ESM
ООО «Инженерный центр „Энергосервис“»
ESM – многофункциональное измерительное устройство, объединяющее в себе трехфазный многотарифный счетчик коммерческого учета электроэнергии, прибор измерения показателей качества электроэнергии и многофункциональный измерительный преобразователь.
- Сбор показаний
- Показания на начало суток
- Показания на начало месяца
- Профиль мощности
- Параметры электроэнергии
- Контроль качества электроэнергии
- Корректировка времени
- Управление нагрузкой
Виды связи
Описание
ESM обеспечивает многотарифный учет активной и реактивной энергий. Встроенная память хранит показания энергии по тарифным зонам за сутки, месяц, год, а также усредненные значения мощности. ESM является прибором измерения показателей качества электроэнергии класса A или S. На основании статистического анализа параметров качества автоматически формируется протокол проверки качества в соответствии с ГОСТ 33073-2014. Кроме того, в случае нарушения показателей качества электроэнергии, ESM позволяет учитывать объем некачественной электроэнергии.
В ESM производится анализ результатов измерений и их предоставление во внешние системы в различных форматах: в виде непосредственных измерений, в форме отчетов и архивом исторических данных. Прибор имеет компактный корпус, конструктивно совмещаемый с модулем индикации ЭНМИ.
Для удобства размещения и обслуживания предусмотрена также возможность отдельной установки: ESM монтируется на DIN-рельс, а ЭНМИ — в удобное для обзора место. Устройства соединяются стандартным патч-кордом.
Устройства ESM предназначены для
- измерения параметров электрического напряжения, тока, частоты, углов фазовых сдвигов, электрической мощности в трехфазных трехпроводных и четырехпроводных электрических сетях переменного тока с номинальной частотой 50 Гц;
- измерения и контроля показателей качества электроэнергии (далее – ПКЭ) в трехфазных сетях в соответствии с ГОСТ 30804.4.30-2013, ГОСТ 32144-2013, ГОСТ 30804.4.7-2013 (класс I), ГОСТ Р 8.655-2009, ГOСT 33073-2014, ГОСТ Р 51317.4.15-2012;
- измерения активной и реактивной электрической энергии в трехфазных сетях переменного тока (коммерческий или технический учет) в соответствии с требованиями ГОСТ 31818.11-2012, ГОСТ 31819.22-2012 и ГОСТ 31819.23-2012;
- передачи измеренных параметров по цифровым интерфейсам RS-485 и Ethernet. Устройства ESM могут применяться в составе различных автоматизированных систем, включая системы технологического управления, системы учета электроэнергии, системы мониторинга качества электроэнергии и др.
Устройства ESM могут применяться в качестве
- счетчиков электрической энергии для учета активной энергии в соответствии с требованиями, установленными в ГОСТ 31819.22-2012, по классам точности 0,2S или 0,5S, учета реактивной энергии в соответствии с требованиями, установленными в ГОСТ 31819.23-2012, по классам точности 0,5 или 1 в прямом и обратном направлениях;
- средств измерений ПКЭ в соответствии с классами характеристик процесса измерений A или S в соответствии с ГОСТ 30804.4.30-2013, классом I по ГОСТ 30804.4.7-2013;
- щитовых приборов в комплекте с модулем индикации;
- цифровых измерительных преобразователей для измерения и вычисления фазного тока, фазного и линейного напряжения, частоты, углов фазовых сдвигов между фазными токами, фазными напряжениями, напряжением и током фаз, коэффициентов мощности (пофазно и среднего), активной, реактивной и полной мощности (пофазно и суммарных величин).
Дополнительные опции
- SD8G.esm – дополнительная память 8 Гб для хранения протоколов показателей качества электроэнергии в соответствии с ГОСТ 33073-2014 и длительного хранения данных (журналов событий, приращений активной и реактивной электроэнергии).
- ES61850.esm – поддержка протокола МЭК 61850-8-1, включающая в себя функционал подписки и публикации GOOSE сообщений, MMS-сервер.
Устройство и функциональные возможности
Принцип действия устройств ESM заключается в обработке входных сигналов тока и напряжения, поступающих в аналоговом или цифровом виде (в зависимости от модификации), с последующим вычислением параметров и передачей полученных значений по цифровым интерфейсам RS-485, Ethernet и USB. В модификациях ESM-HV и ESM-ET входные аналоговые сигналы через цепи согласования поступают на входы АЦП, который производит аналого-цифровое преобразование измеряемых значений. Далее полученные значения передаются на цифровой сигнальный процессор (DSP), который обеспечивает обработку данных по двум алгоритмам:
- «Медленные измерения» – вычисление и усреднение параметров электрической сети с помощью цифрового фильтра длительностью 200 мс (фильтр работает «примыкающим окном»); при передаче данных по всем протоколам значения измерений обновляются каждые 200 мс.
- «Быстрые измерения» – вычисление и усреднение параметров электрической сети с помощью цифрового фильтра на настраиваемом интервале 20, 40, 60, …, 400 мс (фильтр работает «скользящим окном»); в этом случае значения измерений обновляются каждые 20 мс. Данный алгоритм недоступен для расчета значений энергии, показателей качества и высших гармонических составляющих тока и напряжения.
Выбор алгоритма осуществляется при настройке в ПО «ES Конфигуратор». После DSP измерения поступают на микроконтроллер (МК), который обеспечивает обмен данными с внешними системами и управление работой устройства. В модификации ESM-SV входные сигналы поступают в цифровом виде непосредственно на сигнальный процессор. Цепи согласования и АЦП отсутствуют. Принцип действия аналогичен модификациям ESM-HV и ESM-ET.
