Микропроцессорные приборы для учёта электрической и тепловой энергии. Лекция 10

Содержание

Слайд 2

www.energomera.by www.strumen.com www.vzep.vitebsk.by www.askue.by Основные интернет-ресурсы

www.energomera.by
www.strumen.com
www.vzep.vitebsk.by
www.askue.by

Основные интернет-ресурсы

Слайд 3

Микропроцессорные счётчики электроэнергии

Микропроцессорные счётчики электроэнергии

Слайд 4

Алгоритмы расчёта электроэнергии в микропроцессорных счётчиках

Алгоритмы расчёта электроэнергии
в микропроцессорных счётчиках

Слайд 5

Расчёт активной энергии в трёхфазной сети без разложения в ряд Фурье

Расчёт активной энергии в трёхфазной сети
без разложения в ряд Фурье
(по

мгновенным значениям)

I

t

i

i+1

Δt

Слайд 6

Расчёт полной электроэнергии по действующим значениям t j j+1 ΔT

Расчёт полной электроэнергии по действующим значениям

 

t

j

j+1

ΔT

Слайд 7

Расчёт реактивной электроэнергии по действующим значениям

Расчёт реактивной электроэнергии по действующим значениям

Слайд 8

Квадранты учитываемой электроэнергии R+ E+ E- R- E – активная энергия R – реактивная энергия

Квадранты учитываемой электроэнергии

R+

E+

E-

R-

E – активная энергия
R – реактивная энергия

Слайд 9

Годовой учёт по варианту тарификации в многотарифной системе Тарифные сезоны Рабочие

Годовой учёт по варианту тарификации в многотарифной системе

Тарифные сезоны

Рабочие дни

Выходные дни

Праздничные

дни

Тарифные зоны
за одни сутки

Тарифные зоны
за одни сутки

Тарифные зоны
за одни сутки

Тарифы для
каждой зоны

Тарифы для
каждой зоны

Тарифы для
каждой зоны

Слайд 10

Счётчик электрической энергии статический ГРАН-ЭЛЕКТРО СС-301 Производство НП ООО Гран-Система-С

Счётчик электрической энергии статический
ГРАН-ЭЛЕКТРО СС-301

Производство
НП ООО
Гран-Система-С

Слайд 11

Клеммная колодка

Клеммная колодка

Слайд 12

Предназначен для измерения активной и реактивной энергии и мощности прямого и

Предназначен для измерения активной и реактивной энергии и
мощности прямого и обратного

направлений, фазных напряжений и токов в трёхфазных трёх- и, или четырёхпроводных цепях переменного тока номинальной частотой 50 Гц в условиях умеренного климата в закрытых помещениях

Предназначен для коммерческого учета электрической энергии на промышленных предприятиях, энергосистемах, на перетоках, а также для работы в составе автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии

Назначение

Слайд 13

Бах. Сюита №2

Бах.
Сюита №2

Слайд 14

Технические характеристики Класс точности по активной энергии: 0,2S Класс точности по

Технические характеристики

Класс точности по активной энергии: 0,2S
Класс точности по реактивной энергии:

1
Номинальное напряжение в зависимости от исполнения:
57,7/100; 127/220; 230/400
Предельный рабочий диапазон напряжений: от 0,8 до 1,15 от Uном
Номинальный ток в зависимости от исполнения: 1, 5 или 10 А
Максимальный ток для счётчиков трансформаторного включения:
1,5 от Iном
Максимальный ток для счётчиков непосредственного включения:
10 от Iном
Слайд 15

Технические характеристики Полная потребляемая мощность для каждой цепи напряжения: не более

Технические характеристики

Полная потребляемая мощность для каждой цепи напряжения:
не более 1,5 ВА
Полная

потребляемая мощность для каждой цепи тока:
не более 0,5 ВА
Максимальное значение постоянной счетчика в имп/кВт⋅ч или имп/квар⋅ч в режиме «Телеметрия» в зависимости от исполнения:
от 1250 до 250000
Телеметрические выходы: 4 оптоэлектронных импульсных выхода
Цифровой интерфейс в зависимости от исполнения:
RS-232С или RS-485
Слайд 16

Технические характеристики Количество тарифных сезонов: 12 Количество тарифов: 8 (A, B,

Технические характеристики

Количество тарифных сезонов: 12
Количество тарифов: 8 (A, B, C, D,

E, F, G, H)
Количество тарифных зон: 48
Интервал усреднения мощности: 3 и 30 или 3 и 15 мин
Глубина хранения срезов энергии:
60 дней при 30 мин интервале усреднения
30 дней при 15 мин интервале усреднения
Слайд 17

Функциональные кнопки «Меню» - вход в основное меню и выход из

Функциональные кнопки

«Меню» - вход в основное меню и выход из подменю
«Маркер»

- выбор подменю
«Ввод» - вход в подменю и просмотр параметров
Слайд 18

Меню «Основное окно индикации»

Меню «Основное окно индикации»

Слайд 19

Меню «Энергия» (1 раз нажать «Меню») «Приращение энергии за…» «сутки» «месяц»

Меню «Энергия» (1 раз нажать «Меню»)

«Приращение энергии за…»
«сутки»
«месяц»
«год»
«Накопленная энергия на…»
«начало дня»
«начало

месяца»
«начало года»

номер года

Слайд 20

Меню «Мощность» (2 раза нажать «Меню») «3 – минутная мощность» «30 – минутная мощность» «Максимальная мощность»

Меню «Мощность» (2 раза нажать «Меню»)

«3 – минутная мощность»
«30 – минутная

мощность»
«Максимальная мощность»
Слайд 21

Меню «Мгновенные» (3 раза нажать «Меню»)

Меню «Мгновенные» (3 раза нажать «Меню»)

Слайд 22

Меню «Константы» (4 раза нажать «Меню»)

Меню «Константы» (4 раза нажать «Меню»)

Слайд 23

Меню «События» (5 раз нажать «Меню») «Фазы» - состояния фаз напряжения

Меню «События» (5 раз нажать «Меню»)

«Фазы» - состояния фаз напряжения на

дату и время
«Ошибки» - вывод двоичного кода ошибки
«Коррекция» - дата, время и двоичный код
корректируемого параметра

Глубина архива по каждому типу событий – 32 события

Слайд 24

Меню «Календарь» (6 раз нажать «Меню») «Сезоны» - дата и время

Меню «Календарь» (6 раз нажать «Меню»)

«Сезоны» - дата и время начала

сезона
«Выходные дни» - даты выходных и праздничных дней для каждого сезона
Слайд 25

Меню «Тарифы» (7 раз нажать «Меню») «Тарифы рабочих дней» «Тарифы выходных дней»

Меню «Тарифы» (7 раз нажать «Меню»)

«Тарифы рабочих дней»

«Тарифы выходных дней»

Слайд 26

Меню «Коррекция часов» (Нажать и удерживать «Меню» около 3 с)

Меню «Коррекция часов»
(Нажать и удерживать «Меню» около 3 с)

Слайд 27

Параметризация счётчика Через интерфейс RS232 Через оптический порт

Параметризация счётчика

Через интерфейс RS232
Через оптический порт

Слайд 28

Пломбирование счётчика Конструкцией счетчика предусмотрено два уровня пломбирования 1 уровень пломбирования

Пломбирование счётчика

Конструкцией счетчика предусмотрено два уровня пломбирования
1 уровень пломбирования
Пломбы устанавливает служба

технического контроля изготовителя при выходе счетчика из производства и государственный поверитель
после поверки счетчика. Пломбы устанавливаются на винты крепления кожуха корпуса к цоколю с зажимной. Первый уровень пломбирования предотвращает несанкционированный доступ внутрь счетчика.
2 уровень пломбирования
Пломбу устанавливает представитель Энергонадзора после монтажа счетчика на объекте. Пломба устанавливается на винт крепления
крышки зажимов к корпусу счетчика. Второй уровень пломбирования предотвращает несанкционированный доступ к зажимной плате, телеметрическим и интерфейсным выходам.
Слайд 29

