1. Национальная аскуэ. Цели и задачи
 Скачать 1.7 Mb.
|
8. Технические средства АСКУЭРазличают 4 уровня системы АСКУЭ (каждому уровню соответствуют свои технические средства):
Точка учета – точка линии энергопередачи, выбранная для технического или расчетного учета.
Все уровни АСКУЭ связаны между собой каналами связи. Для связи 1-го и 2-го уровней, как правило, используют прямое соединение по стандартным интерфейсам, 2,3,4й уровень могут быть соединены по выделенным коммутируемым каналам связи или по локальной сети. 9. Первичные средства измерения АСКУЭИТТ и Классификация ТТ – трансформаторы малой мощности, с помощью которых осуществляется экономичное и безопасное измерение тока в электроустановках среднего и высокого напряжения. Классификация:
Технические характеристики ИТТ
Трансформаторы тока номинальным первичных током Iном1 (стандартная шкала номинальных первичных токов содержит значения от 1 до 40 тыс А) и номинальным вторичных токов Iном2, который принят равным 5 или 1 А. Отношение Iном1 к Iном2 представляет собой коэффициент трансформации КТА.
Трансформаторы тока характеризуются токовой погрешностью в % и угловой погрешностью в минутах. В зависимости от токовой погрешности измерительные ТТ разделены на 5 классов точности. 0,2 0,5 1 3 10 Наименование класса точности соответствует предельной токовой погрешности ТТ при первичном токе равном 1-1,2 номинального. Для лабораторных измерений ТТ класс точности [02 02S]. Для присоединения счетчиков электроэнергии ТТ класса точности [05 05S]. Для присоединения щитовых измерительных приборов класса [1 , 3 и меньше].
Полное сопротивление внешней цепи, выраженное в омах. Нагрузку трансформатора можно также характеризовать кажущейся мощностью (см. метрологию). Под номинальной нагрузкой ТТ понимают нагрузку, при которой погрешности не выходят за пределы, установленные для трансформаторов данного класса. Значение нагрузки дается в каталоге.
Эту стойкость характеризуют номинальным током динамической стойкости. Схемы соединения трансформаторов тока.  Для подключения реле и измерительных приборов вторичные обмотки ТТ соединяются в различные схемы. На рис. №10 дана основная схема соединения в звезду, которая применяется для включения защиты от всех видов однофазных и междуфазных КЗ.  На рис. №11 показана схема соединения в неполную звезду, которая используется, главным образом, для включения защиты от междуфазных КЗ в сетях с изолированными нулевыми точками.  На рис. №12 показана схема соединения в треугольник, которая используется для получения разности фазных токов (например, для включения дифференциальной защиты трансформатора). ИТН и виды. Это прибор, который преобразует высокое напряжение в низкое в измерительных цепях и цепях защит в целях безопасности оборудования и персонала. Виды ТН:
Однофазный ТН, один конец первичной обмотки которого должен быть наглухо заземлен. Или трехфазный ТН, нейтраль первичной обмотки которого должна быть наглухо заземлена.
ТН, у которого все части первичной обмотки, включая зажимы, изолированные от земли до уровня соответствующего классу напряжения.
ТН, первичная обмотка которого разделена на несколько последовательно соединенных секций, передача мощности от которых к вторичных обмоткам осуществляется при помощи связующих и выравнивающих обмоток.
Содержит емкостный делитель.
Имеет одну вторичную обмотку напряжения.
Имеет 2 вторичные обмотки: основную и дополнительную. ТН, в отличие от ТТ, работает в режиме, близком к холостому ходу, так как сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а ток, потребляемый ими невелик. Технические характеристики измерительных ТН (ИТН):
ТН характеризуются номинальными значениями первичного напряжения, вторичного напряжения (обычно 100В и более), коэффициентом трансформации равном U1ном/U2ном. В зависимости от погрешности различают следующие классы точности ТН: - 02, 02S - 05, 05S - 1 - 3
По номинальной вторичной нагрузкой понимают наибольшую нагрузку, при которой погрешность не выходит за допустимые пределы данного ТН.
В установках напряжением до 18кВ применяются трехфазные и однофазные трансформаторы. При более высоких напряжениях – только однофазные. При напряжениях до 20кВ имеется большое число ТН: - сухие (НОС) - масляные (ЗНОМ, НТМИ, НТМК) - с литой изоляцией (ЗНОЛ) В установках напряжением 110кВ и выше применяют ТН каскадного типа (НКФ) и емкостные делители напряжения (НДЕ). Трансформаторы тока ТОП-0,66 и ТШП-0,66 предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и применяются в схемах измерения и учета электроэнергии в установках переменного тока частоты 50Гц с номинальным напряжением до 0,66кВ включительно. Трансформаторы устойчивы к воздействию внешних механических факторов. Рассчитаны на установку на высоте над уровнем моря не более 1000 м.Сердечники трансформаторов тока класса точности 0,5S на первичные токи 10..400 А имеют 2 варианта конструктивного исполнения: 1 из электротехнической стали, 2 – комбинированный из электротехнической стали и нанокристаллического сплава. Детали корпуса трансформаторов выполнены из трудногорючей пластмассы. По заказу потребителя трансформаторы тока ТШП на первичные токи 600 и 800 А могут комплектоваться алюминиевой шиной, а трансформаторы ТШП на первичные токи 1000, 1500 и 2000А – медной шиной. Основные характеристики: Номинальное напряжение, кВ – 0,66 Номинальный вторичный ток, А – 5 Номинальная частота, Гц – 50 или 60 Номинальный первичный ток – 10; 20; 30; 40; 50; 75; 100; 200; 300; 400; 600; 800; 1000; 1500; 2000; Номинальная вторичная нагрузка – 5; …5; 10; 15; 20; 30 (для ТШП-1000; 1500 и 2000) Класс точности – 0,5; 0,5S Схемы подключения ТН В зависимости от назначения могут применяться разные схемы включения трансформаторов. 2 однофазных ТН, соединенные в неполный треугольник позволяют измерять 2 линейных напряжения. Целесообразна такая схема для подключения счетчиков и ваттметров. Для измерения линейных и фазных напряжений могут быть использованы 3 однофазных трансформатора (ЗНОМ, ЗНОЛ), соединенные по схеме звезда-звезда или трехфазная типа НТМИ. Также соединяются в трехфазную группу однофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и НКФ. Присоединение расчетных счетчиков к трехфазным трансформаторам напряжения не рекомендуется, так как они имеют обычно несимметричную магнитную систему и увеличенную погрешность. Для этой цели желательно устанавливать группу из двух однофазных трансформаторов, соединенных в неполный треугольник. Схема подключения трансформатора тока  а) звезда, б) треугольник, в) неполная звезда Пример подключения счетчика косвенного включения через трансформаторы тока и напряжения. Общие требования к ИТН, ИТТ
Не ниже 0,5 при подключении к счетчикам классов точности 0,2S и 0,5S. Необходимо применять ТН класса точности не ниже 0,2 при подключении к счетчикам классов точности 0,2S.
Допускается работа ТТ первичного тока:
Остальные технические требования к ТТ и ТН применяемым в АСКУЭ должны соответствовать стандартным требованиям, приведенным в ГОСТ: - ГОСТ 1983-89 – «Трансформаторы напряжения. Общие технические условия»
Счетчики Счетчик - электроизмерительный прибор, который предназначен для учета потребленной электроэнергии переменного или постоянного тока, измеряется в кВт∙ч или А∙ч. Конструкция счетчика  Простейшая схема электронного счетчика Конструктивно электросчетчик состоит из корпуса с клеммной колодкой, ИТТ (измерительный ТТ) и печатной платой, на которой установлены все электронные компоненты. Основными компонентами современного счетчика является ТТ, дисплей ЖКИ, источник питания электронной схемы, микроконтроллер, часы реального времени, телеметрический выход, органы управления, оптический порт. ЖКИ представляет собой многоразрядный буквенно цифровой индикатор и предназначен для индикации режимов работы, информации о потребленной электроэнергии, отображение даты и текущего времени. Источник питания служит для получения напряжения питания микроконтроллера и других элементов электронной схемы. Непосредственно с источником питания связан супервизор, который формирует сигнал сброса для микроконтроллера при включении и отключении питания, а также следит за изменениями входного напряжения. Часы реального времени – предназначены для отсчета текущего времени и даты. В некоторых электросчетчиках данные функции возлагаются на микроконтроллер, однако для уменьшения его загрузки использую отдельную микросхему. Телеметрический выход служит для подключения к системе АСКУЭ или непосредственно к компьютеру (как правило, через преобразователь интерфейса RS485 или RS232). Оптический порт позволяет снимать информацию непосредственно с электросчетчика и в некоторых случаях служат для их программирования (параметризация). В электронном счетчике выполнение всех функций возложено на микроконтроллер. Он является преобразователем АЦП (преобразует входной сигнал с трансформатор тока в цифровой вид, производит его математическую обработку и выдает результат на цифровой дисплей). Микроконтроллер принимает команды от органов управления и управляет интерфейсными выходами. Возможности, которыми обладает микроконтроллер зависят от его ПО. Поэтому разнообразие сервисных функций и выполняемых задач зависят от того, какое ТЗ было поставлено перед программистом. Виды и типы счетчиков Счетчики электроэнергии можно классифицировать по:
Недостатки индукционных счетчиков: - Отсутствие автоматического дистанционного снятия показаний - Однотарифность - Погрешности учета - Плохая защита от краж электроэнергии - Низкая функциональность - Неудобство в установке и эксплуатации Индукционные счетчики подходят для квартир с низким энергопотреблением. В АСКУЭ индукционные счетчики не применяются. Устройство и принцип действия однофазного индукционного счетчика Алюминиевый диск может вращаться на оси 0, с которой через червячную и зубчатую передачи связан счетный механизм с цифрами, указывающими расход электроэнергии:  Так как счетчик должен учитывать расход электроэнергии, а он пропорционален произведению тока нагрузки I напряжения U, подведенного к нагрузке, и времени t, в течение которого нагрузка включена, то конструкция счетчика должна иметь элементы, автоматически перемножающие I, U и t. В общих чертах это достигается следующим образом. Диск счетчика в конечном итоге вращается за счет электромагнитных сил, которые создаются катушками. Первая катушка включается в сеть последовательно и создает силу, пропорциональную току I. Вторая включается параллельно и создает силу, пропорциональную напряжению U. Поэтому частота вращения алюминиевого диска, расположенного между катушками, пропорциональна произведению U • I. Если нагрузка равна нулю, диск неподвижен и показания счетчика не изменяются. При нагрузке диск вращается, причем тем быстрее, чем больше нагрузка. Время t автоматически учитывается, потому что чем дольше вращается диск, тем больший путь совершается обоймами счетного механизма, а на них написаны цифры, которые видны в окошечке на крышке счетчика. На обоймах написаны цифры 0, I, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Обоймы закрыты щитком, и мы в его окошечках видим только по одной цифре на каждой из них. Допустим, что алюминиевый диск счетчика начинает вращаться по стрелке, когда во всех окошечках видны нули. Наблюдая за счетчиком, мы увидим, как самый правый нуль поднимется и исчезнет, уступая место единице. Ее сменит двойка и т.д. А когда вместо девятки в окошечке снова появится нуль, то в соседнем окошечке слева окажется единица. Таким образом, полному обороту первого диска, считая справа, соответствует 1/10 оборота второго диска, полному обороту второго — 1/10 оборота третьего и т.д. Число зубьев червячной и зубчатой передач подобрано таким образом, что счетчик отсчитывает, как правило, киловатт-часы (цифры в черных окошечках) и их доли (цифры в красном окошечке).
Измерительный элемент электронного электросчетчика служит для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии. Счетный механизм представляет собой электромеханическое (при условии установки прибора на улице) или электронное устройство, содержащее как запоминающее устройство, так и дисплей. Основным достоинством электронного электросчетчика является многотарифность, то есть возможность запоминать и показывать количество использованной электроэнергии в зависимости от запрограммированных периодов времени. Многотарифный учет достигается за счет набора счетных механизмов, каждый из которых работает в установленные интервалы времени, соответствующие различным тарифам. Электронные счетчики имеют большой межповерочный период (от 4 до 16 лет). Преимущество электронного счетчика: - Обеспечивают более широкий интервал входных напряжений - Имеют режим ретроспективы, то есть позволяет посмотреть количество потребленной энергии за определенный период - Измеряют потребляемую мощность - Легкость монтажа и наладки - Возможность перепрограммирования
Гибридный счетчики электроэнергии необходимо разделять на несколько разных узлов: схема счетчика, блок питания, корректирующие цепи и т. д. Блок питания преобразует переменное входное напряжение в низкое постоянное и обеспечивает питание электронных цепей счетчика. Схема счетчика измеряет ток, который потребляется нагрузкой, с помощью трансформатора тока (датчика), через который и протекает измеряемый ток. Другие блоки счетчика электроэнергии выполняют ряд различных функций: вывод показаний и управление через Ethernet, WiMax, Wi-Fi, ZeegBee сети, управление дисплеем, термокомпенсация счетчика, коррекция точности, и т. п. Счетчик состоит из микросхемы обработки, трех трансформаторов тока, цепи питания, электромеханического счетного устройства и дополнительных цепей. В качестве регистра электроэнергии используется простое электромеханическое отсчетное устройство, в котором применен двухфазный шаговый двигатель. Электропитание счетчика обеспечивает источник, построенный на токовом трансформаторе и двухполупериодном выпрямителе. Технические и метрологические характеристики счетчиков Метрологические характеристики счетчиков: - Номинальный ток – Iном – значение тока, являющееся исходным при установлении требования к счетчику, подключаемому через трансформатор - Максимальный ток – Iмакс – наибольшее значение тока, при котором счетчик соответствует требованиям точности, установленным в соответствующем стандарте - Номинальная частота – значение частоты, являющейся исходным при установлении требований к счетчику - Обозначение класса точности – число, равное пределу допускаемой погрешности, выраженной в процентах для всех значений диапазона измерений при коэффициенте мощности равном единице при испытании счетчиков в нормальных условиях Техническая характеристика счетчика определяется следующими основными параметрами: - Номинальное напряжение и номинальный ток – у 3-хфазных счетчиков указываются в виде произведения числа фаз на номинальное значение тока и напряжения. У четырех проводных счетчиков указываются линейные и фазные напряжения. У трансформаторных счетчиков вместо номинальных тока и напряжения указываются номинальные коэффициенты трансформации ИТ (измерительных трансформаторов), для работы с которыми этот счетчик предназначен. На счетчиках, называемых перегрузочными, указывается значение максимального тока непосредственно после номинального. Например, 5-20А. Номинальное напряжение счетчиков прямого и полукосвенного включения должно соответствовать номинальному напряжению сети, а счетчиков косвенного включения – вторичному номинальному напряжению ТН. - Класс точности счетчика – его наибольшая допустимая относительная погрешность, выраженная в процентах. Класс точности устанавливается ГОСТ 6570 - Передаточное число счетчика – число оборотов его диска, соответствующее единице измеряемой энергии. Передаточное число указывается на табличке счетчика. - Постоянная счетчика – значение энергии, которое он измеряет за 1 оборот диска - Чувствительность счетчика – определяется наименьшим значением тока при номинальном напряжении, который вызывает вращение диска без остановки. Порог чувствительности не должен превышать 0,4% для счетчиков класса точности 0,5, 0,5% для счетчиков классов точности 1, 2, и 1% для счетчиков класса точности 2,5 и 3,0. - Емкость счетного механизма, определяется числом часов работы счетчика при номинальных напряжениях и токе, по истечении которых счетчик дает первоначальные показания. - Влияющая величина – любая величина, обычно внешняя по отношению к счетчику, которая может оказать влияние на его рабочие характеристики. - Нормальные условия – совокупность влияющих величин и технических характеристик, имеющих нормальное значение или находящихся в пределах нормальной области значений, при которых устанавливают основную погрешность. - Электромагнитные помехи – наводимые или излучаемые э/м воздействия, которые могут оказывать влияние на функциональные или метрологические характеристики счетчика. - Среднетемпературный коэффициент – отношение изменения погрешности, выраженной в процентах к изменению температуры, вызывающему это изменение погрешности. - Установленные рабочие условия – совокупность диапазонов измерений для технических характеристик, в пределах которых установлены и определены изменения погрешности или погрешности счетчика. - Установленный рабочий диапазон – диапазон значений одной влияющей величины, который составляет часть установленных рабочих условий. - Нормальное рабочее положение – положение счетчика, определенное изготовителем для нормальной эксплуатации Использование трансформаторов тока при эксплуатации счетчиков (см. классификация счетчиков по типу подключения) Схемы включения:
 5) Схема включения однофазного счетчика:  Интерфейсы, используемые при подключении счетчиков. Коммуникационной средой между счетчиком и УСПД могут являться следующие интерфейсы:
Общие требования к счетчикам электроэнергии.
Примеры электронных счетчиков: Электросчетчики серии CC (Гран Система); Альфа (A1140, A1141, A1700, A1800); СЕ (СЕ102, СЕ301); ЭЭ (ЭЭ8003, ЭЭ8005, ЭЭ8007); NP-06; ПСЧ и СЭБ; СЭО, СЭТ (БЭМЗ) |