Разработка цифрового счетчика активной энергии

3) наличие моментов собственного торможения рабочим потоком последовательной цепи. При равномерной нагрузке на подвижную часть действуют моменты собственного торможения рабочими потоками последовательных обмоток элементов. При отключении одной из фаз один из этих моментов становится равным нулю, а остальные уменьшаются пропорционально снижению скорости вращения подвижной части. В результате появляется положительная погрешность счетчика, численно равная отношению момента самоторможения последовательной цепи одного элемента к его рабочему вращающему моменту. Данная погрешность увеличивается с ростом нагрузки. Эта погрешность является основной составляющей погрешности счетчика от неравномерной нагрузки фаз. Может достигать 1-1.5 %.

Трехфазную систему напряжений можно считать симметричной, если напряжения фаз отличаются друг от друга не более чем на 5 %. При такой несимметрии напряжений правильность показаний счетчика не должна нарушаться, если выполнена точная балансировка его вращающих элементов. Если несимметри напряжений будет превышать указанные пределы, то появляется дополнительная погрешность измерений даже при точной балансировке элементов счетчика. Это связано с тем, что рабочий магнитный поток параллельной обмотки нелинейно зависит от приложенного к ней напряжения. Поэтому абсолютная величина изменений вращающих моментов будет неодинаковой для элемента, который находится под повышенным напряжением и для элемента который находится под пониженным напряжением. Второй причичной появления погрешности от несимметрии напряжений является квадратичная зависимость компенсационных моментов и моментов самоторможения рабочим магнитным потоком параллельной обмотки от напряжения.

У трехфазных трехэлементных счетчиков активной энергии при  несимметрии напряжений, вызванной  неравномерностью нагрузки по фазам, может возникать дополнительная погрешность в учете, если будет отсутствовать связь общей точки обмоток напряжения (нулевой контакт) с нулевым проводником сети. В этом случае из-за различия потенциалов нулевого проводника и указанной общей точки между последними возникает напряжение. Поэтому напряжения, прикладываемые к обмоткам счетчика, будут отличаться от соответствующих фазных напряжений сети как по величине, так и по фазе. В целом суммарное значение получаемой погрешности зависит как от распределения нагрузки по фазам, так и от ее характера.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Технические требования счетчика ПСЧ-3АР.05.2М.121

 

Таблица 2 - Основные технические характеристики счетчиков.

 

Наименование  параметра	Значение
Номинальное напряжение, В	3х(120-230)/(208-400)
Частота сети, Гц	45-65
Чувствительность  в каждой фазе, А	0,0125 (Iном =5А)
Базовая (максимальная) сила тока, А	5 (60)
Номинальное значение частоты, Гц	50
Класс точности при измерении активной энергии	1
Мощность, потребляемая каждой цепью напряжения, при номинальном напряжении: - активная, Вт  - полная, В·А	не более 0,8 не более 1
Полная мощность, потребляемая каждой последовательной цепью счетчика электроэнергии, при  номинальном токе и номинальной  частоте, ВСА	не более 0,1
Передаточное число телеметрических выходов, имп./кВт·ч:   -в основном режиме          -в поверочном режиме	500 5000
Установленный диапазон рабочих температур, °С:	от -40 до +55
Межповерочный интервал счетчика электроэнергии, лет	16
Средний срок службы счетчика, лет, не менее	30
Масса электросчетчика, кг	не более 1,3
Габаритные  и установочные размеры	Приложение  А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Условия проведения поверки

 

При проведении поверки должны быть соблюдены требования "Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей и правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей", утвержденных Главгосэнергонадзором.

Поверка должна производиться на аттестованном  оборудовании и с применением  средств поверки, имеющих действующее  клеймо или свидетельство о поверке.

Порядок представления  счётчиков на поверку должен соответствовать  требованиям ПР 50.2.006.

 

3.1 При проведении поверки должны соблюдаться условия:

 

1. температура окружающего воздуха, º С                                          23 ± 2

2. относительная влажность воздуха, %                                      от 30 до 80

3. атмосферное давление, мм. рт. Ст                                       от 630 до 795

4. внешнее магнитное поле                     не превышает естественного фона

5. напряжение источника переменного тока, В                              230 ± 2,3

6. частота измерительной сети, Гц                                                   50 ± 0,15

7.форма кривой напряжения и тока измеряемой сети синусоидальная с коэффициентом искажения,                                                            не более 2

 

 

3.2 Эксплуатационные ограничения:

 

Напряжение, подаваемое на счетчик, должно соответствовать номинальному напряжению, указанному на щитке счетчика. Подача на счетчик

напряжения, превышающего максимальное значение, равное 1,2 Uном, может привести к повреждению счетчика.

 

3.3 Организация поверки

 

При проведении поверки должна присутствовать комиссия в составе трех человек, которая будет следить за соблюдением всех условий и всех пунктов, указанных в программе поверки. В помещении, в котором будет проводиться поверка должны находиться термометр, влагомер, барометр. Перед проведением поверки комиссия должна записать показания приборов.

Поверка должна производиться на аттестованном  оборудовании и с применением  средств поверки, имеющих действующее  клеймо или свидетельство о поверке.

Эти показания  нужно занести в формуляр. Если они соответствуют пункту 3.1, то разрешается проводить поверку.

 

4 Программа поверки

 

Поверка должна проводиться в объеме и последовательности, в соответствии с таблицей 3.

 

Таблица 3.

 

Наименование  операции	Номер пункта методики	Наименование  средств поверки
1. Внешний осмотр	5.1
2. Проверка условий  поверки 5.2 2.1 Температура  окружающего воздуха 2.2 Относительная  влажность воздуха 2.3 Атмосферное  давление     2.4 Параметры  сети (напряжение, частота, форма кривой)	5.2	Термометр, диапазон измерений от 0 до 40 ºС, цена деления 1 ºС. Гигрометр, диапазон измерения относительной влажности от 30 до 100 %; Барометр-анероид, диапазон измерения от 79990 до 105320 Па с погрешностью ± 160 Па.   Установка для  поверки счетчиков электрической  энергии автоматизированная УАПС-1М
3 Проверка электрической прочности изоляции	5.3	Универсальная пробойная установка УПУ-10. Испытательное напряжение до 10 кВ погрешность установки напряжения не более 5 %
4 Опробование  и проверка функционирования  счетчика - правильности  работы счётного механизма; - проверка функционирования интерфейса (оптического порта)	5.4       5.4.1   5.4.2	Установка для  поверки счетчиков электрической  энергии автоматизированная УАПС-1М: - погрешность  при измерении активной энергии  ±0,15%, при измерении реактивной  энергии ±0,30%; - номинальное  напряжение 3х(120-230)/(208-400) В; - ток (0,01–100) А. Источник питания  Б5-30: (0–24) В, ток (0–50) мА. Секундомер  СОС ПР-2Б. Персональный  компьютер IBM РС. Устройство  сопряжения оптическое УСО-2 Программа проверки функционирования счетчиков ПСЧ-3АР.05.2М, ПСЧ-4АР.05.2М «Schetchik_AR» ИЛГШ.00031-01
5 Проверка метрологических  характеристик: - погрешности  при измерении активной и реактивной энергии; - порога чувствительности; - отсутствия самохода	5.5.1       5.5.2   5.5.3

 

 

Примечание - Допускается проведение поверки счётчиков с применением средств поверки, не указанных в таблице 3, но обеспечивающих определение и контроль метрологических характеристик поверяемых счётчиков с требуемой точностью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Методика поверки

 

5.1 Внешний осмотр

 

При внешнем  осмотре должно быть установлено  соответствие счетчика сле-

дующим требованиям:

- лицевая панель  счетчика должна быть чистой  и иметь четкую маркировку  в соответствии требованиям ГОСТ  Р 52320;

- во все резьбовые  отверстия токоотводов должны быть ввернуты до упора винты с исправной резьбой;

- на крышке зажимной колодки счетчика должна быть нанесена схема подключения счетчика к электрической сети;

- в комплекте  поставки счетчика должен быть  паспорт ИЛГШ.411152.164ПС.

 

5.1.1 На лицевую часть панели счетчиков должны быть нанесены офсетной печатью или другим способом, не ухудшающим качества:

- товарный знак  предприятия-изготовителя;

- год изготовления  счётчика;

- условное обозначение  типа счётчика;

- класс точности  счётчика по ГОСТ 25372;

- постоянная  счётчика в основном (А) и поверочном (В) режиме по ГОСТ 25372;

- базовое и  максимальное значение тока;

- номинальное  значение напряжения: 3х(120-230)/(208-400) V;

- номинальная  частота энергосети;

- изображение  знака утверждения типа по  ПР 50.2.009;

- знак соответствия  требованиям безопасности по  ГОСТ Р 50460;

- испытательное  напряжение изоляции (символ С2  по ГОСТ 23217);

- знак по              ГОСТ 25874;

 

- ГОСТ Р 52322, ГОСТ Р 52425 ;

- условное обозначение  подключения счетчиков к трехфазной электрической сети по ГОСТ 25372;

- условное обозначение  единиц учета электрической энергии  kW·h / kvar·h;

- номер счетчика  по системе нумерации предприятия-изготовителя  представлен в виде:

а) штрих-кода «2 из 5 чередующийся» по ГОСТ ИСО/МЭК 16390: первые две цифры – два нуля, вторые две цифры – последние две цифры года, третьи две цифры – месяц, последние шесть цифр – номер счетчика в партии;

б) цифрового  обозначения из десяти цифр: первые две цифры – последние две цифры года, вторые две цифры – месяц, последние шесть цифр – номер счетчика в партии.

5.1.2 Поверка габаритных размеров и массы

Поверка габаритных размеров проводиться железной 20-ти сантиметровой линейкой класса точности 0,1.

Поверка массы  производится с помощью тензовесов.

 

5.2 Проверка условий поверки

 

5.2.1 Проверка условий окружающей среды, приведенных в разделе 5, производится измерительными приборами, приведенными в таблице 2.

Параметры сети (напряжение, частота, форма кривой) гарантируются установкой для поверки счетчиков электрической энергии автоматизированной УАПС-1М.

Установка УАПС-1М предназначена для поверки счетчиков электрической энергии статических, однофазных и трехфазных, измеряющих активную и реактивную энергию в двух направлениях. Класс точности поверяемых счетчиков 0,5 и менее точных для активной энергии и 1,0 и менее точных для реактивной энергии.

Рабочие условия  применения установки:

1. температура  окружающего воздуха, ºС                                       23 ± 2                     

2. относительная влажность воздуха, %                                      от 30 до 80

3. атмосферное  давление , кПа                                                     от 84 до 106,7

 

Установка обеспечивает возможность одновременной поверки  до 6 однотипных трехфазных и 18 однотипных однофазных счетчиков. Установка работает под управлением программного обеспечения, установленного на ПК.

Передача информации между ПК и установкой осуществляется по последовательному цифровому  интерфейсу связи типа RS-232.

Питание установки  осуществляется от сети (230±23) В, 50 Гц.

Полная потребляемая мощность не превышает:

- 800 В· А для установки УАПС-1;

- 1500 В·А для установки УАПС-1М и УАПС-1МГ

Время установления рабочего режима установки не более 30 минут.

Продолжительность непрерывной работы установки не менее 16 часов.

 

5.3 Проверка  электрической прочности изоляции

 

5.3.1 При проверке электрической прочности изоляции испытательное напряжение подают, начиная с минимального или со значения рабочего напряжения. Увеличение напряжения до испытательного значения следует производить плавно или равномерно ступенями за время (5 – 10) с.

Результаты  проверки считаются положительными, если электрическая изоляция счетчика, при закрытом корпусе и закрытой крышке зажимов, выдерживает в течение 1 мин воздействие напряжения переменного тока частотой 50 Гц. Точки приложения испытательного напряжения и величина испытательного напряжения приведены в таблице 4.

 

Таблица 4.

 

Номера контактов  счетчика, между которыми прикладывается испытательное напряжение		Величина испытательного напряжения, кВ, среднеквадратическое значение:
		на первичной поверке при  выпуске из производства	на периодической, внеочередной и первичной поверке при  выходе из ремонта
Х1.1 – Х1.10, соединенные  вместе	«земля» и Х1.11, Х1.18, соединенные вместе	4	3,2
Х1.13, Х1.17	Х1.14, Х1.18	2	1,6
Примечание – В качестве «земли» при испытаниях используется металлический экран, надеваемый на пластмассовый  корпус счетчика.