Защита от несанкционированного доступа Нулевой уровень доступа Предоставляет возможность потребителю производить

Защита от несанкционированного доступа

Нулевой уровень доступа
Предоставляет возможность потребителю производить считывание данных

со счетчика и производить синхронизацию времени по интерфейсу RS-232С (RS-485) и оптическому порту.
Первый уровень доступа
Ограничения - пароль дополнительного доступа. Предоставляет возможность потребителю или организации, ответственной за монтаж и эксплуатацию системы АСКУЭ, запись параметров, не влияющих на коммерческие характеристики счетчика:
- сетевой адрес счетчика,
- параметры интерфейса связи,
- перечень параметров, выводимых на дисплей;
Слайд 30

Защита от несанкционированного доступа Второй уровень доступа Ограничения - пароль основного

Защита от несанкционированного доступа

Второй уровень доступа
Ограничения - пароль основного доступа. Устанавливается

Энергонадзором после проведения параметризации счетчика. Паролем основного доступа защищается запись параметров, влияющих на коммерческие характеристики счетчика.
Третий уровень доступа
Ограничения - пароль основного доступа + крышка зажимов снята (удаление пломбы Энергонадзора) + работа только через оптический порт. Предоставляет Энергонадзору возможность установки времени, обнуления энергии, срезов, максимальной мощности и даты переключения сезонов;
Слайд 31

Защита от несанкционированного доступа Четвёртый уровень доступа Ограничения – установка аппаратного

Защита от несанкционированного доступа

Четвёртый уровень доступа
Ограничения – установка аппаратного ключа на

плату контроллера +удаление пломб Энергонадзора, государственного поверителя и изготовителя + работа только через оптический порт. Предоставляет изготовителю возможность изменения конфигурации и калибровочных коэффициентов счетчика на этапе изготовления.
Слайд 32

Трёхфазный счётчик CE318BY Производство ООО «Энергомера»

Трёхфазный счётчик CE318BY

Производство
ООО «Энергомера»

Слайд 33

Функциональные возможности многотарифный учет электроэнергии; ведение ретроспективы по накопленной энергии; ведение

Функциональные возможности

многотарифный учет электроэнергии;
ведение ретроспективы по накопленной энергии;
ведение ретроспективы

по событиям;
ведение интервальных профилей четырех каналов энергии: активной и реактивной, прямого и обратного направления;
- измерение параметров сети: частоты сети; токов по фазам; напряжений по фазам; коэффициентов мощности по фазам; активной и реактивной мощностей по фазам и суммарно; полной мощности по фазам и суммарно
Слайд 34

Функциональные возможности - измерение отдельных показателей качества электроэнергии (ПКЭ): длительность провала

Функциональные возможности

- измерение отдельных показателей качества электроэнергии (ПКЭ): длительность провала напряжения;

глубина провала напряжения; длительность перенапряжения; максимальное значение перенапряжения;
перерывы электроснабжения;
контроль лимитов потребления активной энергии;
предоплатный режим;
самодиагностика;
электронные пломбы;
датчик постоянного магнитного поля;
датчик радиочастотного воздействия;
журналы событий;
поддержка протокола обмена Smart Metering Protocol (SMP);
- сопровождение отображаемой информации OBIS-кодами
Слайд 35

Функциональные возможности Возможные интерфейсы связи (в зависимости от модификации): оптический порт; RS485; PLC-модем; радио-модем; GSM-модем.

Функциональные возможности

Возможные интерфейсы связи (в зависимости от модификации):
оптический порт;
RS485;

PLC-модем;
радио-модем;
GSM-модем.
Слайд 36

Функциональные возможности Встроенные реле (в зависимости от модификации): реле прямого управления нагрузкой; реле сигнализации.

