Счётчики электрической энергии серии NP5. Описание функций (стр. 1 )

Счётчики

электрической энергии

серии NP5

Описание функций

ADDM.410013.101

Содержание

1 Введение. 4

1.1 Общие сведения. 4

1.2 Состав серии NP5. 4

1.3 Состав SMART IMS. 6

1.4 Документация. 6

2 Базовые функции. 8

3 Многотарифный учёт. 10

3.1 Однотарифный режим. 10

3.2 Временные тарифы. 11

3.2.1 Структура недели и нестандартные дни. 12

3.3 Тарифы по потреблению. 12

3.4 Штрафной тариф. 13

4 Контроль взаимных расчётов. 14

4.1 Расчёт сальдо. 15

4.1.1 Учёт потребления электроэнергии. 15

4.1.2 Учёт оплаты за электроэнергию. 15

4.1.3 Установка текущего сальдо. 15

5 Управление потреблением. 17

5.1 Основное реле. 17

5.1.1 Поведение реле счётчика при переподключении сети. 17

5.2 Дополнительное реле. 18

6 Контроль дифференциального тока. 20

7 Санкции по отношению к потребителю.. 21

8 Синхронизация времени. 22

8.1 «Нет синхронизации времени». 22

8.2 «Ошибка синхронизации времени». 23

9 Самозащита счётчика. 25

9.1 Некачественное напряжение. 25

9.2 Перегрузка по току. 25

9.3 Несоответствующая температура. 25

10 Распределение памяти и структура данных. 27

10.1 Текущие данные. 28

10.2 Архивы. 29

11 Регистрируемые параметры.. 30

11.1 Текущие данные. 30

11.1.1 Энергия. 32

11.1.2 Пиковые значения мощности. 32

11.1.3 Время и длительности. 33

11.1.4 Флаги. 34

12 Конфигурация. 36

12.1 Автоматически передаваемые данные. 36

12.2 Архивы. 36

12.3 Настройка функции отображения данных. 36

12.3.1 Локальный (встроенный) дисплей. 36

12.3.2 Удаленный дисплей. 37

12.4 Настройка лимитов. 37

12.4.1 Лимиты мощности. 37

12.4.2 Лимиты сальдо. 37

12.4.3 Коэффициент мощности (cosj) 38

12.4.4 Флаговый регистр #2. 38

12.4.5 Time-out 38

12.5 Настройка функции многотарифного учёта. 38

12.5.1 Тарифы по времени. 38

Структура недели. 38

Нестандартные дни. 39

12.5.2 Тарифы по потреблению. 39

12.5.3 Конфигурация календаря. 39

12.6 Настройка функции взаиморасчётов. 39

12.6.1 Тарифы в импульсах. 39

12.6.2 Текущее сальдо. 39

12.6.3 Счетчик добавленных импульсов. 39

12.7 Пиковая мощность 39

12.8 Настройка дополнительного реле. 40

12.9 Внешние параметры. 40

41

2  Введение

2.1  Общие сведения

Настоящий документ предназначен для изучения функциональных характеристик счётчиков электрической энергии серии NP5 (далее – счётчики), входящих в состав оборудования Smart IMS. Оборудование Smart IMS предназначено для автоматизированного дистанционного учёта потребления электроэнергии.

Серия NP5 представляет собой завершённую линию счётчиков, позволяющих полностью обеспечить все потребности в организации учёта потребления электроэнергии и измерения параметров электрической сети.

Счётчики выполняют следующие основные функции:

·  Многотарифный учёт потребляемой активной и реактивной электроэнергии в однофазных и трёхфазных сетях переменного тока

·  Накопление и хранение учётных данных и другой информации в энергонезависимой памяти

·  Вывод необходимой потребителю визуальной информации на дисплей счётчика, а также, при необходимости, вывод этой информации на удалённый дисплей

·  Измерение дополнительных параметров, характеризующих качество поставляемой электроэнергии, и режима потребления

·  Контроль состояния взаиморасчётов потребителя с поставщиком электроэнергии, как в режиме предоплаты, так и в режиме поставки электроэнергии в кредит

·  Отключение и подключение потребителей к сети при определённых условиях

·  Передача учётной информации по электрической сети 0.4 kV в устройства сбора и передачи данных – маршрутизаторы

Набор выполняемых счётчиками функций (конфигурация) может задаваться или корректироваться из Центра Smart IMS. Счётчики поставляются с заданной начальной конфигурацией.

2.2  Состав серии NP5

В состав серии входят счётчики однофазные, трёхфазные, предназначенные для измерения как активной, так и реактивной энергии. Счётчики отличаются способом подключения к сети, типом датчиков тока, конструктивным исполнением. В обозначении счётчика присутствуют символы, указывающие на перечисленные особенности (см. рис. 1.1).

Внимание! Обозначение счётчика приведено для примера

Обозначение	Расшифровка
NP516.21D–1P1ALNI	Тип устройства: счётчик «Матрица»
NP516.21D–1P1ALNI	Версия SMART IMS: может быть 5, 6, 7
NP516.21D–1P1ALNI	Тип корпуса: 1 - базовый однофазный счётчик 2 - однофазный счётчик с разнесёнными измерительной частью и дисплеем 3 - трёхфазный счётчик 4 - трёхфазный счётчик 5 - для трехфазного счетчика с разнесенными измерительной частью и дисплеем (SPLIT) 6 - трехфазный счётчик с симметричной схемой включения типа ANSI/ABNT 7 - однофазный счётчик с симметричной схемой включения типа ANSI/ABNT
NP516.21D–1P1ALNI	Рабочий ток, А: номинальный максимальный 0 1 6 1 5 6 2 5 10 3 10 80(85) 4 5 65 5 5 80(85) 6 5 100
NP516.21D–1P1ALNI	Рабочее напряжение, V: 1 - 110 (фазное) 2 - фазное) 3 - линейное) 5 - 57.7 (фазное) 6 – 70…440
NP516.21D–1P1ALNI	Код расширения: 1 - 9 - код правой части обозначения счётчика
NP516.21D–1P1ALNI	Измерительные цепи: D – объединённые цепи тока и напряжения; T – раздельные цепи тока и напряжения
NP516.21D–1P1ALNI	Схема включения: 1 фаза и нейтраль однофазный 2 две фазы и нейтраль двухфазный 3 три фазы трёхфазный 4 три фазы и нейтраль трёхфазный
NP516.21D–1P1ALNI	Особенность счётчика: P - базовый E - базовый + датчик дифференциального тока Q - базовый + дополнительный измерительный канал С - совокупность однофазных каналов. Число каналов (потребителей) соответствует предыдущей цифре обозначения
NP516.21D–1P1ALNI	Класс точности: 1 – 1,0 2 – 0,2 S 5 – 0,5 S
NP516.21D–1P1ALNI	Измеряемая энергия: R – активная и реактивная; А – активная
NP516.21D–1P1ALNI	Тип PLC-модема: L – 1200 bps M – 4800 bps
NP516.21D–1P1ALNI	Наличие реле: N - основное реле на 120 А (диаметр клемм 10 mm) n - дополнительное маломощное реле U - оба реле (N+n)

NP516.21D–1P1ALNI

Дополнительный канал связи: B - M-Bus C - CM. Bus F - радиоканал G - GSM-связь M - средне - или высоковольтная линия электропередачи I - инфракрасный порт

Рис. 1.1 Обозначение счётчиков серии NP5

Программное обеспечение всех счётчиков серии одинаково.

Подробные описания технических характеристик, конструктивного исполнения, принципов работы и порядка эксплуатации счётчиков приведены в соответствующих документах (см. Приложение А).

2.3  Состав SMART IMS

Кроме счётчиков, представленных в настоящем документе, в состав SMART IMS входят следующие компоненты.