Гальванически развязанные интерфейсы RS-485 реализованы с помощью преобразователей интерфейсов ПИ1, ПИ2. Интерфейсы Ethernet реализованы с помощью микросхемы Ethernet-коммутатора.
Для хранения конфигурации, служебной информации, калибровочных коэффициентов, приращений активной и реактивной энергии, журналов событий в устройствах ESM предусмотрена энергонезависимая память, обеспечивающая длительное хранение при отсутствии электропитания и защищенная от несанкционированного изменения. ESM осуществляет периодическую проверку на целостность энергонезависимой памяти с фиксацией результатов тестирования в журнал событий.
Устройство ESM имеет сторожевой таймер (watchdog).
Для привязки всех измерений к меткам времени устройство ESM оснащено часами, поддерживающими синхронизацию от различных источников:
- ГОСТ Р МЭК 60870-5-101-2006 (RS-485);
- ГОСТ Р МЭК 60870-5-104-2004 (Ethernet);
- SNTP (Ethernet);
- СПОДЭС;
- Собственный протокол счетчика.
Технические характеристики
|
1 ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ |
|
|
Учет электроэнергии |
в соответствии с ГОСТ 31818.11-2012, ГОСТ 31819.22-2012 и ГОСТ 31819.23-2012, активная энергия классы 0,2S или 0,5S, реактивная энергия классы 0,5 или 1, программируемое тарифное расписание (255 типов сезонов, 255 типов дней, 8 тарифных зон в сутках) |
|
Контроль качества электроэнергии |
в соответствии с ГОСТ 30804.4.30-2013 (классы A, S), ГОСТ Р 8.655-2009, ГОСТ 32144-2013, ГОСТ 30804.4.7-2013 (класс I), ГОСТ Р 51317.4.15-2012, ГOСT 33073-2014 |
|
Измерения |
параметры режима трехфазной электрической сети по основной гармонике и RMS |
|
2 НОМИНАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ВХОДНЫХ СИГНАЛОВ |
|
|
ESM-HV |
номинальные значения фазного (линейного) напряжения: 57,7 (100), 230 (400) или 400 (690) В; номинальное (максимальное) значения силы тока: 1/5 (10) А; стартовый ток 0,0005 А; постоянная счетчика настраиваемая в диапазоне от 1000 до 100000 имп/кВт·ч (имп/квар·ч); |
|
ESM-ET |
для каналов напряжения: 200 мВ; 333 мВ; 1 В; 1,625 В; 2 В; 3,25 В; 4 В; или указанные значения, разделенные на √3; для каналов тока: 150 мВ; 200 мВ; 225 мВ; 333 мВ; 1 В; 1,625 В; 2 В; 4 В. |
|
ESM-SV |
номинальные значения измеряемых входных сигналов определяются потоком данных SV согласно IEC 61850-9-2; поддерживаемые потоки данных SV256, SV288 (256, 288 выборок за период промышленной частоты соответственно) |
|
3 ИНТЕРФЕЙСЫ |
|
|
RS-485 |
2 порта, поддерживаемые протоколы: МЭК 60870-5-101, Modbus RTU, СПОДЭС, подключение модулей ЭНМИ, ЭНМВ-1 |
|
Ethernet |
до 4 портов Ethernet 100Base-Tx, поддерживаемые протоколы: МЭК 60870-5-104, МЭК 60870-5-101, МЭК 61850-8-1 (опционально), СПОДЭС, Modbus TCP, Modbus RTU over TCP, RS-TCP (сквозной канал), FTP, SNTP |
|
USB |
служебный |
|
4 СИНХРОНИЗАЦИЯ |
|
|
Протоколы |
МЭК 60870-5-101-2006, МЭК 60870-5-104-2004, СПОДЭС, SNTP |
|
Отклонение времени внутренних часов от UTC |
при наличии синхронизации не более ±1 мс; при отсутствии синхронизации не более ±0,4 с/сутки |
|
5 ПИТАНИЕ |
18…36 В= или 120…370 В=/ 100…265 В~ (45…55Гц), не более 10 ВА (с модулем индикации не более 19 ВА) |
|
6 РАБОЧИЕ УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ |
температура от –40 до +70 °С, влажность до 98% при температуре +25°С, атмосферное давление от 80 до 106,7 кПа (от 600 до 800 мм рт. ст.) |
|
7 КОНСТРУКЦИЯ |
|
|
Габаритные размеры, крепление |
без модуля индикации: 100×75×125 мм, монтаж на 35 мм DIN‑рельс; с модулем индикации 120,2×120,2×152 мм, щитовое крепление; подключение модуля индикации через специальный разъем |
|
Пломбирование измерительных цепей |
прозрачная крышка с отверстиями по пломбы, дополнительно для модификаций ESM-ET и ESM-SV защитные колпачки RJ-45 (Patch Guard) |
|
Степень защиты по ГОСТ 14254-96 |
без модуля индикации IP40; с модулем индикации IP51 по лицевой панели |
|
8 МПИ И СРОК СЛУЖБЫ |
|
|
Межповерочный интервал |
ESM-HV и ESM-ET: 12 лет, ESM-SV: 16 лет |
|
Средний срок службы, не менее |
25 лет |
Схемы подключения
Схема подключения устройств ESM-HV для трехфазной четырехпроводной сети:
Схемы подключения устройств ESM-HV для трехфазной трехпроводной сети:
Схема подключения устройств ESM-HV для трехфазной четырехпроводной сети 230 (400) В или 400 (690) В:
Схема подключения устройств ESM-HV для трехфазной трехпроводной сети c двумя трансформаторами напряжения:
Схема подключения устройств ESM-HV для трехфазной трехпроводной сети c тремя трансформаторами напряжения: