§ 19 Принцип дії електронних лічильників.

Мікропроцесорні лічильники електроенергії.

Здрастуйте, шановний читачу. На цій сторінці ми коротко, щоб сильно не втомлювати Вас, розглянемо мікропроцесорні лічильники обліку електроенергії. Основна відмінність таких лічильників від звичайних, індукційних в тому, що вони являють собою невеликий "бортовий комп'ютер". У таких лічильниках практично відсутні рухомі частини, які виконують вимірювання спожитого електричного струму. Лічильник зазвичай складається з вимірювальних датчиків струму і напруги (трансформаторів з поліпшеними характеристиками), схем вимірювання (АЦП - аналого-цифрові перетворювачі), мікроконтролера обробного цифрові сигнали, пам'яті для зберігання даних лічильника. Вся інформація лічильника виводиться на рідкокристалічний табло. Харчуються лічильники зазвичай від підключених до них ланцюгів напруги. На додаток, хорошим тоном є установка резервного живлення на лічильник (у вигляді різних акумуляторних батарей). Вони призначені для підтримки цілісності важливої ​​інформації, коли лічильник відключений від ланцюгів харчування. Значення споживаного струму визначається за допомогою трансформаторів струму. Надалі відбувається перемножування сигналів струму і напруги через АЦП на високопродуктивному процесорі з RISC-набором команд. Вся отримана інформація записується в пам'ять лічильника і паралельно відображається на рідкокристалічному дисплеї. Найпростіша схема лічильника наведена на малюнку 1.

На додаток, в різних моделях лічильника можуть вводитися додаткові інформаційні виходи (струмова петля, числоїмпульснимі реле, в якому частота імпульсів пропорційна спожитої електроенергії, вихід RS-485 і т.п.). Практично у всіх лічильниках є пам'ять для зберігання програми роботи лічильника, виміряних величин (тобто активної і реактивної енергії) а також переліку різних значущих подій (кількість входів в лічильник, зникнення живлення, переходу на зимовий і літній час і т.п. ).

Відмітна особливість таких лічильників - це можливість обліку електроенергії за тарифами. Це означає, що Ви можете розраховуватися за спожиту електроенергію по-різному. Наприклад: є 3 тарифу розрахунку за електроенергію - піковий (зазвичай це ранкові та вечірні години), напівпіковий (це практично весь день крім ранку і вечора) і нічний. Ціна за спожиту електроенергію змінюється в залежності від тарифу. При одноставковому тарифі 1кВтч варто 0,1271 гривню, якщо ж Ви вирішили розраховуватися за тарифами то Вам потрібно буде множити цю ціну н такі коефіцієнти:

Очевидно, що найвигідніше працювати при нічному тарифі (ціна за 1кВтч менше в 4 рази). У старих індукційних лічильниках Ви не могли враховувати переходи на різні тимчасові тарифи (для цього треба було б поставити людину у лічильника, який стежив коли настане наприклад піковий тариф і записував свідчення). Як вихід можна було б використовувати комп'ютерну систему збору інформації в режимі реального часу з подальшим ручним розбивкою на інтервали по тарифам. Однак набагато простіше поставити мікропроцесорний лічильник, внутрішня програма якого сама б стежила за переходом з однієї тарифної зони в іншу і записувала витрата електроенергії окремо по кожному інтервалу.

Крім того, такі лічильник можуть бути хорошою діагностичним інструментом. Наприклад лічильник "Альфа +" фірми АББ ВЕІ Метроника (Москва, Росія) може працювати як ВАФ (вольт-ампер-фазометр), показувати діюче значення струму і напруги, гармоніки і т.п. (Дивись малюнок 2).

Лічильник фірми АББ ВЕІ Метроника

Приклад графіками витрати електроенергії.

Малюнок 2. Копія екрану програми лічильника "Альфа +".

Крім того, з огляду на високий клас точності таких счтечіка (0,2 - 0,5) і відсутність самоходу (тобто самопрозвольного руху диска, як в індукційному лічильнику) можна сказати, що на сьогоднішній день такі лічильники найзручніший варіант для обліку електроенергії .

Для того, щоб лічильник міг вважати і показувати дані в нього необхідно внести програму, яка буде "вказувати" лічильнику, що робити: як вимірювати, що вимірювати, куди і в якому вигляді записувати. Для цього необхідно мати персональний комп'ютер з спеціальною програмою, що поставляється з лічильниками, сам лічильник, спеціальний пробразователь для передачі даних від ЕОМ до лічильника. Причому, за великим рахунком, всі лічильники програмується по одним і тим же правилам: користувачеві не треба писати програм на якійсь мові програмування - все що від нього вимагається - це лише відповідати на питання програми і позначати мишкою необхідні варіанти роботи счечіка. Приклад вікна програми для лічильника "Quantum D300" фірми Щлембурже (ріунок 3).

Ще одне з корисних властивостей даних лічильників - можливість створення на їх базі інформаційної системи збору та обробки даних по витраті електроенергії. Тобто Ви можете на базі таких лічильників створити автоматизовану систему збору інформації. Припустимо у Вас є кілька об'єктів (підстанцій або маленьких заводиків з виробництва продукції) і Ви хочете контролювати витрату електроенергії по об'єктах. Немає нічого простіше - Ви ставите мікропроцесорні лічильники на точки обліку, підключаєте до них модем (імпульсне реле, вихід RS485) і збираєте всю інформацію на один ПК, що стоїть у Вашому офісі. Навіть якщо Вам знадобитися перепрограмувати лічильник - Ви можете зробити це дистанційно, через модем. І тут відразу ж виникає питання: А якщо я "нехороша людина" і хочу влізти і змінити дані в лічильнику? На цей рахунок у лічильнику є свій "відповідь Чемберлену". Зазвичай лічильники мають декілька рівнів доступу до своєї інформації (для читання, для модифікації, для перепрограмування). Крім цього в пам'яті лічильника міститься інформація про всі спроби зчитування і заходу в нього. Так що Ви можете визначити коли дані в лічильнику змінювалися.

Тут, шановний читачу, я закінчую свою розповідь, щоб Ви могли трохи перепочити. Наступного разу ми поговоримо з Вами і різних автоматизованих системах, які можна побудувати на базі мікропроцесорних лічильників. Сергій Кібіткін.