ЦЭ7004 60А ОПИ.046.104 РЭ

ОКП 438100

ВАТТМЕТР - СЧЕТЧИК

ОДНОФАЗНЫЙ эталонный

ЦЭ7004 60А

Руководство по эксплуатации

ОПИ.046.104 РЭ

ОАО "НИИ Электромера" Россия, 195267, г. С.-Петербург, пр. Просвещения, д. 85. Тел./факс: (812) 559-88-07 E-mail: veksler@electromera.ru

СОДЕРЖАНИЕ

1	Требования безопасности	3
2	Описание ВС и принципов его работы	3
2.1	Назначение	3
2.2	Состав ВС	4
2.3	Технические характеристики	4
2.4	Устройство и работа	5
3	Подготовка ВС к работе	9
4	Средства измерений, инструменты и принадлежности	10
5	Порядок работы	10
5.1	Меры безопасности при работе с ВС	10
5.2	Расположение органов управления и включения ВС	10
5.3	Измерение напряжения, силы тока и активной мощности при управлении ВС с пульта на передней панели	12
5.4	Определение погрешности счетчика при управлении ВС с пульта на передней панели	13
5.5	Измерение напряжения, силы тока, и активной мощности при управлении ВС от ПК	13
6	Техническое обслуживание	15
7	Текущий ремонт	15
8	Характерные неисправности и методы их устранения	18
9	Поверка	18
Приложение А. Схема устройства для ввода в ВС передаточного числа поверяемого счетчика		19
Приложение Б. Пример перевода числа из десятичной формы представления R(10) в двоичную R(2)		20
Приложение В. Схемы подключения		21

Приложение C. Схемы электрические принципиальные

25

Настоящее руководство по эксплуатации предназначено для ознакомления с ваттметром-счетчиком однофазным эталонным ЦЭ7004 60А ТУ 4381-006-00229903-07 (далее - ВС) и содержит описание его уст­ройства, принципа действия, технические характеристики, а также сведения, необходимые для правильной и безопасной эксплуатации.

1 Требования безопасности

1.1 При работе с ВС необходимо соблюдать правила безопасности, установленные "Межведомственными Правилами охраны труда (ТБ) при эксплуатации электроустановок", М, "Энергоатомиздат", 2001 г.

1.2 По безопасности ВС соответствует ГОСТ 22261-94.

1.3 ВС обеспечивает защиту от поражения электрическим током по классу I по ГОСТ Р 51350.

1.4 Степень защиты оболочек по ГОСТ 14254 IP20. Категория монтажа I, степень загрязнения 1.

1.5 Изоляция между изолированными от корпуса по постоянному току контактами вилки сетевого питания и соединенными вместе зажимом заземления, входными цепями постоянного тока, переменного тока и напряжения; между соединенными вместе входными цепями переменного напряжения и соединен­ными вместе входными цепями переменного тока; а также между входными цепями переменного тока разных фаз в нормальных условиях применения должна выдерживать в течение 1 минуты действие испытательного напряжения переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 2 кВ.

1 .6 Сопротивление изоляции между соединенными вместе изолированными от корпуса по постоянному току контактами вилки сетевого питания и соединенными вместе зажимом заземления, входными цепями постоянного тока, переменного тока и переменного напряжения; между соединенными вместе входными цепями переменного тока и соединенными вместе входными цепями переменного напряжения и между входными цепями переменного тока разных фаз; между частотными входами (попарно); между соединенными вместе входными цепями переменного напряжения и соединенными вместе частотными входами в нормальных условиях применения должно быть не менее 20 МОм.

1.7 Перед включением ВС в сеть необходимо присоединить зажим на задней панели к заземляющей шине. Присоединение этого зажима к заземляющей шине должно производиться до других присоединений, а от­соединение - после отсоединения всех остальных цепей.

1.8 В целях безопасности подключение (отключение) к измерительным цепям ВС рекомендуется производить при полностью снятом напряжении на них. В противном случае подключение (отключение) к измерительным цепям ВС должно производиться в соответствии с действующими правилами электробезопасности.

