2.2. Счетчики электрической энергии
Параметры, характеризующие счетчик электрической энергии:
стартовый ток (чувствительность) (
)
– наименьшее значение тока, при котором
начинается непрерывная регистрация
показаний;номинальный ток (
)
– значение тока, являющееся исходным
для установления требований к счетчику,
работающему от трансформатора;максимальный ток (
)
– наибольшее значение тока, при котором
счетчик удовлетворяет требованиям
точности, установленным в ГОСТ Р
52320-2005;номинальное напряжение (
)
– значение напряжения, являющееся
исходным при установлении требований
к счетчику;номинальная частота – значение частоты, являющееся исходным при установлении требований к счетчику;
установленный диапазон измерений – совокупность значений измеряемой величины, для которой погрешность счетчика должна находиться в установленных пределах;
класс точности – число, равное пределу основной допускаемой погрешности, выраженной в форме относительной погрешности в процентах, для всех значений тока от 0,05 до при коэффициенте мощности, равном 1;
относительная погрешность – погрешность, определяемая по формуле:
2.2.1. Принцип действия однофазного электронного счетчика
Счетчик представляет собой аналого-цифровое устройство с предварительным преобразованием мощности в аналоговый сигнал с последующим преобразованием аналогового сигнала в частоту следования импульсов, суммирование которых дает количество потребляемой энергии.
Конструктивно счетчик состоит из корпуса и измерительного трансформатора тока и напряжения, выполненных на печатной плате преобразователя, и модуля тарификации. Структурно счетчик может состоять из следующих узлов:
драйвер жидкокристаллического индикатора (ЖКИ);
источник вторичного питания;
микроконтроллер;
оптический порт;
память;
преобразователь;
супервизор;
телеметрический выход;
часы реального времени.
Блок-схема цифрового счетчика электрической энергии представлена на рис. 6.
Рис. 6. Блок-схема цифрового счетчика электрической энергии
Преобразователь представляет собой аналого-цифровое устройство с предварительным преобразованием мощности в аналоговый сигнал по методу ШИМ-АИМ с последующим преобразованием аналогового сигнала в импульсный сигнал пропорциональный потребленной электроэнергии. Источник вторичного питания преобразует переменное входное напряжение до величины необходимой для питания всех узлов счетчика. Микроконтроллер производит подсчет входных импульсов, расчет потребляемой энергии, управление и обмен информацией с другими узлами и схемами счетчика. Супервизор формирует сигнал сброса при включении и отключении питания, а также выдает сигнал аварии питания при снижении входного напряжения. Память хранит данные о потребленной электроэнергии и другие параметры. Часы реального времени предназначены для отсчета текущего времени и даты. Драйвер ЖКИ принимает информацию от микроконтроллера и выдает управляющие сигналы на ЖКИ. ЖКИ представляет собой многоразрядный индикатор и предназначен для индикации режимов работы, информации о потребленной электроэнергии и временных параметров. Оптический порт предназначен для считывания показаний и программирования счетчика. На микроконтроллер поступают сигналы с кнопок на панели счетчика и сигналы от преобразователя пропорциональные потреблению электроэнергии. Микроконтроллер сохраняет информацию в памяти и выдает импульсный сигнал об энергопотреблении на телеметрический выход.
Основные внешние факторы, влияющие на погрешность измерений электросчетчика:
уровень напряжения сети;
частота питающего напряжения;
температура окружающего воздуха;
самонагрев;
угол наклона (для индукционных счетчиков);
несинусоидальность питающего напряжения;
неустановившиеся режимы;
порядок чередования фаз (для трехфазных счетчиков);
неравномерность нагрузки фаз (для трехфазных счетчиков);
несимметричность напряжения (для трехфазных счетчиков);
отсутствие «нуля» (для трехэлементных трехфазных счетчиков).