3.5 Устройство и работа прибора

3.5.1 Принцип действия счетчика основан на измерении мгновенных значений входных сигналов тока и напряжения шестиканальным аналого-цифровым преобразователем (АЦП), с последующим вычислением среднеквадратических значений токов и напряжений, активной, реактивной и полной мощности и энергии, углов сдвига фазы и частоты цифровым сигнальным процессором (ЦСП).

3.5.2 Конструктивно счетчик выполнен в пластмассовом корпусе.

В корпусе размещены измерительные трансформаторы тока и выполненные на печатных платах: плата счетчика; модуль питания; один из интерфейсных модулей; модуль телеметрических выходов или импульсных входов.

Зажимы для подсоединения счетчика к сети, к источнику резервного питания, к интерфейсным линиям, телеметрические выходы и импульсные входы, а также выходы реле закрываются пластмассовой крышкой.

Панель с надписями установлена на крышке корпуса счетчика.

3.5.3 Принцип работы счетчика поясняется структурной схемой, приведенной на рисунке 3.1.

3.5.4 Измерение и вычисление параметров сети и энергетических параметров Напряжения от каждой из фаз поступают на делители, где понижаются до значений уровня пригодного для измерения.

Токовые сигналы преобразуются с помощью токовых трансформаторов и резисторов в сигналы напряжения. Эти сигналы подаются на входы АЦП, где преобразуются в цифровой код и поступают на последовательный синхронный порт (ПСП) ЦСП. ЦСП производит расчет среднеквадратичных значений токов и напряжений, полной, активной, реактивной мощностей и энергий, а также углов сдвига и частоты основной гармоники сигналов напряжения.

Для расчета среднеквадратичного значения напряжения по каждой цепи напряжения используется формула

где КМ - масштабный коэффициент (вводится при изготовлении на заводе);

КА - калибровочный коэффициент по данной фазе (вводится при калибровке на заводе);

i - значение текущей выборки;

N - число выборок;

Ui -значение напряжения i выборки, В.

Для расчета величины среднеквадратичного значения силы тока для каждой цепи тока используется формула

где КМ1 - масштабный коэффициент (вводится при изготовлении на заводе);

КА1 - калибровочный коэффициент по данной фазе (вводится при калибровке на заводе);

i - значение текущей выборки;

N - число выборок;

Ii -значение силы тока i выборки, А.

Активная мощность в каждой фазе вычисляется по формуле

Суммарная активная мощность вычисляется по формуле

где Р - активная мощность по каждой фазе.

Полная мощность в каждой фазе трехфазной сети вычисляется по формуле

где IФ – среднеквадратичное значение силы тока в соответствующей фазе определенное по формуле (3.10), А;

UФ – среднеквадратичное значение напряжения в соответствующей фазе определяемое по формуле (3.9), В;

Суммарная полная мощность вычисляется по формуле:

где S - полная мощность по каждой фазе, определенная по формуле (3.13), В•А.

Реактивная мощность по каждой фазе вычисляется по Формуле

где SФ – полна мощность в каждой фазе, определяемая по формуле (3.13), В•А;

РФ – активная мощность в каждой фазе, определенная по формуле (3.11), Вт.

Суммарная реактивная мощность вычисляется по формуле

где Q - реактивная мощность в каждой фазе, определенная по формуле (3.15), вар;

Удельная энергия потерь в цепях тока вычисляется по Формуле

где I - сила тока вычисленная по формуле (3.10), А.

Коэффициент активной мощности вычисляется по формуле

где РΣ - активная мощность определенная по формуле (3.12), Вт;

SΣ - полная мощность определенная по формуле (3.14), В•А.

Коэффициент реактивной мощности вычисляется по формуле

где QΣ - реактивная мощность определенная по формуле (3.16), вар;

Активная и реактивная энергия вычисляется по значениям активной и реактивной мощностей определенных за 1с.

По коэффициентам активной и реактивной мощности определяется номер квадранта.

На основе расчетов активной и реактивной энергий ЦСП выдает сигналы об энергопотреблении на телеметрические выходы, которые могут быть подключены к системе АСКУЭ. ЦСП может вести подсчет импульсов поступающих на модуль импульсных входов от первичных преобразователей (например, от индукционных счетчиков снабженных телеметрическими выходами, соответствующими ГОСТ 30206-94 или ГОСТ 30207-94).

В ПЗУ хранятся коды команд, загружаемые во внутреннюю память команд ЦСП. Загрузка памяти программы ЦСП происходит по окончанию сигнала сброса.

3.5.5 Накопление и хранение результатов измерения Однокристальная микро-ЭВМ (ОМЭВМ) по шине адрес/данные (ШАД) считывает данные об энергопотреблении и параметрах сети, через порт прямого доступа к памяти (ПДП) ЦСП.

ОМЭВМ в реальном времени, осуществляет накопление и сохраняет энергетические параметры в энергонезависимом ОЗУ (ЭНОЗУ). Отсчет времени и ведение календаря осуществляют часы реального времени (ЧРВ).

Адресация узлов счетчика осуществляется через дешифратор адреса (ДША). В соответствии с заданной программой ОМЭВМ.

3.5.6 Интерфейсы пользователя.

В счетчике имеется оптический порт (ОП) и модуль интерфейса (МИ), для считывания информации и программирования параметров пользователя.

Информация о параметрах сети, энергопотреблении и параметрах пользователя выводится на ЖК-дисплей (ЖКД). Просмотр осуществляется пользователем с помощью клавиатуры (Кн), включающей пломбируемую кнопку.

Два светодиодных индикатора работы (И) информируют о работоспособности счетчика при накоплении активной и реактивной энергии.

С помощью реле управления нагрузками (РУН) осуществляет включение или отключение нагрузок (два канала).

3.5.7 Питание счетчика.

Для питания счетчика используется импульсный обратноходовый преобразователь, преобразующий выпрямленные входные напряжения в напряжение необходимое для питания всех узлов и модулей счетчика. Для питания счетчика от резервного источника используется низковольтный обратноходовый преобразователь, на который может быть подано резервное напряжение питания от 9В до 15В. При отсутствии входных напряжений UA, UB, UC счетчик переключается на работу от резервного источника питания.