Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как считывать электронный счетчик электроэнергии

Электронные счетчики и система АСКУЭ. Дистанционный учет электроэнергии.

Электронные счетчики, это приборы, представляющие собой преобразователь аналогового сигнала в частоту следования импульсов, подсчёт которых дает количество потребляемой энергии. Главным преимуществом электронных счётчиков по сравнению с индукционными, является отсутствие вращающихся элементов. Кроме того, они обеспечивают более широкий интервал входных напряжений, позволяют легко организовать много-тарифные системы учёта. Имеют режим ретроспективы – т.е. позволяют посмотреть количество потреблённой энергии за определённый период, как правило, помесячно; измеряют потребляемую мощность, легко вписываются в конфигурацию систем АСКУЭ и обладают ещё многими дополнительными сервисными функциями.

Электронные счетчики

Разнообразие этих функций заключается в программном обеспечении микроконтроллера, который является непременным атрибутом современного электронного счётчика электроэнергии.

Схема и принцип работы однофазного электронного счетчика

В ней измерительный трансформатор тока включен в разрыв фазного провода потребителя, а трансформатор напряжения подключен к фазе и нулю.

Схема электронного счетчика

Сигналы с обоих трансформаторов не нуждаются в усилении и направляются по своим каналам на блок АЦП, осуществляющий преобразование их в цифровой код мощности и частоты. Дальнейшие преобразования выполняет микроконтроллер, осуществляющий управление: дисплеем; электронным реле; ОЗУ — оперативным запоминающим устройством. Через ОЗУ выходной сигнал может передаваться дальше в канал информации, например, с помощью оптического порта.

Принцип работы счетчиков заключается в измерении активной энергии и подсчете потраченной. При этом различают несколько вариантов счетчиков.

  • по принципу подключения – на приборы прямого и трансформаторного включения
  • по измеряемым величинам – на однофазные и трехфазные
  • по конструкции – на механические, электронные и гибридные
  • по количеству тарифов – на одно и много-тарифные

В основном, для учета электричества используют электронные устройства, которые обладают рядом преимуществ: они более точные и позволяют использовать несколько тарифов, на которые они переводятся самостоятельно, без участия владельцев.

Конструктивно электросчётчик состоит из корпуса с клеммной колодкой, измерительного трансформатора тока и печатной платы, на которой установлены все электронные компоненты.

Основными компонентами современного электронного счётчика являются:

  • трансформатор тока
  • дисплей ЖКИ
  • источник питания электронной схемы
  • микроконтроллер
  • часы реального времени
  • телеметрический выход
  • супервизор
  • органы управления
  • оптический порт (опционально)
ЖКИ дисплей

Представляет собой много-разрядный буквенно-цифровой индикатор и предназначен для индикации режимов работы, информации о потребленной электроэнергии, отображении даты и текущего времени.

Источник питания

Служит для получения напряжения питания микроконтроллера и других элементов электронной схемы. Непосредственно с источником связан супервизор.

Микроконтроллер

Является сердцем электронного электросчётчика. Это может быть как микросхема компании Microchip (PIC-контроллер), так и производителей ATMEL или NEC.

Часы реального времени

Предназначены для отсчета текущего времени и даты. В некоторых электросчётчиках данные функции возлагаются на микроконтроллер, однако для уменьшения его загрузки, как правило, используют отдельную микросхему, например, DS1307N. Использование отдельной микросхемы позволяет высвободить мощности микроконтроллера и направить их на выполнение более ответственных задач.

Телеметрический выход

Служит для подключения к системе АСКУЭ или непосредственно к компьютеру (как правило, через преобразователь интерфейса RS485/RS232).

Супервизор

Формирует сигнал сброса для микроконтроллера при включении и отключении питания, а также следит за изменениями входного напряжения.

Оптический порт

Он есть не во всех электросчётчиках, позволяет снимать информацию непосредственно с электросчётчика и в некоторых случаях служит для их программирования (параметризации).

В электронном счетчике выполнение практически всех функций возложено на микроконтроллер. Он является преобразователем АЦП (преобразует входной сигнал с трансформатора тока в цифровой вид, производит его математическую обработку и выдаёт результат на цифровой дисплей.) Микроконтроллер также принимает команды от органов управления и управляет интерфейсными выходами.

Читайте так же:
Как выбрать трансформаторы тока для трехфазного счетчика

Возможности, которыми обладает микроконтроллер, зависят от его программного обеспечения (ПО). Без ПО, это просто пластмассово-кремниевый кубик. Поэтому разнообразие сервисных функций и выполняемых задач зависит от того, какое техническое задание было поставлено перед программистом.

Электронные счетчики и перспективы развития

В настоящее время развитие электронных счётчиков идёт в основном в плане добавление «наворотов», различные производители добавляют всё новые функции, например, некоторые устройства могут вести контроль состояния питающей сети с передачей этой информации в диспетчерские центры и т.д.

Довольно часто в электросчётчик вводят функцию ограничения мощности. В этом случае, при превышении потребляемой мощности, электросчётчик отключает потребителя от сети. Для управления подачей напряжения, внутрь электросчётчика устанавливают контактор на соответствующий ток. Так же отключение возможно, если потребитель превысил отведённый ему лимит электроэнергии или же закончилась предоплата за электроэнергию. Кстати, некоторые электросчётчики позволяют пополнить денежный баланс прямо через встроенные в них считыватели пластиковых карт. К электросчётчикам данной группы относятся СТК-1-10 и СТК-3-10.

Электронные счетчики и АСКУЭ

Попытки создания АСКУЭ (автоматизированной системы контроля учёта электроэнергии) связаны с появлением в относительно доступных микропроцессорных устройств, однако дороговизна последних делала системы учета доступными только крупным промышленным предприятиям. Разработку АСКУЭ вели целые НИИ.

Решение задачи предполагало:

  • оснащение индукционных счетчиков электрической энергии датчиками оборотов
  • создание устройств, способных вести подсчет поступающих импульсов и передавать полученный результат в ЭВМ
  • накопление в ЭВМ результатов подсчета и формирование отчетных документов

Первые системы учета были крайне дорогими, ненадежными и малоинформативными комплексами, но они позволили сформировать базу для создания АСКУЭ следующих поколений.

Переломным этапом в развитии АСКУЭ стало появление персональных компьютеров и создание электронных электросчётчиков. Ещё больший импульс развитию систем автоматизированного учёта придало повсеместное внедрение сотовой связи, что позволило создать беспроводные системы, так как вопрос организации каналов связи являлся одним из основных в данном направлении.

Основное назначение системы АСКУЭ — в разумных интервалах времени собрать в центрах управления все данные о потоках электроэнергии на всех уровнях напряжения и обработать полученные данные таким образом, чтобы обеспечить составление отчётов за потребленную или отпущенную электроэнергию (мощность), проанализировать и построить прогнозы по потреблению, выполнить анализ стоимостных показателей и произвести расчёты за электрическую энергию.

Для организации системы АСКУЭ необходимо:

  1. В точках учёта энергии установить высокоточные средства учёта — электронные счётчики
  2. Цифровые сигналы передать в так называемые «сумматоры», снабженные памятью.
  3. Создать систему связи (как правило, последнее время для этого используют GSM – связь), обеспечивающую дальнейшую передачу информации в местные и на верхние уровни.
  4. Организовать и оснастить центры обработки информации современными компьютерами и программным обеспечением.

Пример простейшей схемы организации АСКУЭ показан на рисунке. В ней можно выделить несколько отдельных основных уровней:

1. Уровень первый – это уровень сбора информации

Элементами этого уровня являются электросчётчики и различные устройства, измеряющие параметры системы. В качестве таких устройств могут применяться различные датчики как имеющие выход для подключения интерфейса RS-485, так и датчики, подключенные к системе через специальные аналого-цифровые преобразователи. Необходимо обратить внимание на то, что возможно использовать не только электронные электросчётчики, но и обычные индукционные, оборудованные преобразователями количества оборотов диска в электрические импульсы.

В системах АСКУЭ для соединения датчиков с контролерами применяют интерфейс RS-485. Входное сопротивление приемника информационного сигнала по линии интерфейса RS-485 обычно составляет 12 кОм. Так как мощность передатчика ограничена, это создает ограничение и на количество приемников, подключенных к линии. Согласно спецификации интерфейса RS-485 с учетом согласующих резисторов приёмник может вести до 32 датчиков.

Читайте так же:
Подключение однофазного счетчика меркурий через трансформатор тока

2. Уровень второй – это связующий уровень

На этом уровне находятся различные контролеры необходимые для транспортировки сигнала. В схеме АСКУЭ представленной на рисунке, элементом второго уровня является преобразователь, преобразующий электронный сигнал с линии интерфейса RS-485 на линию интерфейса RS-232, это необходимо для считывания данных компьютером либо управляющим контролером.

В случае если требуется соединение более 32 датчиков, тогда в схеме на этом уровне появляется устройства, называемые концентраторы. На рисунке показана схема построения системы АСКУЭ для количества датчиков от 1 до 247 шт.

3.Третий уровень – это уровень сбора, анализа и хранения данных

Элементом этого уровня является компьютер, контролер или сервер. Основным требование к оборудованию этого уровня является наличие специализированного программного обеспечения для настройки элементов системы.

В настоящее время практически все электронные электросчётчики оборудованы интерфейсом для включения в систему АСКУЭ. Даже те, которые не имеют этой функции, могут оснащаться оптическим портом для локального снятия показаний непосредственно на месте установки электросчётчика путём считывания информации в персональный компьютер. Поэтому, сегодня электросчётчик является сложным электронным устройством.

При проектировании современных систем АСКУЭ применяют только электронные счётчики. Они имеют неоспоримые преимущества перед индукционными именно в «информационном» плане и обладают практически неограниченными сервисными возможностями.

Смотрите видео, в котором на примере конкретной марки рассмотрены электронные счетчики.

Система АСКУЭ. Что это и как работает. Электронный счетчик

Инженеры-энергетики еще в прошлом веке начали проектировать эффективные системы, способные самостоятельно контролировать потребление электрической энергии. В настоящее время такую систему называют автоматической системой контроля учета электроэнергии, сокращенно система АСКУЭ.

На стадии внедрения этих систем возникало немало трудностей, так как микропроцессорные элементы, устанавливаемые в систему, были дорогостоящими, и использовались только на крупных промышленных предприятиях.

Для обеспечения обработки и сохранности информации были необходимы электронно-вычислительные машины, что также являлось непозволительной роскошью для общего применения. Когда появились персональные компьютеры, то эта задача значительно упростилась. К тому времени микропроцессоры уже стали намного дешевле и доступнее, поэтому организация автоматического контроля над расходом электрической энергии стала более простой задачей.

Инженеры не остановились на этом, и постоянно совершенствовали эту систему. Стали разрабатываться электронные счетчики, установка которых дает более качественные показатели расхода энергии. Далее появилась сотовая связь, которая обеспечила условия функционирования системы АСКУЭ по беспроводной технологии. Это значительно повысило эффективность эксплуатации этой системы и быстрый доступ к ее информационным данным.

Для чего служит система АСКУЭ

Главной задачей и принципом действия системы контроля электроэнергии является сбор информации по всем потребителям энергии, состоящим в этой системе, по напряжению и мощности. Затем система обрабатывает полученные показания расхода, и на их основе выдает результат в виде отчета. В обязательном порядке система проводит анализ работы и прогнозирование ситуаций на будущие периоды. Основным моментом является анализ финансовых параметров и определение стоимости за израсходованную электроэнергию.