Функциональные возможности

Встроенные реле (в зависимости от модификации):
реле прямого управления нагрузкой;

реле сигнализации.
Слайд 37

Основные технические характеристики Класс точности по активной энергии: 1 или 0,5S

Основные технические характеристики

Класс точности по активной энергии: 1 или 0,5S
Количество тарифов:

8
Количество тарифных зон в сутках: до 48
Количество тарифных расписаний на 7 суток: 12
Глубина хранения годовых энергий: 10 лет
Глубина хранения профилей нагрузок: 128 суток
Слайд 38

Дисплей счётчика 1 – OBIS-коды; 2 – номер группы данных (группы

Дисплей счётчика

1 – OBIS-коды;
2 – номер группы данных (группы индикации);


3 – номер действующей тарифной программы;
4 – номер действующего тарифа;
5 – индикатор направления учета;
6 – индикатор статуса обмена по интерфейсам;
7 – индикатор разряда или отсутствия батареи;
8 – индикатор радиочастотного воздействия;
9 – датчик вскрытия клеммной крышки;
10 – датчик вскрытия кожуха счетчика;

11 – датчик воздействия постоянным, переменным магнитным полем;
12 – индикатор авторизации с неправильным паролем (блокировки);
13 – индикатор срабатывания реле 1 (реле нагрузки);
14 – индикатор срабатывания реле 2 (реле сигнализации);

15 – индикатор подключенных фаз; 16 – индикатор уровня активной мощности

Слайд 39

OBIS – Object Identification System – система идентификации объекта (МЭК 62056-61)

OBIS – Object Identification System – система идентификации объекта
(МЭК 62056-61)

А –

тип объекта учёта: электрический, тепловой, газовый ….
В – номер канала учёта
С – вид измеряемой величины: энергия, мощность, напряжение…
D – характер алгоритма расчёта: интегрирование, сравнение ….
Е – способ тарификации
F – дополнительные сведения
Слайд 40

Схема прямого включения

Схема прямого включения

Слайд 41

Виды тарификации по событиям; внешняя; - по временным зонам

Виды тарификации

по событиям;
внешняя;
- по временным зонам

Слайд 42

Тарификация по событиям Тарификация по событиям имеет наивысший приоритет Программируется матрица

Тарификация по событиям

Тарификация по событиям имеет наивысший приоритет

Программируется матрица событий

и назначаемых им реакций.

При возникновении нескольких событий, для которых назначена реакция перехода на тариф, действующий тариф определяется с учетом настройки уровня приоритетов тарифов

Слайд 43

Внешняя тарификация Внешняя тарификация действует, если не активна тарификация по событиям

Внешняя тарификация

Внешняя тарификация действует, если не активна тарификация по событиям
Вариант

тарификации устанавливается по интерфейсу связи
Слайд 44

Тарификация по временным зонам Тарификация по временным зонам действует, если отключена

Тарификация по временным зонам

Тарификация по временным зонам действует, если отключена внешняя

тарификация, отключена или не активна тарификация по событиям.
Действующий тариф определяется по часам реального времени счетчика согласно настроенному тарифному расписанию.
Слайд 45

Группы тарифных расписаний В счетчике реализованы 2 группы сезонных тарифных расписаний:

Группы тарифных расписаний

В счетчике реализованы 2 группы сезонных тарифных расписаний:
-

активная - действующая;
пассивная – планируемая к применению.
Каждая из групп содержит 12 расписаний.

Каждое расписание содержит номера суточных тарифных программ для каждого дня недели и дату (в формате день/месяц), с которой расписание начнет действовать

Слайд 46

Суточные тарифные программы В счетчике предусмотрено 32 суточные тарифные программы. Каждая

Суточные тарифные программы

В счетчике предусмотрено 32 суточные тарифные программы.
Каждая суточная

тарифная программа позволяет для каждого из 48-ми получасов суток задать номер тарифа, на который будет произведено переключение.
Слайд 47

Исключительные по тарификации дни В счетчике реализовано два блока исключительных по

Исключительные по тарификации дни

В счетчике реализовано два блока исключительных по

тарификации дней:
- регулярные (циклические);
плавающие (абсолютные).
Счетчик позволяет задать до 16-ти регулярных и до 96-ти плавающих исключительных по тарификации дней.
Слайд 48

Предоплатный режим В счетчике предусмотрены регистры «Стоимость энергии» для тарифов: T1…T8

Предоплатный режим

В счетчике предусмотрены регистры «Стоимость энергии» для тарифов: T1…T8


В счетчике предусмотрен знаковый дробный регистр: «Текущий счет потребителя» , который хранит значение в тех же условных единицах измерения, в которых задана стоимость тарифов

Слайд 49

Контроль малого потребления Суть этой функции состоит в предоставлении электроснабжающей организации

Контроль малого потребления

Суть этой функции состоит в предоставлении электроснабжающей организации

возможности предупреждения (в том числе по инициативе снизу, если это позволяет канал связи) о том, что один из потребителей в течение длительного времени не потребляет энергию или потребляет, но очень мало.
Электроснабжающая организация, получив данное предупреждение, может выехать к потребителю для проверки обстоятельств столь низкого потребления (хищение, либо просто отъезд потребителя в отпуск)
Слайд 50

Журналы событий Примеры некоторых событий: (всего 188 событий) Перепрошивка счетчика по

Журналы событий

Примеры некоторых событий: (всего 188 событий)

Перепрошивка счетчика по интерфейсу

Обнуление

тарифных накопителей

Изменение тарифных расписаний

Неудачная самодиагностика встроенных часов

Превышение лимита энергии 1

Начало воздействия постоянным магнитным полем

Нарушение электронной пломбы кожуха

Перегрев счетчика, начало

Слайд 51

Реакции на события Реле нагрузки Реле сигнализации Звуковой сигнал Сообщение по

Реакции на события

Реле нагрузки
Реле сигнализации
Звуковой сигнал
Сообщение по интерфейсу
Переход на другую тарифную

группу
Фиксирование показаний
Введение лимита мощности
Слайд 52

Реакции на события

Реакции на события

Слайд 53

Счётчики времени отсутствия питания; пониженного питания; повышенного питания; сверхлимитной мощности; несоответствия

Счётчики времени

отсутствия питания;
пониженного питания;
повышенного питания;
сверхлимитной мощности;
несоответствия частоты

сети;
отсутствия обмена по интерфейсу;
малого потребления;
суммарной рассинхронизации времени за контрольный период;
нарушения последовательности фаз;
-воздействия постоянным магнитным полем;
- воздействия радиополем;
Слайд 54

Слайд 55

Микропроцессорные автоматические системы контроля и учёта энергии (АСКУЭ)

Микропроцессорные автоматические системы контроля и учёта энергии (АСКУЭ)

Слайд 56

Структурная схема АСКУЭ Счётчик № 1 Счётчик № 2 Счётчик №

Структурная схема АСКУЭ

Счётчик № 1

Счётчик № 2

Счётчик № n

Сеть

Разветвитель RS485 №1

RS485

RS485

RS485

Концентратор
RS485

№1

Разветвитель
RS485 №2

Разветвитель
RS485 №n

GSM

Ethernet

Счётчик № 1

Счётчик № 2

Сеть

PLC

Маршрутизатор

GSM

Концентатор
PLC №1

Сеть

PLC

GSM

Радиомодем

GSM

Компьютер

RS232

Сервер

Ethernet

Слайд 57

Шкаф АСКУЭ

Шкаф АСКУЭ

Слайд 58

Фрагмент схемы шкафа АСКУЭ

Фрагмент схемы шкафа АСКУЭ

Слайд 59

Фрагмент схемы шкафа АСКУЭ

Фрагмент схемы шкафа АСКУЭ

Слайд 60

Фрагмент схемы шкафа АСКУЭ

Фрагмент схемы шкафа АСКУЭ

Слайд 61

Устройство сбора и передачи данных УСПД164-01Б

Устройство сбора и передачи данных
УСПД164-01Б

Слайд 62

Панель индикации

Панель индикации

Слайд 63

УСПД 164-01Б предназначено для измерения времени и синхронизации часов счетчиков электрической

УСПД 164-01Б
предназначено для измерения времени и синхронизации часов счетчиков электрической

энергии в АСКУЭ, а также сбора, обработки, хранения и передачи информации о расходе электроэнергии и мощности от счетчиков электрической энергии по каналам связи различного вида на верхний уровень АСКУЭ.
УСПД предназначено для работы со счетчиками электрической энергии, внесенными в Государственный реестр средств измерений и имеющими для передачи данных цифровые интерфейсы RS-485, радиомодем и/или PLC-модем.
Область применения – промышленные предприятия и объекты коммунально-бытового сектора энергосистемы.

