3.7.2 Принцип работы

Принцип работы счетчика поясняется структурной схемой, приведенной на рисунке 3.5.

3.7.2.1 Плата счетчика.

Ток в фазном проводе счетчика измеряется при помощи шунта, ток в нулевом проводе (в счетчиках с двумя датчиками тока) измеряется при помощи трансформатора тока, а напряжение при помощи резистивного делителя. Преобразования величин выполняются с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) встроенного в микроконтроллер (МК), который осуществляет преобразование мгновенных значений входных аналоговых сигналов в цифровой код и передачу его в МК. МК производит расчет среднеквадратичных значений токов и напряжения, активной мощности и энергии, а также коэффициента мощности и частоты основной гармоники напряжения сети. МК осуществляет связь между всеми периферийными устройствами схемы.

Основные электронные элементы счетчика:

- резистивные делители напряжения;

- нагрузочный резистор для трансформатора тока;

- микроконтроллер (МК);

- память (ЕЕПРОМ);

- элементы оптического порта (ОП);

- жидкокристаллический индикатор (ЖКИ);

- элементы модуля интерфейса (МИ);

- элементы модуля питания (МП);

- кнопки (Кн);

- световой индикатор (СИ);

- литиевый элемент (ЛЭ);

- реле управления нагрузкой (РУН).

3.7.2.2 Модуль питания.

Модуль питания счетчика преобразует напряжение переменного тока сети, в постоянное напряжение необходимое для питания всех узлов и модулей счетчика.

Цепи питания интерфейсного модуля (EIA485) гальванически изолированы от остальных цепей на пробивное среднеквадратичное напряжение 4 кВ.

3.7.2.3 Измерительный датчик напряжения.

Для согласования фазного напряжения с уровнем входного сигнала АЦП используется резистивный делитель на металлопленочных резисторах с минимальным температурным коэффициентом.

3.7.2.4 Измерительные датчики тока.

Для преобразования фазного тока в напряжение и согласования с уровнем входного сигнала АЦП, используется шунт, а для согласования тока в нулевом проводе (в счетчиках с двумя датчиками тока) используется токовый трансформатор.

3.7.2.5 Преобразование и вычисление сигналов.

Микроконтроллер МК имеет встроенный АЦП, который осуществляет измерение мгновенных значений величин, пропорциональных фазному напряжению, току в фазном проводе и току в нулевом проводе, параллельно по трем каналам, преобразование их в цифровой код.

МК по выборкам мгновенных значений напряжения и токов производит вычисление средних за 2 секунды значений активной энергии и мощности, среднеквадратичного напряжения, среднеквадратичного тока, коэффициента мощности и частоты сети.

На основе вычисленной энергий МК выдает сигналы об энергопотреблении на импульсный выходы, который может быть подключен к системе АИИС КУЭ.

Для работы МК при отсутствии питания используется литиевый элемент напряжением 3 В.

3.7.2.6 Память ЕЕПРОМ.

Сохранность результатов многотарифных накоплений обеспечивается хранением данных в энергонезависимой памяти (ЕЕПРОМ).

3.7.2.7 Интерфейсы счетчика.

Счетчик обеспечивает обмен информацией с внешними устройствами обработки данных через оптический порт и интерфейс по ГОСТ Р МЭК 61107-2001. Тип интерфейса зависит от исполнения счетчика и может быть одним из:

- EIA485;

- PLC;

- радиоинтерфейс.

Все контакты интерфейса гальванически изолированы от остальных цепей на пробивное среднеквадратичное напряжение 4 кВ.

Оптический порт (ОП) сконструирован в соответствии с ГОСТ Р МЭК 61107-2001. ОП предназначен для локальной связи со счетчиком через оптическую головку, подключенную к последовательному порту ПЭВМ.

Интерфейс EIA485 позволяет объединить не более 256 устройств (счетчика) на одну общую шину.

3.7.2.8 Импульсный выход.

В счетчике имеется электрический импульсный выход (ТМ), реализованный на транзисторе с "открытым" коллектором и предназначен для коммутации напряжения постоянного тока. Номинальное напряжение питания (10 2) В, максимально допустимое 24 В. Величина коммутируемого номинального тока равна (10 1) мА, максимально допустимая 30 мА. Этот выход используется в качестве основного передающего выходного устройства с параметрами по ГОСТ Р 52320-2005, ГОСТ Р 52322-2005.

Импульсный выход гальванически изолирован от остальных цепей на пробивное среднеквадратичное напряжение 4 кВ.

3.7.2.9 Жидкокристаллический индикатор.

ЖКИ используется для отображения измеренных и накопленных данных, вспомогательных параметров и сообщений.

Выводимая на ЖКИ информация приведена на рисунке 3.6.

3.7.2.10 Световой индикатор.

В счетчике имеется световой индикатор (СИ), работающий с частотой основного передающего устройства. Световой индикатор может быть использован для поверки счетчика.

3.7.2.11 Реле управления нагрузкой Реле управления нагрузкой (РУН) предназначено для управления внешними устройствами по заданному критерию или для прямого включения/выключения нагрузки по интерфейсной команде.