Условия качественной работы системы АСКУЭ
  • У всех потребителей электрической энергии необходимо установить наиболее современные приборы учета, а именно, электронные счетчики.
  • Полученную информацию от электронных счетчиков в виде цифровых сигналов концентрировать в сумматорах, которые являются специальными блоками, обладающими большим объемом памяти.
  • Организовать внутри системы связь, позволяющую отправлять отчеты потребителям и организациям, снабжающим электрической энергией.
  • Создать центры по обработке полученной информации. Для этого их следует оснастить современной вычислительной техникой и программным обеспечением.
Читайте так же:
Габаритные размеры счетчика электроэнергии
Организация системы АСКУЭ

Для создания рассматриваемой системы необходимо организовать работу нескольких отделов, каждый из которых станет выполнять определенные задачи. Отделы системы делятся на несколько рабочих уровней, которые стоит рассмотреть подробнее.

Первый уровень

Устройствами этого уровня должны быть электронные счетчики, расположенные у потребителя энергии. Вместо электронных счетчиков иногда применяются специальные датчики, и подключаются через специальную компьютерную программу. Датчики можно подключить к аналого-цифровым преобразователям.

Система АСКУЭ имеет особенности, выраженные в ее возможностях. Контроллеры соединяются с датчиками с помощью стандартного интерфейса, применяемого для асинхронного интерфейса. Это наиболее известная модель, ставшая популярной во многих системах автоматизации производственных сетей.

В системе имеется приемник цифрового сигнала, обладающего сопротивлением 12 кОм. Существуют некоторые ограничения передатчика цифрового сигнала, что ограничивает число приемников сигнала. Поэтому стандартный интерфейс способен принимать электронные сигналы всего от 32 датчиков, что является недостатком.

Второй уровень

Это связующий элемент системы контроля. На его линии расположены разные контроллеры, передающие сигналы. Обычно это преобразователи, модифицирующие сигнал от стандартного интерфейса к специальному устройству, совместимому с компьютером. Именно такой измененный сигнал может обрабатывать программное обеспечение.

При необходимости включения в систему большего количества датчиков, в нее устанавливают специальный концентратор, являющийся составным элементом второго уровня системы контроля.

Третий уровень

В этом отделе концентрируется, обрабатывается, производится анализ и хранение данных всей системы. Главным требованием к третьему уровню является обеспечение современной программой для настройки всей системы.

Электронные счетчики являются сложными электронными устройствами. Они применяются для учета расхода энергии, и имеют такое устройство, что могут быстро подключиться к системе АСКУЭ. Но существуют старые счетчики, не способные подключаться к системе контроля. Для решения этой проблемы в качестве дополнительного оборудования можно установить специальный оптический порт, способный считывать данные и передавать их на компьютер. Такой порт можно устанавливать на подключенном функционирующем счетчике.

В системах контроля над расходом электроэнергии кроме электронных счетчиков могут применяться индукционные виды счетчиков. Если посмотреть на маркировку индукционного счетчика, то в ней может иметься буква «Д», что означает пригодность этих моделей для работы в системе АСКУЭ. В таких счетчиках имеется импульсный датчик с возможностью телеметрического выхода, который и передает данные по двухпроводной связи.

Но вряд ли стоит применять старые счетчики индукционного типа, они уже свое отработали, и привязать их к современной системе контроля уже становится сложнее. Такие виды лучше использовать для учета потребления энергии отдельных участков, не входящих в систему контроля АСКУЭ.

Электронные счетчики

Система АСКУЭ включает в себя основные элементы – электронные счетчики, которые являются преобразователями аналогового сигнала в импульсную частоту, учет которых дает объем израсходованной электрической энергии.

Основным достоинством этих современных приборов является отсутствие движущихся деталей, в отличие от индукционных счетчиков. Они также обеспечивают широкие пределы входных величин напряжения, дают возможность быстрой организации систем учета с несколькими тарифами, позволяют увидеть количество израсходованной энергии за любой прошедший период, измеряют мощность, сочетаются с оборудованием АСКУЭ и обладают многими другими полезными функциями.

Большой перечень возможностей обуславливается программной оболочкой микроконтроллера, который входит в состав всех современных электронных приборов, и счетчиков энергии.

