"Новости Электротехники" «ОБЛIК» - ПЕРВЫЙ УКРАИНСКИЙ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ СЧЕТЧИК ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

< Предыдущая ] [ Следующая >

Журнал №5(5) 2000

«ОБЛIК» - ПЕРВЫЙ УКРАИНСКИЙ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ СЧЕТЧИК ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

М. Ганопольский, Директор корпорации «ОБЛIК»
А. Заславский, Главный конструктор корпорации «ОБЛIК»
С. Клисенко, Главный конструктор проекта ОАО «НПО «ЭТАЛ»
А. Романча, Заместитель генерального директора ОАО «НПО «ЭТАЛ» по научной работе и маркетингу, начальник СКБ г. Александрия

Современный этап эволюции средств и систем автоматизированного учета электроэнергии характеризуется двумя основными направлениями. Первое из них базируется на иерархических схемах типа: счетчик с импульсным выходом + интеллектуальный телесумматор (тарификатор) + диспетчерский комплекс (сервер, рабочие станции и т.д.). Такие системы эффективны лишь при сосредоточении большого количества точек учета на одном или нескольких крупных энергообъектах (подстанциях).
Второе направление — это в основном двухуровневые схемы, включающие интеллектуальный счетчик электроэнергии связанный так называемой полевой шиной [1] с диспетчерским компьютерным комплексом. В таких системах точки учета могут быть рассредоточены произвольным образом на различных энергообъектах, образуя в совокупности информационное поле системы.
До последнего времени при создании таких систем отечественным системным интеграторам приходилось использовать только импортные интеллектуальные счетчики, так как отечественные аналоги на украинском рынке отсутствовали.
Первый отечественный интеллектуальный счетчик электроэнергии с расширенным набором функций, предназначенный для решения задач учета электроэнергии по дифференцированным по времени тарифным зонам, разработан и поставлен на производство корпорацией «ОБЛIК» (г. Днепропетровск) cовместно с ОАО «НПО «ЭТАЛ» (г. Александрия) и зарегистрирован в Государственном реестре средств измерительной техники, допущенных к применению в Украине под номером У1189-99 (сертификат утверждения № UA-M1/ 1p-667-99).
Счетчик предназначен для:

измерения активной и реактивной электрической энергии прямого и обратного направления по многозонным тарифам в трехфазных сетях переменного тока промышленной частоты;
измерения и передачи в реальном масштабе времени действующих значений силы тока и напряжения (пофазного), частоты, а также активной и реактивной мощности;
приема и накопления в памяти электрических импульсов, поступающих от других счетчиков, оборудованных импульсным выходом;
телесигнализации и телеуправления состояниями контролируемых энергообъектов;
передачи накопленной информации приборам учета и управления высшего уровня по последовательным интерфейсам.

На рисунке 1 показан пример комплексной информационной измерительной и управляющей системы на базе счетчика «ОБЛIК», иллюстрирующий его функциональные возможности.

Основные параметры счетчика «ОБЛIК» приведены в таблице 1.

Таблица 1

Класс точности	0,5; 1,0 по ГОСТ 26035
Границы допустимой абсолютной погрешности регистрации импульсов от внешних источников, имп.	± 1,0
Границы допустимой абсолютной погрешности при измерении напряжений, В	± 1,0
Границы допустимой приведенной погрешности при измерении силы тока, %	± 1,0
Границы абсолютной допустимой погрешности встроенного таймера, с/сутки	± 3,0
Номинальное напряжение, В	3ґ57,7 3ґ100 3ґ220 3ґ380 1,0 5,0
Минимальная сила тока, % Iн	1
Максимальная сила тока, % Iн	150
Порог чувствительности	0,0025 Рном
Количество тарифных зон	4
Количество тарифных зон в течение суток	Не более 30
Количество тарифных сеток по месяцам	12
Количество телеметрических (импульсных) входных каналов	8
Количество телеметрических (импульсных) выходных каналов	6
Скорость информационного обмена по интерфейсу RS 232, бод	9600
Скорость информационного обмена по интерфейсу RS 485, бод	100…57600

Счетчик представляет собой высокоскоростной многофункциональный интеллектуальный измеритель, обеспечивающий в реальном масштабе времени измерение, обработку и передачу информации на собственный монитор и в систему, выполняющую функцию супервизора.
Счетчик «ОБЛIК» состоит из:

измерительных датчиков тока и напряжения, быстродействующей микро-ЭВМ № 1(аналоговый процессор) для обработки аналоговых сигналов тока и напряжения;
датчиков двухуровневых телеметрических сигналов, быстродействующей микро-ЭВМ № 2 (логический процессор) для обработки цифровых сигналов тока, напряжения, мощности, а также телеметрических сигналов;
быстродействующей микро-ЭВМ
№ 3 (центральный процессор) для управления работой счетчика, реализации функции тарифного модуля, связей и отображения информации;
электронных реле для управления нагрузкой и формирования частотно-
импульсных кодов энергопотребления;
монитора на базе ЖКИ- индикатора;
восьмиклавишной псевдосенсорной панели управления (ПУ);
коммуникационных портов RS232, RS485;
в счетчике реализован принцип конвейерной обработки информации [2];
счетчик выполнен на импортной элементной базе с применением процессоров серии АТ89.

Функциональная схема счетчика «ОБЛIК» представлена на рис. 2.

Питание электрических цепей счетчика осуществляется от встроенного стабилизированного источника. Подвод внешнего питания к счетчику может выполняться от оперативных цепей переменного тока ~220 B, ~110 B, а также от измерительных цепей трансформаторов напряжения ~100 В. Оперативная память тарифного модуля и часы реального времени имеют резервное питание от встроенной батареи, обеспечивающей сохранность информации в ОЗУ в течении 10 лет при полном отключении его от внешнего питания.
Счетчик также содержит встроенный полупроводниковый датчик температуры, показания которого используются для автоматической температурной коррекции результатов измерений (см. рис. 2).
Аналоговый процессор измеряет мгновенные значения токов и напряжений, вычисляет интегральные значения на интервале усреднения 2 с следующих величин:

В счетчике «ОБЛIК» реализована принципиально новая технология дискретных измерений системы трехфазных токов и напряжений, получившая название «принцип двойного сканирования» [3]. Эта технология измерений позволяет полностью устранить погрешности, связанные с неодновременностью замеров. Сущность ее иллюстрирует рисунок 3.

Одной из главных особенностей счетчика является отсутствие в нем аналоговых элементов коррекции входных сигналов тока и напряжения. Измеренные значения сразу преобразуются в цифровую форму и подвергаются программной математической обработке. При этом осуществляется,автоматическое распознавание областей измерения и автоматическая коррекция систематических погрешностей измерительных каналов [4], в том числе трансформаторов тока и напряжения. Такой подход гарантирует стабильность характеристик счетчика. Список параметров учета, вычисляемых тарифным модулем, приведен в таблице 2.

Таблица 2

№ п/п	Наименование параметра	Период интеграции, с
1	Действующие значения фазных токов	2
2	Действующие значения линейных (фазных) напряжений	2
3	Текущее значение активной мощности	2
4	Текущее значение реактивной мощности	2
5	Усредненная активная мощность за фиксированный период интеграции	Выбирается из ряда: 1,3,5,10,15,30,60 мин.
6	Потребляемая активная энергия с начала текущих учетных периодов: сутки, месяц, квартал	Нарастающим итогом
7	Потребленная активная энергия за прошедшие учетные периоды: сутки, месяц, квартал	Учетный период
8	Генерируемая активная энергия с начала текущих учетных периодов: сутки, месяц, квартал	Нарастающим итогом
9	Генерированная активная энергия за прошедшие учетные периоды: сутки, месяц, квартал	Учетный период
10	Потребляемая активная энергия по тарифным зонам A, B, C, D за текущий учетные периоды: сутки, месяц, квартал	Нарастающим итогом
11	Потребленная активная энергия по тарифным зонам A, B, C, D за прошедшие учетные периоды: сутки, месяц, квартал	Учетный период
12	Генерированная активная энергия по тарифным зонам A, B, C, D за текущие учетные периоды: сутки, месяц, квартал	Нарастающим итогом
13	Генерируемая активная энергия по тарифным зонам A, B, C, D за прошедшие учетные периоды: сутки, месяц, квартал	Учетный период
14	Потребляемая реактивная энергия с начала текущих учетных периодов: сутки, месяц, квартал	Нарастающим итогом
15	Потребленная реактивная энергия за прошедшие учетные периоды: сутки, месяц, квартал	Учетный период
16	Генерируемая реактивная энергия с начала текущих учетных периодов: сутки, месяц, квартал	Нарастающим итогом
17	Генерированная реактивная энергия за прошедшие учетные периоды: сутки, месяц, квартал	Учетный период
18	Количество превышений договорного значения активной мощности по тарифным зонам A, B, C, D за текущие учетные периоды: сутки, месяц, квартал	-
19	Суммарная величина превышений договорного значения активной мощности по тарифным зонам A, B, C, D за прошедшие учетные периоды: сутки, месяц, квартал	-
20	Максимальное превышение договорного значения активной мощности, по тарифным зонам A, B, C, D за текущие учетные периоды: сутки, месяц, квартал	-
21	Максимальное превышение договорного значения активной мощности по тарифным зонам A, B, C, D за прошедшие учетные периоды: сутки, месяц, квартал	-
22	Частота измерительной сети	30

Применение счетчика «Облiк» в качестве автоматизированной системы диспетчерского управления режимами энергопотребления предприятий позволяет получить экономию за счет увеличения точности измерения приблизительно на 1,5%; за счет оперативного управления энергопотоками приблизительно на 5% за счет расчетов по тарифам диффиринцированным по времени суток приблизительно на 12%. Срок окупаемости капитальных затрат потребителя от внедрения в эксплуатацию данной системы, в зависимости от мощности установленных энергопотребителей и условий эксплуатации от 0,8 до 2,5 года. Удельные расходы электроэнергии при этом снижаются от 1,5 до 5 раз.
На базе счетчиков «Облiк» реализуется автоматизированная система диспетчерского управления режимами энергопотребления предприятий, включающая задачи телемеханики (телесигнализация, телеизмерение, телеуправление).
ОАО «НПО «ЭТАЛ» для решения задач телемеханики предлагает интегрированные системы управления технологическими процессами в составе:

асинхронного частотно-регулируемого привода мощностью от 1,1 до 250 кВт серии «Мастак»;
счетчика «Облiк»;
малого программируемого контроллера «Циркон»;
гаммы специальных магнитных пускателей для коммутации компенсационных конденсаторных батарей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. W.W.W. Profibus. Technical overview.
2. «Conveyor principle of handling the information in a multiprocessor and multitask electric meter system».
Zaslavsky A., Martens S., Voytseshko Y., Marienko D. Proceedings of the international conference on «Actual problems of measuring technique», Kyiv. Ukraine 7-10 september 1998.
3. « Double scanning method in the problem of digital power measurement of an alternating current».
Zaslavsky A. - Kyiv. Ukraine 7-10 september 1998.
4. «The digital correction method of the non-linearities of the measuring channels in an intellectual measuring gear».
Zaslavsky A., Voytseshko Y. - Kyiv. Ukraine 7-10 september 1998.