2 Описание вс и принципов его работы

2.1 Назначение

2.1.1 ВС предназначен для измерения активной мощности, напряжения и силы переменного тока, преобразования активной мощности в частоту следования импульсов и определения погрешности однофазных счетчиков активной энергии класса точности 1,0 и менее точных (далее – счетчиков).

ВС может быть использован автономно (управление производится оператором с пульта на передней панели или по интерфейсу RS232 с персонального компьютера (далее – ПК), расширяющего их функциональные возможности) и в составе измерительных установок для поверки и регулировки счетчиков.

2.1.3 ВС имеет сертификат об утверждении типа средств измерений RU.C.34.001.A № 35938 и зареги­стрирован в Государственном реестре средств измерений под № 36351-09.

2.1.4 Условное обозначение ВС при оформлении заказа:

"Ваттметр-счетчик однофазный эталонный ЦЭ7004 60А ТУ 4381-006-00229903-07".

2.1.5 Области значений влияющих величин и неинформативных параметров входного сигнала ВС в нормальных и рабочих условиях применения приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Нормальные и рабочие условия применения ВС

Влияющая величина	Значение (область значений)
	нормальное	рабочее
Температура окружающего воздуха, С	20  2	от 15 до 25
Относительная влажность воздуха, %	от 30 до 80	до 80 при 20 С
Атмосферное давление, мм рт. ст.	от 630 до 795	от 630 до 800
Частота питающей сети, Гц	50  0,2	от 49,5 до 50,5
Напряжение питающей сети, В	220  4,4	от 198 до 242
Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения питания, %	до 5	до 5
Коэффициент искажения синусоидальности кривой входных сигналов напряжения и тока, %	до 2	до 5

2.2 Состав ВС

В комплект поставки ВС входят:

Ваттметр-счетчик однофазный эталонный ЦЭ7004 60А – 1 шт.;

Комплект ЗИП – 1 шт.;

Руководство по эксплуатации ОПИ.046.104 РЭ – 1 экз.;

Паспорт ОПИ.046.104 ПС – 1 экз.;

2.3 Технические характеристики

2.3.1 ВС имеет следующие режимы работы:

измерение активной мощности;

измерение напряжения переменного тока;

измерение силы переменного тока;

определение погрешности счетчика (только при автономном использовании).

2.3.2 В режимах "Измерение активной мощности" и "Определение погрешности счетчика" ВС производит измерение активной мощности в однофазной цепи и преобразование актив­ной мощности в частоту следования импульсов в диапазонах с номинальными значениями влияющих величин, приведенных в таблице 2.

Таблица 2 – Номинальные значения влияющих величин

Величина	Номинальные значения
сила тока (IН), А	50; 5; 0,5; 0,05
напряжение (UН), В	220
коэффициент мощности (cos )	1,0

Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения активной мощности и преобразования актив­ной мощности в частоту следования импульсов равны 0,2 %.

Основная относительная погрешность измерения активной мощности нормируется при значениях влияющих величин, приведенных в таблице 3.

Таблица 3 – Диапазоны значений влияющих величин

Величина	Диапазон значений влияющей величины
сила тока, % от IН	от 10 до 120
напряжение, В	от 187 до 242
коэффициент мощности (cos )	0,5(емк.) – 1,0 – 0,5(инд.)
частота, Гц	от 45 до 65

2.3.3 В режиме "Измерение напряжения" ВС производит измерение напряжения переменного тока.

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерения напряжения равны 0,2%. Погрешность измерения напряжения переменного тока нормируется в диапазоне в диапазоне от 110 до 264 В. Нормирующее значение равно 264 В.

2.3.4 В режиме "Измерение силы тока" ВС производит измерение силы переменного тока в диапазонах с номинальными зна­чениями (I_Н), приведенными в таблице 2.

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерения силы тока равны 0,2%. Погрешность измерения силы перемен­ного тока нормируется в диапазонах, указанных в таблице 3. Нормирующие значения равны верхнему пределу диапазона.

2.3.5 ВС имеет частотный вход для подключения передающего устройства или испытательного выхода статического счетчика или выхода устройства, обеспечивающего формирование импульса при прохождении перед ним черной метки, нане­сенной на диске индукционного счетчика.

В режиме "Определение погрешности счетчика" ВС производит определение погрешности счетчика с передаточным числом от 100 до 32000 импульсов на 1 кВтч в диапазоне от -50,00 до 99,99 %.

Допускаемые значения параметров импульсного сигнала на частотных входах ВС:

высокий уровень, В – в диапазоне от 8 до 15;

низкий уровень, В – в диапазоне от минус 15 до 0,8;

длительность – не менее 70 мкс.

2.3.6 ВС имеет частотный выход с открытыми коллектором и эмиттером. В режимах “Измерение активной мощности” и “Определение погрешности счетчика" на этом выходе формируется последовательность импульсов, частота следования которых пропорциональна активной мощности. Передаточное число ВС равно (180000 / I_Н), имп./Втч.

Частотный выход ВС функционирует при значении амплитуды импульсов тока в диапазоне от 5 до 15 мА. Предельная сила постоянного тока, которую выдерживает частотный выход равна 20 мА. Предельно допустимое напряжение постоянного тока на частотном выходе равно 15 В.

2.3.7 Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерения при отклонении темпера­туры окружающего воздуха от 20 °С (нормального значения) до 15 °С и от 20 °С до 25 °С равны 1/2 пределов допускаемой основной погрешности.

2.3.8 Полная мощность, потребляемая цепью напряжения ВС при входном напряжении 264 В, не превышает 0,5 ВА.

2.3.9 Полная мощность, потребляемая цепью тока ВС при максимальном токе, не превышает 5 ВА.

2.3.10 Электрическое питание ВС осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц. Полная мощность, потребляемая цепью питания ВС при номинальном напряжении питания не превышает30 ВА.

2.3.11 Время установления рабочего режима равно 15 мин.

Максимальная продолжительность непрерывной работы ВС в рабочих условиях применения без учета времени установления рабочего режима равна 16 ч.

2.3.12 Средняя наработка до отказа ВС равна 10000 ч.

2.3.13 Средний срок службы ВС равен 10 годам.

2.3.14 Габаритные размеры ВС, мм - 290  290  120.

Масса ВС не превышает 5 кг.

2.4 Устройство и работа

2.4.1 ВС выполнен в одном корпусе, в котором располагаются пульт оператора, измерительный преобразователь (ИП), контроллер и блок питания.

2.4.2 Пульт оператора предназначен для управления ВС и обеспечивает:

выбор и индикацию режима работы (2 кнопки и 4 светодиода);

выбор и индикацию диапазона измерений (1 кнопка и 4 светодиода);

индикацию результата измерений (пять 7-сегментных светодиодных индикаторов с высотой цифр 14 мм);

аппаратный сброс контроллера (1 кнопка);

индикацию импульсов, поступающих на частотный вход при работе ВС в режиме "Определение погрешности" (1 светодиод).

Пульт оператора смонтирован на печатной плате, установленной на передней панели ВС.

2.4.3 ИП предназначен для преобразования измеряемой величины в параметр частотного сигнала:

в режимах "Измерении активной мощности" и "Определение погрешности" частота выходного сигнала ИП пропорциональна активной мощности;

в режимах "Измерение напряжения" и "Измерение тока" частота выходного сигнала ИП пропорциональна квадрату измеряемой величины.

ИП содержит входной преобразователь напряжения (ВПН), 4-предельный входной преобразователь тока (ВПТ), аналоговый коммутатор, 2-входовой перемножитель и преобразователь напряжения в частоту следования импульсов (ПНЧ).

ВПН выполняет масштабное преобразование напряжения (U_U - выходной сигнал ВПН) и представляет собой резистивный делитель.

ВПТ выполняет преобразование сигнала тока в пропорциональный ему сигнал напряжения (U_i – выходной сигнал ВПТ) и содержит измерительный трансформатор тока с компенсирующим усилителем.

Номинальное значение выходного сигнала ВПН и ВПТ (действующее значение) – 1 В.

Аналоговый коммутатор обеспечивает подачу на входы перемножителя трех комбинаций сигналов:

U_U и U_U – при измерении напряжения переменного тока;

U_i и U_i – при измерении силы переменного тока;

U_i и U_U – при измерении активной мощности.

Перемножитель выполнен по схеме с двойной (ШИМ - АИМ) модуляцией. Информативным параметром выходного сигнала перемножителя является среднее (за целое число периодов входного сигнала) значение выходного напряжения.

ПНЧ выполнен по схеме с импульсной обратной связью и с раздельной стабилизацией длительности и амплитуды импульса обратной связи.

2.4.4 Контроллер выполнен на однокристальной микроЭВМ и обеспечивает управление ВС, вычисление результатов измерения и определение погрешности однофазного счетчика активной энергии.

Определение погрешности счетчика производится путем сравнения значения активной энергии, учтенной за время испытания этим счетчиком (определяется количеством импульсов поступивших на частотный вход ВС с телеметрического выхода счетчика) и значения электрической энергии, учтенной за это же время ВС. Время определения погрешности счетчика (время испытания) определяется ВС по результатам измерения мощности с учетом выбранного диапазона измерений и передаточного числа счетчика таким образом, чтобы методическая погрешность, обусловленная дискретностью измерения энергии ВС, не превышала 0,02 %.

2.4.5 Частотный выход ВС гальванически изолирован от его остальных цепей с помощью транзисторного оптрона. Выходной транзистор оптрона типа "n-p-n" защищен от неправильного включения с помощью диода, включенного между коллектором и эмиттером.

2.4.6 Частотный вход ВС гальванически изолирован от его остальных цепей с помощью транзисторного оптрона. Ток, протекающий через входной светодиод оптрона, ограничен резистором с сопротивлением 1 кОм. Входной светодиод оптрона защищен от неправильного включения с помощью встречно включенного диода.

2.4.7 Блок питания содержит силовой трансформатор и стабилизаторы напряжения.

2.4.8 ВПН, компенсирующий усилитель, аналоговый коммутатор, перемножитель, ПНЧ, контрол­лер и стабилизаторы напряжения размещаются на базовой печатной плате, установленной на нижней крышке ВС.

Измерительный трансформатор тока выполнен в виде само­стоятельного узла и крепится на задней панели ВС.

Силовой трансформатор выполнен в виде само­стоятельного узла и крепится на нижней крышке ВС.

Схема расположения модулей и узлов в кор­пусе ВС приведена на рисунке 1.

4 3

6

5

7

1

2

1 – базовая печатная плата;

2 – печатная плата пульта оператора;

3 – измерительный трансформатор тока;

4 – силовой трансформатор;

5 – переменный резистор для регулировки нуля широтно-импульсного модулятора;

6 – переменный резистор для регулировки коэффициента преобразования;

7 – переменный резистор для регулировки нуля ПМЧ.

Рисунок 1. Схема расположения модулей и узлов в корпусе ВС (вид сверху)

2.4.9 На лицевой панели (рисунок 2) расположены 5 семисегментных светодиодных индикаторов, 9 светодиодов и 4 кнопки ("РЕЖ."; "I_Н, А"; "ОПР. ПОГР.”; “СБРОС”), установленные на модуле пульта оператора и предназначенные для управления работой ВС и индикации результатов измерений.

На задней панели (рисунок 3) расположены:

5 клемм "ток" для подключения к цепи тока (клеммы ""; "50 А"; "5 А"; "0,5 А” и "0,05 А");

2 клеммы "напряжение" для подключения к цепи напряжения;

соединитель "Вх. F" (DB9М) для подключения телеметрического выхода счетчика к частотному входу ВС;

соединитель "Вых. F" (DB9F) для подключения к частотному выходу ВС;

соединитель "RS232" (DB9M) для подключения к COM-порту ПК;

соединитель "R" (DB25F) для ввода передаточного числа поверяемого счетчика и для перевода ВС в режим управления от ПК;

соединитель для подключения шнура сетевого питания “220 В, 50 Гц”;

держатель предохранителя “0,5 А”;

тумблер включения питания "ВКЛ";

з ажим заземления .

ВАТТМЕТР-СЧЕТЧИК ЦЭ7004

сброс

имп % ОПР.

ПОГР.

0,05 0,5 5 50

I_Н, А

P, Вт U, В I, А

РЕЖ.

Рисунок 2

Передняя панель ВС

вх.F вых.F RS232 R ВКЛ.

0,5 А

напр. ток

 50 А 5 А 0,5 А 0,05 А

220В 50Гц

Рисунок 3

Задняя панель ВС