Маршрутизаторы – сетевые устройства, обеспечивающие двухсторонний транзит данных между счётчиками и Центром SMART IMS. Маршрутизаторы поддерживают связь через:

·  Магистраль 0,4 kV

·  Каналы GSM-связи

·  Ethernet-сеть

·  Интерфейс RS-232

·  Интерфейс CM. BUS

·  Средневольтовые сети 6 - 22 kV

Удалённые дисплеи – устройства визуализации, устанавливаемые отдельно от счётчика в любом удобном потребителю месте. Поскольку информация от счётчика передаётся на дисплей по электропроводке, его достаточно подключить к сетевой розетке. Перечень параметров, выводимых на дисплей, задаётся в конфигурации счётчика. Удалённый дисплей получает данные от счётчика через маршрутизатор с интервалом минимум в один час.

Устройство присоединения – аппаратура, обеспечивающая передачу данных между маршрутизаторами или счётчиками, оборудованными MV-модемом, и сетью 6 - 24 kV.

Центр SMART IMS – сервер, осуществляющий накопление и обработку данных по всем потребителям электроэнергии, конфигурирование и управление сетью потребления. Центр предоставляет определённый доступ к собственным базам данных для расчётной (биллинговой) системы и, через Internet-сервер, для конечных потребителей.

Всё оборудование SMART IMS совместимо между собой по протоколу обмена данных и может использоваться в электрических сетях одновременно.

2.4  Документация

Настоящий документ является частью комплекта документов, распространяющихся на систему учёта электроэнергии Smart IMS производства компании Матрица.

В настоящем документе описаны функциональные характеристики счётчиков электроэнергии серии NP5.

Другая необходимая информация о счётчиках, а также информация о работе устройств и компонентов Smart IMS содержится в документах, приведенных в

Внимание! Представленная в настоящем документе информация может изменяться без предуведомления в процессе совершенствования Smart IMS

3  Базовые функции

Измеряемые параметры	Счётчики серии NP5 представляют собой аналого-цифровые устройства, преобразующие аналоговые сигналы от датчиков тока и напряжения в цифровую форму. Счётчики измеряют напряжение, ток, сдвиг фаз между током и напряжением, температуру счётчика, вычисляют потребляемую мощность, энергию, календарную дату.
Календарные часы	Счётчики снабжены календарными часами, то есть все формируемые данные содержат метки времени. Это позволяет вести многотарифный учёт потребления, измерять потребление в определённые промежутки времени, а также вычислять интервалы, в течение которых имелись какие-либо особенности в потреблении. Ход часов регулярно синхронизируется с часами маршрутизатора, который, в свою очередь, синхронизирует часы с точным временем Центра. Счётчики оборудованы устройством питания, которое поддерживает ход часов при отсутствии напряжения в сети, в течение не менее 2 часов.
Энергонезависимая память	Все полученные и вычисленные счётчиком данные хранятся в его энергонезависимой памяти и могут быть получены Центром по каналам связи.
Сеть передачи данных	Счётчики вместе с маршрутизатором входят в состав сети сбора и передачи данных. Физической средой сети являются провода 0,4 kV, к которым подключены и счётчики и маршрутизатор. С целью надёжной работы сети, счётчики наделены функцией ретрансляции передачи. Таким образом, длина или разветвлённость сети не ограничивается.
Предоплата и кредит	Счётчики работают как в режиме предоплаты, так и в режиме кредита. Настройка режима работы производится из Центра и может изменяться в процессе эксплуатации счётчика. Информация о расчётах за потреблённую электроэнергию передаётся между счётчиком, Центром и биллинговой системой по сети передачи данных, без использования промежуточных носителей информации в виде пластиковых (smart) карт и т. п.
Средства управления потреблением	Счётчики могут быть оснащены реле двух типов: основного и дополнительного. Основное реле обеспечивает, при оговоренных условиях, полное отключение потребителя от сети. Дополнительное реле управляет питанием какого-либо потребительского оборудования в соответствии с прописанным в конфигурации счётчика суточным графиком.
Способность к конфигурированию	Счётчики позволяют настраивать собственные функции. Набор инструкций, определяющих порядок работы счётчика, перечень измеряемых параметров и перечень параметров выводимых на дисплей, составляют конфигурацию счётчика. Конфигурация записывается в память счётчика из Центра, и может быть просмотрена или изменена в любое время.
Средства самозащиты счётчика	Счётчики наделены функциями самозащиты при экстремальных ситуациях: §  Недопустимого отклонения сетевого напряжения §  Недопустимо большого тока §  Недопустимой температуры
Аварийный надзор	Счётчик отмечает и передаёт в Центр информацию о следующих событиях: §  Отключение питания §  Отключение одной или двух фаз §  Неправильное подключение фаз §  Наличие дифференциального тока

4  Многотарифный учёт

Поставщик электроэнергии имеет возможность проводить определённую политику цен, используя способность счётчиков фиксировать значение потреблённой электроэнергии в различных тарифных регистрах.

Предусмотрены три тарифных режима работы:

1.  Одно-тарифный режим. Используются два тарифа: рабочий 1 и штрафной Р (рис. 3.1 a)

2.  Тарифы по времени, действующие в определённые интервалы суток. Используется три рабочих тарифа 1–3 и штрафной Р (рис. 3.1 b)

3.  Тарифы по потреблению. Используется восемь рабочих тарифов 1–8, каждый из которых вступает в действие при потреблении соответствующего количества энергии, и штрафной тариф Р (рис. 3.1 c)

В памяти счётчика выделены 5 тарифных регистров: три для временных тарифов – 1, 2, 3; один для штрафного тарифа – Р; один для тарифа по потреблению – 1-8.

Рис. 3.1 Регистры тарифных режимов счётчика

4.1  Однотарифный режим

Данный режим работы предназначен для эксплуатации счётчика в сетях потребления, где установлен один тариф оплаты за электроэнергию, независимо от сезона и времени суток. При нормальной работе показания счётчика накапливаются в регистре 1.

При необходимости можно использовать штрафной тариф, если, например, потребитель нарушает условия договора с поставщиком электроэнергии. В этом случае показания накапливаются в регистре P.

Система предоставляет возможность изменить стоимость электроэнергии при работе в одно-тарифном режиме в любой момент времени. Также, в произвольный момент можно настроить систему на работу в других тарифных режимах.

4.2  Временные тарифы

В данном режиме работы счётчик заносит значение потребляемой активной энергии в три временных тарифных регистра: 1, 2, 3 и один штрафной регистр – Р.

Показания счётчика накапливаются в одном из временных регистров в течение соответствующего интервала времени. При штрафной работе текущий временной регистр игнорируется, и потребление учитывается в регистре P.

Интервал времени, в течение которого действует один из временных тарифов, называется тарифной зоной. Набор тарифных зон и их распределение в течение суток – суточная тарифная сетка – устанавливается следующим образом: сутки разбиваются на 24 часовых интервала, и каждому из них приписывается один из трёх указанных тарифов (рис. 3.2).

Рис. 3.2 Суточные тарифные сетки для трёх типов дней (пример)

Тарифная сетка задаётся отдельно для рабочих, выходных и специальных дней.

Центр располагает возможностью изменять при необходимости любую тарифную сетку, либо все три, например, в связи с изменением годового сезона. Количество замен не ограничено и определяется лишь целесообразностью изменения тарифа на электроэнергию. Замена сеток производится в режиме "отложенной конфигурации": в Центре готовят необходимое количество комплектов сеток с указанием срока начала действия каждого комплекта. Далее, действие сеток автоматически начинается в указанный срок.

4.2.1  Структура недели и нестандартные дни

Счётчик предоставляет возможность указать количество и очерёдность рабочих, выходных и специальных дней в неделе (рис. 3.3). Присвоение дню недели того или иного статуса осуществляется путём назначения ему соответствующей тарифной сетки: 1 – рабочий день, 2 – выходной день, 3 – специальный день.

При необходимости, ряду дней в году можно присвоить тарифные сетки, которые не соответствуют типу дня в структуре недели. Например, перевести определённые дни из категории рабочих в выходные. Такие дни называются нестандартными и задаются перечислением с указанием даты (месяц-число) и номера присвоенной тарифной сетки. Максимальное количество нестандартных дней – 16.

Рис. 3.3 Структура недели (а) и нестандартные дни (b) (пример)

Тарифные сетки, структура недели и таблица нестандартных дней заносятся в конфигурацию счётчика программно из Центра, и могут быть изменены в процессе эксплуатации счётчика.