Назначение

Слайд 64

Основные технические характеристики RS-485: 4 PLC: 1 Радио: 1 Количество каналов

Основные технические характеристики

RS-485: 4
PLC: 1
Радио: 1

Количество каналов для связи со счётчиками:

GSM/GPRS:

1
USB: 1
Ethernet: 1

Количество каналов для связи с верхним уровнем АСКУЭ:

Максимальное количество обслуживаемых счётчиков: 2048

Слайд 65

Основные технические характеристики Количество учитываемых тарифов: до 8 Глубина хранения данных

Основные технические характеристики

Количество учитываемых тарифов: до 8

Глубина хранения данных на начало

суток: 64 суток

Глубина хранения данных на начало месяца: 13 месяцев

Слайд 66

Основные функциональные возможности вычисление балансов потребления по балансным схемам, оставленным из

Основные функциональные возможности

вычисление балансов потребления по балансным схемам, оставленным из групп

учета
- перепрограммирование тарифных расписаний
сигнализация о несанкционированных действиях, аварийных ситуациях, превышении лимита мощности
считывание заводских и абонентских номеров счетчиков и ведение журнала замены счетчиков
- ведение статистики последних опросов каналов учета:
количество удачных опросов, количество неудачных опросов,
количество опросов с расхождением времени и т.д.
- синхронизация времени в опрашиваемых счетчиках 1 раз в сутки
Слайд 67

Микропроцессорные счётчики тепловой энергии

Микропроцессорные счётчики тепловой энергии

Слайд 68

Объёмный расход Массовый расход Тепловая энергия

Объёмный расход

Массовый расход

Тепловая энергия

Слайд 69

Алгоритм расчёта тепловой энергии

Алгоритм расчёта тепловой энергии

Слайд 70

Алгоритм расчёта тепловой энергии

Алгоритм расчёта тепловой энергии

Слайд 71

Счётчик тепловой энергии СКМ-2 Расходомер Тепловычислитель

Счётчик тепловой энергии СКМ-2

Расходомер

Тепловычислитель

Слайд 72

Теплосчетчики состоят из вычислителя, расходомеров (до 5 шт.), термопреобразователей сопротивления ТСП100 или ТСП500, датчиков давления

Теплосчетчики состоят из вычислителя, расходомеров (до 5 шт.), термопреобразователей сопротивления ТСП100

или ТСП500, датчиков давления
Слайд 73

Теплосчетчик предназначен для измерения тепловой энергии, которую поглощает или отдает в

Теплосчетчик предназначен для измерения тепловой энергии, которую поглощает или отдает в

системах водяного теплоснабжения теплоносящая жидкость, а также для измерения количества воды и для организации информационных систем баз данных.

Теплосчетчики могут измерять тепловую энергию и другие параметры жидкости одновременно в двух независимых системах теплоснабжения.

Слайд 74

Измеряемые и вычисляемые параметры Тепловая энергия в системе Объём воды в

Измеряемые и вычисляемые параметры

Тепловая энергия в системе
Объём воды в трубопроводе
Разность масс

воды в двух трубопроводах
Тепловая мощность
Расход воды в трубопроводе
Температура в трубопроводе
Разность температур в двух трубопроводах
Давление в трубопроводе
Слайд 75

Технические характеристики Предел допускаемой относительной погрешности измерения тепловой энергии вычислителем: ±0,5%

Технические характеристики

Предел допускаемой относительной погрешности измерения тепловой энергии вычислителем: ±0,5%
Количество каналов

измерения: до 5
Абсолютная погрешность измерения температуры, не более ± 0,3°С