Дисплей представляет собой цифровой индикатор, и служит для выдачи информации о режимах работы, потреблении энергии, времени и даты.

Источник питания предназначен для питания электронных компонентов схемы. С ним связан супервизор, формирующий сигнал сброса для микроконтроллера при подаче и отключении питания.

Читайте так же:
Косгу счетчик электрической энергии

Часы служат для показа текущей даты и времени. В некоторых видах счетчиков часы работают от микроконтроллера, но чтобы не создавать на него дополнительную нагрузку, для часов применяют отдельную микросхему.

Оптический порт дает возможность считывать данные со счетчика и служит для установки параметров счетчика.

Микроконтроллер называют сердцем электронного счетчика. Большинство функций счетчика выполняет микроконтроллер. Он преобразует сигнал от трансформатора тока в цифровой сигнал, выполняет его обработку. Микроконтроллер также управляет выходами интерфейса и принимает команды управления.

При возникновении неполадок, проблем и сбоев в системе можно обратиться к другим подрядчикам, специализирующимся на установке таких систем. Установка системы контроля энергии проводится соответственно требованиям заказчика с учетом индивидуальных данных объекта. Большое значение имеет как проектирование и монтаж, так и настройка оборудования. Поэтому важным моментом является установка правильных характеристик для эксплуатации системы, надежное подключение по тому связному каналу, который выбрал заказчик. От этих моментов зависит дальнейшая эксплуатация всей системы.

Система АСКУЭ работает по сложной схеме, состоит из разных уровней. Чтобы обеспечить эффективность и точность ее работы, требуется правильно связать между собой все уровни, и применять только новые современные приборы, привлекать для настройки квалифицированных мастеров.

ЭлектроСчетчики которые нельзя обмануть

Добрый день. Данная статья пытается популярно рассказать, что такое система аскуэ и каким образом она работает.

Я проживаю в городе Краснодаре и работаю в энергетической компании инженером, но попутно у меня имеется куча обязанностей включая и настройку систем аскуэ монтируемых компанией перед сдачей заказчику.

В начале что и из чего появилось. Первый счётчик электроэнергии для переменного тока разработан Оливером Б. Шелленбергером в 1888 году. Уже в 1889 году запатентован «Электрический счётчик для переменных токов» венгра Отто Титуц Блати (для компании «Ganz»). А в 1894 году Шелленбергер по заказу компании Westinghouse создал индукционный счётчик ватт-часов. Счётчик ватт-часов активной энергии переменного тока типа «А» появился в 1899 году, создатель Людвиг Гутман. Был дан старт непрерывным усовершенствованиям индукционных счётчиков электроэнергии. Счётчики, берущие начало от счётчика Блати и индукционных счётчиков Феррариса, вследствие великолепной надёжности и малой себестоимости, до сих пор массово изготовляются, именно с их помощью производят большую часть измерений электроэнергии.(из википедии) Примерно с этого-же момента неуемная техническая мысль начала стремиться экономить на оплате электроэнергии. Разумеется энергосбытовые компании всячески пытались противодействовать и получать оплату в полном обьеме, и эта незримая война длилась до последнего времени. Однозначно было принято решение, что автономный счетчик (имеется ввиду узел учета электрической энергии, но для упрощения восприятия и сокращения обьема текста я принял решение писать так) невозможно уберечь от взлома или всевозможных воздействий (обычно используют слово противоправных) таких как использование мощных магнитов (даже сейчас не менее трети счетчиков подвержены влиянию магнитных полей) Различные умельцы встраивают релюшки на радиоуправлении шунтирующие или наоборот размыкающие измерительные цепи умудряющиеся при этом сохранить заводские пломбы ,ну и всевозможные схемы «ошибочного включения». В некоторых регионах (из известных мне, наиболее показательна республика Адыгея потери электрической энергии достигают 75%), что разумеется не устраивает акционеров компаний и была внедрена программа повсеместной установки Автоматизированной Системы Контроля Учета Электроэнергии на базе энергосервисных контрактов.

Что такое энергосервисный контракт? Энергосервисный контракт — представляет собой особую форму договора, направленного на экономию эксплуатационных расходов за счет повышения энергоэффективности и внедрения технологий, обеспечивающих энергосбережение. Отличительной особенностью энергосервисного контракта является то, что затраты инвестора возмещаются за счет достигнутой экономии средств, получаемой после внедрения энергосберегающих технологий. Таким образом, отсутствует необходимость в первоначальных затратах собственных средств или кредитовании. Инвестиции, необходимые для осуществления всего проекта, как правило, привлекаются энергосервисной компанией. Таким образом компания не вкладывает своих средств, но получает смонтированную систему аскуэ и после получения инвестором возврата инвестиций и получения оговоренной прибыли начинает получать оплату за электроэнергию в полном обьеме. Данная форма сотрудничества достаточно выгодна для обеих сторон, что естественно подразумевает в ближайшее время монтаж этих систем повсеместно, у 100% потребителей.

Читайте так же:
Обязательно ли нужно менять электросчетчик

Что может и что делает система АСКУЭ.

Система позволяет в режиме реального времени (на самом деле нет, обычно несколько раз в сутки) контролировать потребление электрической энергии у каждого потребителя, считывать показатели электрической сети, раз в сутки сводить баланс по ушедшей с Трансформаторной Подстанции и учтенной счетчиками потребителей энергии (сразу выявляется неучтенное потребление), при необходимости (злостные неплательщики) отключить потребление. Некоторые производители позволяют ограничивать потребление и при превышении выделенной мощности на узле учета срабатывает реле, которое в зависимости от настроек включает через время электроэнергию или по команде с пульта энергосбытовой компании. Счет за потребленную электроэнергию так-же формируется автоматически на основе переданных данных.

Связь между узлами учета, или как все непосредственно устроено.

В вашей трансформаторной подстанции монтируется устройство УСПД (Устройство сбора и передачи данных, некоторые производители называют его Маршрутизатор)

и счетчик технологического учета. В УСПД установлена симкарта для передачи данных и связи с центральным узлом обработки данных энергосбытовой компании. С потребительскими счетчиками УСПД связывается по радиоканалу (433 и 868 мегагерц, зависит от производителя) т по электропроводке PLC стандарт. PLC связь обычно работает хуже из-за неважных линий и кучи помех. В рамках одной статьи я считаю невозможно расписать полностью данное направление, поэтому попробую заранее ответить на обычно возникающие вопросы, ну и если статья будет опубликована, буду отвечать на вопросы в комментариях, поехали:

1. Хочу подключиться к счетчику и все там обнулить.

Подключиться к счетчику можно, для этого используется PLC, Оптопорт, RS485 иногда CAN интерфейс ну и радиомодемом. Первая сложность это пароль на вход в настройки, он ВСЕГДА изменен и разный в разных инсталляциях. Если вы каким-то образом его узнали, вы сможете:

— редактировать информацию выводимую на жк экран

— редактировать лимиты потребления и программу действий при превышении

— редактировать время и тарифные зоны

-очень редко можно сбросить счетчик на нулевые значения

НО! В любом счетчике ведется журнал, в котором все действия записываются включая то, при каких показаниях счетчик был обнулен.

2. Отключу ноль от счетчика, подключусь к батарее (земле, лифту, соседу):

— современные счетчики считают потребление как по фазному так и по нулевому проводу, показания не изменятся.

3. Поставлю помеху, что-бы счетчик не связался с УСПД

— в установленных системах редко связь имеют 100% счетчиков, обычно это 96-98% и просто к вам прийдет монтер и заменит счетчик или найдет источник помехи, если не найдет, будет регулярно посещать вас и снимать показания лично)

4. Можно ли подключить обводную цепочку

— Счетчики устанавливаются на опорах за границами домовладений или в недоступных для абонента местах, абоненту выдается лишь монитор.

Задавайте вопросы, постараюсь на них ответить)

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector