4.5. Контрольні запитання

1. Де використовуються кліщі?

2. з чого складається вимірник?

2. Як визначити похибку вимірювання кліщами?

3. Як здійснюється передача даних у персональний

комп'ютер?

5. Як здійснюється вимірювання струму?

6. Як здійснюється вимірювання напруги?

7. Як здійснюється вимірювання опору?

8. Як здійснюється вимірювання активної та повної

потужностей?

9. Як перевірити цілісність кола?

10. Як перевірити справність діода?

11. Як визначити мінімальне, максимальне, середнє й пікове значення струму та напруги?

Лабораторна робота №5

Вимірювання електроенергії та параметрів режиму мережі за допомогою багатофункціонального лічильника «енергія – 9»

Мета роботи: Ознайомитися з функціональними можливостями та методикою вимірювання електроенергії та параметрів режиму в колах трифазного змінного струму

5.1 Загальний опис лічильника

Електронний лічильник «Енергія  – 9» типу СТКЗ (в подальшому лічильник) фірми «Телекарт» (м. Сімферополь) призначений для вимірювання активної та реактивної енергії в одному або у двох напрямках за диференційованими у часі тарифами в трифазних мережах змінного струму промислової частоти. Окремі виконання лічильників забезпечують контроль (моніторинг) основних параметрів електричної мережі (таблиця 5.1).

Лічильник «Енергія – 9» забезпечує також формування бази даних, яка містить вимірювальну інформацію, і передачу інтерфейсними каналами вимірювальної інформації, що зберігається в базі даних, пристроям обліку електричної енергії вищого рівня.

Область застосування лічильників – облік електричної енергії на енергетичних об’єктах, промислових підприємствах і в комунально – побутовій сфері в умовах застосування диференційованих за часом тарифів на електричну енергію.

Лічильники розраховані для застосування в автоматизованих системах комерційного і технічного обліку та контролю електроенергії, мають послідовний інтерфейсний вихід (RS 485) і телеметричний імпульсний вихід.

Лічильники призначені для експлуатації при температурі навколишнього повітря від -10˚C до +55°C і відносній вологості повітря до 90% при температурі 30˚C.

У таблиці 5.1 наведені типи виконання лічильників і функції, які вони виконують.

Таблиця 5.1 – Типи виконання лічильників та їх функції

Виконання	Клас	Номінальні (фазні) напруга і струм			Вид і напрям вимір. енергії	Кільк. елем.	Схема увімкнення.	Основні функції
СТКЗ-02Q2Т2Р	0,2	57,7	1	1,5	активна і реактивна у двох напрямах	3	трансформаторне увімкнення по струму і напрузі	багатотарифний облік, графік
СТКЗ-02Q2Т4Р	0,2	57,7	5	7,5		3
СТКЗ-02Q2Т3Р	0,2	100	5	7,5		2
СТКЗ-02Q1Т3Р	0,2	100	5	7,5	активна і реактивна в одному напрямі	2
СТКЗ-02Q1Т4Р	0,2	57,7	5	7,5		3
СТКЗ-02Q1Т3М	0,2	100	5	7,5		2		багатотарифний облік, графік, параметри
СТКЗ-02Q1Т4М	0,2	57,7	5	7,5		3
СТКЗ-02Q2Т3М	0,2	100	5	7,5	активна і реактивна у двох напрямах	2
СТКЗ-02Q2Т4М	0,2	57,7	5	7,5		3
СТКЗ-02Q2Т2М	0,2	57,7	1	1,5		3
СТКЗ-05Q1Н4Р	0,5	220	5	7,5	активна і реактивна в одному напрямі	3
СТКЗ-05Q1Т4Р	0,5	57,7	5	7,5		3	трансформаторне увімкнення по струму і напрузі	багатотарифний облік, графік
СТКЗ-05Q1Т3Р	0,5	100	5	7,5		2
СТКЗ-05Q2Т3Р	0,5	100	5	7,5	активна і реактивна у двох напрямах	2
СТКЗ-05Q2Т4Р	0,5	57,7	5	7,5		3
СТКЗ-05Q2Т4М	0,5	57,7	5	7,5		3		багатотарифний облік, графік, параметри
СТКЗ-05Q2Т3М	0,5	100	5	7,5		2
СТКЗ-10A1H5D	1,0	220	10	40	активна в одному напрямі	3	пряме увімкнення по струму і напрузі	Багатота-рифний облік, графік, параметри
СТКЗ-10Q1H5D	1,0	220	10	40	активна і реактивна в одному напрямі	3
СТКЗ-10Q1H5P	1,0	220	10	40		3		багатотарифний облік
СТКЗ-10Q1H6P	1,0	220	40	100		3		багатотарифний облік, графік
СТКЗ-10Q1H6D	1,0	220	40	100		3		багатотарифний облік

Нижче наведені технічні характеристики лічильника виконання СТКЗ – 0,5Q2ТЗМ:

• номінальна лінійна напруга U _ном = 100 В;

• номінальна сила струму І _ном = 5 А;

• максимальна сила струму І_макс = 7,5 А;

• частота зміннного струму 50 Гц;

• клас точності по активній енергії 0,5S, по реактивній енергії - 1,0;

поріг чутливості по активній енергії 5 мА, по реактивній енергії – 6,25 мА.

Лічильник забезпечує моніторинг наступних параметрів електричної мережі:

- діючих значень напруги у діапазоні вимірювань від 0,8U_ном до 1,2U_ном;

- діючих значень фазних струмів у діапазоні вимірювань від 0,1І_ном до І_макс;

- поточного значення кута зсуву фаз (аргумента коефіцієнта потужності) у діапазоні від 0˚ до 360˚ ;

- поточних значень частоти мережі у діапазоні (50±2,5)Гц.

Електроживлення лічильника здійснюється від кіл вхідної напруги. Програмним забезпеченням лічильника (ПЗ) передбачено накопичення та зберігання наступної інформації:

- сумарна кількість кількість виміряної активної і реактивної електроенергії від часу увімкнення лічильника по всіх тарифах і по кожному тарифу окремо;

- кількість виміряної активної та реактивної електроенергії в межах тарифних зон і по всіх тарифах у двох напрямках за поточний і попередній дні, поточний і попередній місяці та 13 останніх місяців;

- кількість вимкнень електроживлення (зникнень напруги мережі );

- час і дата останніх 50-ти вимкнень;

- максимальна усереднена потужність за попередню й поточну добу та поточний і попередній місяці для вибраного періоду інтегрування по кожній тарифній зоні, а також за 13 останніх місяців.

- графіки активних і реактивних навантажень, що містять по 17520 точок за вибраним періодом інтегрування (1,3,5,10,15,30,60 хвилин). За 30 - ти хвилинного періоду інтегрування графік формується за 365 діб.

Графіки навантаження та інші статистичні дані можна переглянути на індикаторі лічильника, перенести в комп’ютер і роздрукувати.

ПЗ лічильника передбачає формування шести графіків навантаження ( два по активній енергії, чотири – по реактивній) для кожної фази і сумарний графік. Лічильник формує також графіки струму по кожній фазі.

Лічильник фіксує також середню потужність навантаження за вибраний період інтегрування (наприклад, 30 хвилин) як в години максимуму енергосистеми, так і протягом доби. За графіком середньої потужності можна зафіксувати максимальну потужність за 30-хвилинний (або інший встановлений) інтервал.

Крім того, ПЗ лічильника передбачає корекцію часу в межах ±10 с один раз на добу, перехід на літній та зимовий час, розбивку місяців по сезонах (до 12 сезонів ), можливість програмування до шести часових тарифних зон для кожного сезону, видачу на індикатор інформаційних і службових повідомлень, тестування та діагностику працездатності лічильника. Тестування виконується автоматично під час роботи лічильника, а у випадку роботи лічильника у складі АСКОЕ – у кожному сеансі опитування . У випадку виявлення несправності на індикатор інтерфейсними каналами лічильника видається повідомлення з індикацією коду помилки (див. інструкцію з експлуатації).

На передній панелі лічильника розміщений дворядний рідинно-кристалічний індикатор, на який виводиться алфавітно – цифрова інформація залежно від режиму роботи лічильника. Лічильник обладнаний клавіатурою, за допомогою якої можна виводити на індикатор відповідну інформацію (таблиця 5.2).

Таблиця 5.2 - Призначення клавіш лічильника

Клавіша	Призначення	Примітка
[1]	Індикація кількості активної енергії, накопиченої за діючим тарифом – облік споживання (+W)	Основний режим
[2]	Те ж саме, але для обліку генерування активної енергії (-W)
[3]	Індикація поточного значення потужності споживання (чи генерування) активної енергії (+P / -P)
[4]	Індикація кількості реактивної енергії, накопиченої за діючим тарифом – облік споживання (+Q)
[5]	Те ж саме але для обліку генерованої реактивної енергії (-Q)
[6]	Індикація поточного значення потужності споживання (генерації) реактивної енергії (+q / -q). Керування моніторингом у три – та двоелементних лічильниках
[7]	Індикація діючих значень напруги і струму фази А (або лінійної напруги UА-В і струму фази А)
[8]	Індикація діючих значень напруги і струму фази В
[9]	Індикація діючих значень напруги і струму фази С (або лінійної напруги UВ-С і струму фази С)
[*]	Вхід у режим «Сервіс»
[0]	Увімкнення / вимкнення звукового сигналу
[#]	Індикація поточних значень частоти мережі та фазового зсуву (аргумента коефіцієнта потужності)

У режимі «Сервіс» є можливість переглянути всі запрограмовані значення параметризації, дані про навантаження та споживання енергії, максимальну миттєву і середню потужності та графіки навантаження за поточний і попередній день і місяць тощо, використовуючи меню, фрагмент структури якого зображений на рисунку 5.2.

Рисунок 5.1 – Фрагмент структури меню

Переведення лічильника в режим «Сервіс» здійснюють натисканням клавіші [*]. Далі керування виконують з використанням відповідних клавіш клавіатури лічильника (таблиця 5.3).

Таблиця 5.3 – Керування лічильником у режимі «Сервіс»

Клавіша	Призначення	Комп’ютерний аналог
[8]	Переміщення по списку уверх	[↑]
[0]	Переміщення по списку вниз	[↓]
[*]	Вихід із субменю, або відміна (відмова) операції	[Еsc]
[#]	Вхід із субменю, або виконання операції	[Еnter]

Якщо вибрано пункт меню «Енергія» , то можна переглянути значення спожитої енергії за вибраним видом , напрямком і періодом для всіх тарифних зон.

Якщо вибрано пункт меню «Параметри» , то при переході до субменю «Параметризация» здійснюється індикація заданого номера лічильника, дати і часу його ініціалізації, дати і часу останнього зчитування даних, а також загального числа зчитування даних, коефіцієнти трансформації вимірювальних трансформаторів струму і напруги, службова інформація про програмне забезпечення.

У субменю «Часові» здійснюють ручне коректування точності ходу годинни-ка, дату і час запрограмованих переходів «Зима / літо» , розбиття місяців року по сезонах (до 12), розбиття доби на 6 часових зон (по кожному сезону – окремо), індикація номерів тарифів , які відповідають діючим тарифним зонам у межах кожного сезону року, а також індикація запрограмованого значення періоду інтеграції.

У субменю «Звук» здійснюється індикація параметрів керування звуковими сигналами лічильника.

Якщо вибрано пункт меню «Статистика», то здійснюється індикація кількості відімкнень напруги електроживлення лічильника з фіксацією дати і часу, індикація зареєстрованих значень максимальної потужності за поточну і попередню добу, поточний і попередній місяці для кожного виду виміряної енергії, а також графіки активних і реактивних навантажень.

Якщо протягом певного часу (від 10 с до 60 с) маніпуляції з клавіатурою відсутні, то таймер автоматично переведе лічильник в «Основний режим роботи».

Програмування лічильника виконує електропостачаль-на органіція через оптопорт із застосуванням пульта дистанційного програмування, або послідовний порт через перетворювач інтерфейсів RS 232 / RS 485 з комп’ютера.

Лічильники прямого увімкнення з вмонтованим контактором передбачають можливість керування навантаженням (вимкненням) при перевищенні ліміту, перевантаженні чи перевищенні максимальної потужності.

Вся інформаційна зона індикатора умовно розділена на 6 полів (рисунок 5.4).

Рисунок 5.4 - Інформаційна зона індикатора

При роботі лічильника на полях відображається наступна інформація.

Поле 1 – індикація параметра діючої тарифної зони (0…71).

Поле 2 – індикація стану лічильника:

«*» – лічильник справний , нормальний режим роботи;

«Н» – (миготить) лічильник виконує перерозподіл даних у зв’язку із настанням нового облікового періоду (змінилися день, місяць …);

«L» – (миготить) встановлений зв'язок , проходить обмін інформацією між лічильником та системою керування або здійснюється програмування.

Поле 3 – дволітерне позначення дня тижня та поточний час.

Поле 4 – календарна дата.

Поле 5 – поточне сумарне значення спожитої (або генерованої) електроенергії за діючим тарифом, або поточне значення потужності, залежно від того, яка клавіша була натиснута. Знак числа вказує на напрям передавання енергії («+» споживання, «-» генерація).

Поле 6 – позначення одиниці вимірювання.

При нормальній роботі лічильника відбувається автоматичне перемикання індикації поля 3 на поле 4 і навпаки. Індикація на полях 5, 6 відбувається з урахуванням запрограмованих коефіцієнтів трансформації вимірювальних трансформаторів.

Крім рідинно-кристалічного індикатора, на передні панелі лічильника знаходиться світлодіодний індикатор «Облік». Періодичне світіння цього світлодіода сигналізує про наявність напруги на вході лічильника, при цьому частота його загорань пропорційна потужності у вимірювальних колах.

На рисунках 5.5 -5.9 наведені схеми увімкнення три- і двоелементних лічильників.

Рисунок 5.5 – Схема прямого увімкнення триелементного

лічильника

Рисунок 5.6 – Схема увімкнення трансформаторного

триелементного лічильника (пряме увімкнення за напругою, трансформаторне – за струмом)

Рисунок 5.7 – Схема увімкнення трансформаторного

триелементного лічильника (трансформаторне увімкнення за напругою і струмом)

Рисунок 5.7 – Схема увімкнення трансформаторного

двоелементного лічильника (пряме увімкнення за напругою, трансформаторне – за струмом)

Рисунок 5.9 – Схема увімкнення трансформаторного

двоелементного лічильника (трансформаторне увімкнення за напругою і струмом)