дней, в високосном - 366);

- до 16 тарифных интервалов в сутки;

- шаг установки тарифного расписания (дискретность 1 мин);

- установка счётчика в однотарифный или многотарифный режим;

• ’разрешения/запрета сезонного времени и параметров времени перехода с «летнего» времени на «зимнее», с «зимнего» времени на «летнее» (на уровне доступа 2):

- часа;

- дня недели (последней) месяца;

- месяца;

• ’’параметров при сохранении профиля мощности (на уровне доступа 2):

- длительности периода интегрирования (1...45 мин., шаг установки - 1 мин., емкость памяти - 85 суток (для модификации с буквой F) и 190 суток (для модификации с буквой Р) при длительности периода интегрирования - 30 минут;

- разрешения/запрета обнуления памяти при инициализации массива памяти средних мощностей;

• режимов индикации (на уровне доступа 1 и 2):

- периода индикации (1 ..255 секунд);

- длительности индикации показаний потреблённой энергии по текущему тарифу (5..255 секунд);

- длительности индикации показаний потреблённой энергии по нетекущему тарифу (5...255 секунд);

- перечня индицируемых показаний потреблённой энергии (по сумме тарифов, тариф 1, тариф 2, тариф 3, тариф 4) раздельно для активной и реактивной энергии;

- длительности индикации вспомогательных параметров (2...255 секунд);

- перечня индицируемых вспомогательных параметров;

• параметров контроля за превышением установленных лимитов активной мощности и энергии (на уровне доступа 2);

- разрешения/запрета контроля за превышением установленного лимита активной мощности;

- разрешения/запрета контроля за превышением установленного лимита активной энергии;

- значения установленного лимита мощности;

- значений установленного лимита энергии отдельно для каждого из четырёх тарифов;

- режимы управления нагрузкой импульсным выходом (выводы 15, 16);

- включения/выключения нагрузки;

• сброс регистров накопленной энергии (на уровне доступа 2);

• перезапуск счётчика («горячий» сброс) без выключения питания сети (на уровне доступа 2);

• ’’’параметров качества электроэнергии (ПКЭ) (справочное значение):

- нормально допустимые значения (ПДЗ) и предельно допустимые значения (ПДЗ) отклонения напряжения (устанавливается программно);

• *”НДЗ и ПДЗ отклонения частоты напряжения переменного тока (устанавливается программно);

• максимумов мощности;

- расписание контроля за утренними и вечерними максимумами.

Примечания:

♦ - параметры только для счётчиков с внутренним тарификатором.

” - параметры только для счётчиков «Меркурий 231 ART» с индексом «F» или «Р».

* ” - параметры только для счётчиков с шунтом и с индексом «Q».

обеспечивают считывание через интерфейс связи следующих параметров

и данных:

• ‘учтённой активной энергии прямого направления по каждому из 4 тарифов и сумму по тарифам по каждой фазе всего от момента сброса показаний;

• учтённой активной энергии прямого направления (счётчики с индексом «А») или активной и реактивной энергии прямого направления (счётчики с индексами «AR») но сумме фаз по каждому'из 4 тарифов и сумму по тарифам:

- всего от момента сброса показаний;

- *за текущие сутки;

- *на начало текущих суток;

- *за предыдущие сутки;

- *на начало предыдущих суток:

- ‘за текущий месяц;

- *на начало текущего месяца;

- *за каждый из предыдущих 11 месяцев;

- ‘на начало каждого из предыдущих 11 месяцев;

- *за текущий год;

- *на начало текущего года;

- ‘за предыдущий год;

- ‘на начало предыдущего года;

• ‘параметров встроенных часов счётчика:

- текущих времени и даты;

- признака сезонного времени (зима/лето);

- разрешения/запрета перехода сезонного времени;

- времени перехода на «летнее» и «зимнее» время при установке сезонного времени;

• ‘параметров тарификатора:

- режима тарификатора (однотарифный/многотарифный);

- номера текущего тарифа;

- тарифного расписания;

- календаря праздничных дней;

• “параметров сохранения профиля мощностей:

- длительности периода интегрирования;

- параметров последней записи в памяти сохранения профиля мощностей;

- признака неполного среза (счётчик включался или выключался на периоде интегрирования);

- признака переполнения памяти массива средних мощностей;

- ‘средних значений активной и реактивной мощностей прямого направления за заданный период интегрирования для построения графиков нагрузок в обычном и ускоренном режимах чтения;

• вспомогательных параметров;

- мгновенных значений (со временем интегрирования 1 с) активной, реактивной и полной мощности по каждой фазе и по сумме фаз; с указанием направления (положения вектора полной мощности);

- действующих значений фазных напряжений и токов по каждой из фаз;

- коэффициентов мощности по каждой фазе и ио сумме фаз с указанием направления (положения вектора полной мощности);

- частоты сети;

• индивидуальных параметров счётчика:

- сетевого адреса;

- серийного номера;

- даты выпуска;

- местоположения счётчика;

- класса точности по активной энергии;

Государственный реесги

средств измерений t

X/класса точности по реактивной энергии:

- признака суммирования фаз (с учётом знака/по модулю);

Внимание! Программирование счётчиков в режим суммирования фаз «по модулю» позволяет предотвратить возможность хищения электроэнергии при нарушении фазировки подключения токовых цепей счётчика.

- варианта исполнения счётчика;

- номинального напряжения;

- номинального тока;

- коэффициента трансформации по току;

- постоянной счётчика в основном режиме;

- температурного диапазона эксплуатации;

- режима импульсных выходов (основной/повсрочный. A+/R+);

- версии ПО;

• режимов индикации:

- периода индикации (I.. .255 секунд);

- длительности индикации показаний потреблённой энергии по текущему тарифу (5...255 секунд);

- длительности индикации показаний потреблённой энергии по нетекущему тарифу (5...255 секунд);

- перечня индицируемых показаний потреблённой энергии (по сумме тарифов, тариф 1, тариф 2, тариф 3, тариф 4) раздельно для активной и реактивной энергии;

- длительности индикации вспомогательных параметров (2...255 секунд);

- перечня индицируемых вспомогательных параметров;

• параметров контроля за превышением установленных лимитов активной мощности и энергии прямого направления:

- режима (разрешения/запрета) контроля за превышением установленного лимита активной мощности прямого направления;

- режима (разрешения/запрета) контроля за превышением установленного лимита активной энергии прямого направления;

- значения установленного лимита мощности;

- значений установленного лимита энергии отдельно для каждого из четырёх тарифов;

- режима импульсного выхода (выводы 15, 16) (телеметрия/режим управления нагрузкой);

- режим управления нагрузкой (нагрузка включена/выключена);

• *журнала событий (кольцевого на 10 записей);

- времени включения/выключения счётчика;

- времени до/после коррекции текущего времени;

- времени включения/выключения фазы 1 (2, 3);

- времени начала/окончания превышения лимита мощности;

- времени коррекции тарифного расписания;

- времени коррекции расписания праздничных дней;

- времени сброса регистров накопленной энергии;

- времени инициализации массива средних мощностей;

- времени превышения лимита энергии по тарифу 1 (2, 3, 4);

- времени коррекции параметров контроля за превышением лимита мощности;

- времени коррекции параметров контроля за превышением лимита энергии;

- времени вскрьпия/закрытия прибора;

- времени включения/выключения фазных токов (для счётчиков с шунтом и индексом «Р» в условном обозначении);

- даты и кода перепрограммирования;

- времени и кода ошибки самодиагностики;

- времени коррекции расписания контроля за максимумами мощности;

- времени сброса максимумов мощности;

• *журнала ПКЭ (для счётчиков с шунтом и индексом «Р» в условном

Всего значений журнала 16:

- НДЗ и ПДЗ напряжения в фазе 1 (4 значения);

- НДЗ и НДЗ напряжения в фазе 2 (4 значения);

- НДЗ и ПДЗ напряжения в (разе 3 (4 значения);

- НДЗ и ПДЗ частоты сети (4 значения).

Журнал фиксирует время выхода/возврата по каждому значению журнала до 100 записей.

• значения утренних и вечерних максимумов мощности;

• словосостояния самодиагностики счётчика.

Примечания:

* - параметры только для счётчиков с внутренним тарификатором.

* * - параметры только для счётчиков «Меркурий 231 ART» с индексом «F» или «Р».

Кроме данных об учтенной электроэнергии в энергонезависимой памяти хранятся калибровочные коэффициенты, тарифное расписание, серийный номер, версия программного обеспечения счетчика и другая информация, необходимая для конфигурации счетчика.

Длительность хранения данных в энергонезависимой памяти составляет не менее 30 лет.

Объем основных и вспомогательных параметров, выводимых на ЖКИ, а также длительность индикации, программируется через интерфейс.

Счетчики имеют испытательный выход для поверки счетчиков и для использования в ранее разработанных и эксплуатируемых автоматизированных системах технического и коммерческого учета потребляемой электроэнергии. В счётчиках с шунтами (с индексом «ш» в названии счётчика) испытательный выход является оптическим.

Конструктивно счетчики состоят из следующих узлов:

- корпуса (основания корпуса, крышки корпуса, клеммной крышки, крышки интерфейсной);

- клеммной колодки;

- печатного узла.

Печатный узел представляет собой плату с электронными компонентами, которая устанавливается в основании корпуса. Печатная плата подключается к клеммной колодке с помощью проводов.

Крышка корпуса крепится к основанию двумя винтами или механическими защелками и имеет окно для считывания показаний с ЖКИ или УО, а также для наблюдения за светодиодным индикатором.

Клеммная колодка состоит из восьми клемм для электросети и нагрузки.

На печатном узле находятся:

- блок питания;

- оптрон импульсного выхода;

- микроконтроллер (МК);

- энергонезависимое запоминающее устройство;

- оптопорт или IrDA, интерфейс R.S-485, модуль PLC в зависимости от модификации счетчика;

- ЖКИ или УО

Корпус сче тчиков изготовляется методом литья из ударопрочной пластмассы, изолятор контактов изготовляется из пластмассы с огнезащитными добавками.

Общий вид счетчика электрической энергии трехфазного статического «Меркурий 231 АМ-01» представлен на рисунке 1.

Для докуиеч^у

Рисунок 1 - Общий вид счетчика электрической энергии трехфазного статического «Меркурий 231 АМ-01»

Общий вид счетчика электрической энергии трехфазного статического «Меркурий 231 АМ-ОХш» представлен на рисунке 2.

Рисунок 2 - Общий вид счетчика электрической энергии трехфазного статического «Меркурий 231 АМ-ОХш»

Общий вид счетчика электрической энергии трехфазного статического «Меркурий 231А-0Хш» представлен на рисунке 3.

Рисунок 3 - Общий вид счетчика электрической энергии трехфазного статического «Меркурий 231А-0Хш»

Общий вид счетчика электрической энергии трехфазного «Меркурий 231 A(R)(T)-0X» представлен на рисунке 4.

статического

Рисунок 4 - Общий вид счетчика электрической энергии трехфазного статического «Меркурий 231 A(R)(T)-0X»

Общий вид счетчика электрической энергии трехфазного статического «Меркурий 231 A(R)T -ОХш» на рисунке 5.

Рисунок 5 - Общий вид счетчика электрической энергии трехфазного статического «Меркурий 231A(R)T-0Xui»

Схемы пломбировки от несанкционированного доступа, обозначение места нанесения знака поверки представлены на рисунке 6.

Рисунок 6 - Схемы пломбировки от несанкционированного доступа, обозначение места нанесения знака поверки

Счётчики предназначены для эксплуатации внутри закрытых помещений.

Программное обеспечение

В счетчиках используется программное обеспечение «Меркурий 231».

Структура программного обеспечения «Меркурий 231» представлена на рисунке 7.

Программное обеспечение состоит из следующих модулей:

- модуль измерений, вычислений и подсчета активной и реактивной энергии;

- модуль индикации;

- модуль обмена с внешней памятью;

- тарификатора и таймера (часов);

- модуль обслуживания интерфейсов (RS-485, IrDA, оптопорт, модем PLC).

Модуль подсчета энергии осуществляет измерение токов, напряжений и мощностей, которые в последующем используются для вычисления энергии и других вспомогательных параметров.

Модуль индикации обеспечивает вывод на ЖКИ необходимую информацию в соответствии с заданным алгори тмом.

Модуль работы с внешней памятью обеспечивает чтение и запись данных во внешнюю энергонезависимою память. В качестве данных могут быть как измеренные метрологические параметры с учетом заданного тарифного расписания, так и другие параметры, которые позволяют функционировать счетчику в соответствии с его алгоритмом.

Модуль часов предназначен для ведения календаря реального времени.

Тарификатор, по заданному тарифному расписанию, осуществляет управление процессом записи измеренной энергии в соответствующие регистры внешней памяти.

Модуль обслуживания интерфейсов обеспечивает связь счетчика с устройствами.

Большинство модулей взаимосвязаны.

Рисунок 7 - Структура программного обеспечения «Меркурий 231»

Уровень защиты программного обеспечения «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Таблица 2 - Идентификационные данные программного обеспечения

Доступ к параметрам и данным со стороны интерфейсов связи защищен паролями на чтение и программирование. Метрологические коэффициенты и заводские параметры защищены аппаратной перемычкой и недоступны без вскрытия пломб.

Для работы со счетчиками используется тестовое программное обеспечение «Конфигуратор счетчиков Меркурий» и «ВМопйог».

Конструкция счетчиков исключает возможность несанкционированного влияния на ПО счет чиков и измерительную информацию.

Технические характеристики

Таблица 3 - Основные метрологические характеристики

Всего листов 15

Продолжение таблицы 3

4 - Основные технические характеристики

Знак утверждении типа

наносится на панель счетчика методом офсетной печати или фото способом. В эксплуатационной документации на титульных листах знак утверждения типа наносится типографским способом.

Комплектность

Таблица 5 - Комплектность счетчиков

Понс^-ха

осуществляется по документам:

АВЛГ.411152.027 РЭ1 «Счетчики электрической энергии трехфазные статические «Меркурий 231». Руководство по эксплуатации. Приложение Д. Методака поверки» с изменением №1. утвержденному ФБУ «Нижегородский ЦСМ» 26 декабря 2016 г.;

АВЛГ.411152.027 ИЗ «Счетчик электрической энергии трехфазный статический «Меркурий 23ЛА(М)-0Х(ш)». Методика поверки» с изменением №1. утвержденному ФБУ «Нижегородский ЦСМ» 26 декабря 2016 г.

Основные средства поверки:

Рабочий эталон 2-ого разряда по ГОСТ 8.551-2013.

Установка поверочная универсальная УППУ-МЭ 3.1К100 02 (регистрационный № 23832-07);

Частотомер электронно-счетный 43-63 (регистрационный № 9084-83).

Прибор для испытания электрической прочности изоляции УПУ-10 (испытательное напряжение до 10 кВ. погрешность установки напряжения ±5 %).

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых счетчиков с требуемой точностью.

Знак поверки наносится давлением на специальную мастику или навесную пломбу, расположенную в месте крепления крышки корпуса к основанию счетчика.

Сведения о методиках (методах) измерений приведены в эксплуатационных документах.

Нормативные документы

ГОСТ 31818.11-2012 Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Общие требования. Испытания и условия испытаний. Часть 11. Счетчики электрической энергии.

ГОСТ 31819.21 -2012 Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока.

Частные требования. Часть 21. Стат ические счетчики активной энергии классов точности 1 и 2.

ГОСТ 31819.22-2012 Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 22. Статические счетчики активной энергии классов точности 0,2S и 0,5S.

ГОСТ 31819.23-2012 Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 23. Статические счетчики реактивной энергии.

ГОСТ 8.551-2013 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема доя средств измерений электрической мощности и электрической энергии в диапазоне частот от 1 до 2500 Гц.

АВЛГ.411152.027 ТУ Счетчики электрической энергии трехфазные статические «Меркурий 231». Технические условия.