4.3  Тарифы по потреблению

В данном режиме работы тариф зависит от количества уже потреблённой электроэнергии. Используется рабочий регистр с восемью тарифами 1 – 8 по потреблению, и штрафной регистр - P.

Показания счётчика накапливаются в рабочем регистре 1-8 (рис. 3.4). Регистр 1-8 не является абсолютным счётчиком электроэнергии, его действие ограничено расчётным периодом: день, неделя, месяц. По истечении расчётного периода регистр обнуляется, и накопление начинается заново.

Вначале потребление учитывается по тарифу 1, где стоимость электроэнергии составляет C1. Если в течение расчётного периода потребление превысит границу E1, дальнейшее потребление будет учитываться по тарифу C2, и так далее.

При штрафной работе показания накапливаются одновременно в регистре 1-8 и в регистре P. Накопление в рабочем регистре необходимо для определения момента перехода к следующему тарифу, а накопление в регистре P учитывается при расчёте стоимости потреблённой энергии.

Рис. 3.4 Структура рабочего регистра по потреблению

При выборе данного режима работы необходимо указать от одной до семи границ по потреблению (E1 – E7), и один из следующих расчётных периодов: день, неделю, или месяц.

4.4  Штрафной тариф

Штрафной тарифный регистр Р не является временным, и используется для накопления данных о потреблении электроэнергии в случаях, когда потребитель нарушает условия договора с поставщиком электроэнергии. Такая возможность предусмотрена для следующих ситуаций:

·  Активная мощность потребления превосходит установленную предельную

·  Сальдо потребителя ниже минимально допустимого

·  Коэффициент мощности потребления превышает установленную предельную величину при общей высокой мощности потребления

Занесение данных в регистр Р начинается с момента возникновения подобной ситуации, и продолжается до тех пор, пока ситуация не будет устранена.

Можно также установить тариф Р для любого потребителя непосредственно из Центра.

Примечание. Счётчик предоставляет потребителю возможность контролировать потребление в каждой тарифной зоне, посредством вывода соответствующих данных на дисплей

5  Контроль взаимных расчётов

Счётчики предоставляют потребителю и поставщику электроэнергии следующие возможности контроля взаимных расчётов:

·  поставщик имеет возможность предупредить потребителя, включить штрафной тариф или отключить потребителя от сети в случае превышения долга сверх установленной величины

·  потребитель получает информацию о текущем состоянии своего сальдо – разницы между количеством закупленной и израсходованной электроэнергии выраженной в импульсах

·  потребитель получает информацию о количестве импульсов, оставшихся до момента отключения от сети

Текущее сальдо S представляет собой разность суммы B, внесённой потребителем на счёт биллинговой системы, и стоимости потреблённой к текущему моменту электроэнергии C: S = B – С. Если вторая величина превышает первую – сальдо отрицательно, а потребитель является должником поставщика электроэнергии. Покупка электроэнергии (увеличение B) сдвигает величину сальдо в положительную сторону.

Счётчик ведёт расчёт сальдо в условных единицах – импульсах. В системе установлены границы положительного и отрицательного значений сальдо, представленные на рис. 4.1.

Рис. 4.1 Границы изменения сальдо потребителя

Поставщик электроэнергии может устанавливать произвольно до трёх лимитов сальдо, при переходе через которые потребитель будет либо предупреждаться, либо переводиться в штрафной тариф Р, либо отключаться от сети.

При каждом вычислении сальдо счётчик проверяет, достигла ли его величина одного из лимитов и, в случае достижения лимита, осуществляет действия заданные в его конфигурации.

Безлимитное потребление задается, если установить значения соответствующих лимитов больше 999999.

Примечание. Счётчик предоставляет потребителю возможность контролировать сальдо, посредством вывода соответствующих данных на дисплей

5.1  Расчёт сальдо

5.1.1  Учёт потребления электроэнергии

Сальдо вычисляется каждый раз, когда потребление в каком-либо тарифном регистре увеличивается на один kW×h активной энергии, либо потребляется один kvar×h реактивной энергии. Расчёт ведётся по формуле: