В. Е. Раинин, инж., И. С. Ходячих, инж Мытищинский электротехнический завод icon

В. Е. Раинин, инж., И. С. Ходячих, инж Мытищинский электротехнический завод



НазваниеВ. Е. Раинин, инж., И. С. Ходячих, инж Мытищинский электротехнический завод
Дата конвертации26.09.2012
Размер95.18 Kb.
ТипДокументы

Современное состояние и перспективы развития электронных счетчиков электроэнергии

В.Е. РАИНИН, инж., И.С. ХОДЯЧИХ, инж.. Мытищинский электротехнический завод



Изобретенный Феррариусом в 1884 году электромеханический счетчик активной элект­роэнергии индукционного типа до сих пор за­жимает доминирующее положение в системе учета потребления электроэнергии не только в России, других страдах СНГ, но и в мире.

В результате производства таких счетчиков в огромных масштабах в течение ста лет их конструкция и технология производства отработаны в мельчайших деталях.

В настоящее время это совершенный при­бор с длительным сроком эксплуатации и с относительно низкой стоимостью.

Однако индукционные электросчетчики имеют в ряде случаев недостаточную точность и ограниченные функциональные возможно­сти, что проявляется уже при создании про­стейших двухтарифных систем или организа­ции дистанционного сбора показаний счетчи­ков.

Интенсивное развитие автоматизированных систем учета потребления электроэнергии, введение многотарифности и предоплаты вы­двинули задачу создания качественно нового прибора для измерения электроэнергии — электронного счетчика, совместимого с дру­гими элементами системы 'учета и обладающе­го более высокой точностью.

Изучение опыта передовых зарубежных фирм («Сименс», «Ландис и Гир», «Шлюмбурже», «АББ» и др.) и анализ патентной си­туации говорят о том, что электронные счет­чики прочно заняли свой сегмент рынка, а ра­боты, связанные с повышением технического уровня и качества электронных счетчиков, проводятся достаточно интенсивно,

Следует отметить, что разработка элект­ронного счетчика электроэнергии является до­статочно сложной научно-технической задачей из-за необходимости обеспечения широкого динамического диапазона по току, коэффи­циенту мощности и напряжению. Дополни­тельными ограничениями являются нормиро­вание потребления по цепи напряжения и тре­бование по электромагнитной совместимости. Жесткими требованиями являются длитель­ный срок службы и большой межповерочный интервал.

В России в течение последних пяти лет также наблюдается «бум» ib создании и освое­нии электронных счетчиков, что обусловлено в том числе и тем, что после распада СССР основные заводы-изготовители электросчетчи­ков оказались за рубежам.

В частности. Мытищинский электротехни­ческий завод (АО «МЭТЗ») в (рамках 'конвер­сии 'в короткие сроки разработал и освоил в производстве гамму электронных счетчиков около тридцати наименований, практически полностью покрывающую потребность в сред­ствах учета электроэнергии по номенклатуре в быту, промышленности, сельском хозяйстве и энергетике.


АО «МЭТЗ» выпускает однофазные и трех фазные счетчики в одно- и двухтарифном ис­полнениях с внешним и внутренним тарифи­катором, непосредственного или трансформа­торного включения на номинальные напряже­ния 100, 220, 380В и токи 5—50 А, 10—100 А, 1—1,5 А и 5—7,5 А.

Трехфазные счетчики выпускаются для из­мерения активной и реактивной энергии, а также двунаправленные — для измерении по­токов энергии в обоих направлениях.

В зависимости от назначения класс точно­сти приборов может быть «0,5», «1,0» или «2,0».

Большинство счетчиков построено на базе специализированной БИС отечественного производства. Для обеспечения высокой на­дежности все электрорадиоэлементы исполь­зуются в облегченных электрических и тепло­вых режимах.

В отличие от других выпускаемых в Рос­сии счетчиков однофазные счетчики АО «МЭТЗ» имеют блок питания, выполненный по оригинальной бестрансформаторной схеме, и не содержат электролитических конденсато­ров, что особенно важно для обеспечения дли­тельного срока эксплуатации.

В настоящее время можно выделить сле­дующие тенденции в развитии электронных счетчиков:

1. Применение специализированных БИС и микропроцессоров, что позволяет, с одной стороны, повысить класс точности и надеж­ность счетчиков, а, с другой стороны, без уве­личения аппаратурных затрат существенно увеличить функциональные возможности 'счет­чиков, ^например: фиксировать максимумы по­требления мощности, организовать «электрон­ный архив», обеспечить алгоритм предоплаты и т. д.

2. Постепенный переход на электронные отсчетные устройства взамен менее надежных электромеханических. Этот переход уже сей­час экономически оправдан для многофункци­ональных счетчиков.

3. Применение альтернативных трансфор­матору току с сердечником из аморфного же­леза измерительных преобразователей тока для счетчиков непосредственного включения.

В частности, преобразователи мощности, построенные с применением новейших БИС, позволяют использовать в качестве первичных преобразователей тока маломощные шунты.

4. Опыт фирмы «Ландис и Гир» и ряда других дает возможность прогнозировать по­явление однофазных счетчиков с преобразова­телями мощности на основе эффекта Холла.

5. Создание модульных блоков питания, в том числе с литиевыми источниками тока, обеспечивающих сохранение информации сум­мирующими устройствами в обесточенном 'со­стоянии и переходных процессах в сети.

6. Создание модулей связи, обеспечиваю­щих передачу измерительной информации по силовому кабелю, что позволит наиболее эф­фективно решить проблему дистанционного сбора показаний счетчиков.

7. Создание технических средств, позволя­ющих внедрить наиболее эффективную систе­му расчетов за пользование электроэнергией с предоплатой и льготным кредитованием.


СОВРЕМЕННЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ СЧЕТЧИКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СВЕТЕ ТРЕБОВАНИЙ ГОСТ 30206-94 И ГОСТ 30207-94
^

Е.И.РОЖНОВ, НПФ «Прорыв», главный конструктор



Постановлениями Комитета Российской Федера­ции по стандартизации, метрологии и сертифика­ции от 12 марта 1996 г. № 158 и № 159 межгосудар­ственные стандарты ГОСТ 30206-94 и ГОСТ 30207-94 введены в действие непосредственно в качестве государственных стандартов Российской Федерации с 01.07.96, в части счетчиков, разработанных до 1 июля 1996 г., — с 01.07.97.

Настоящие стандарты введены взамен ГОСТ 26035-83 и содержат полный аутентичный текст меж­дународных стандартов МЭК 687-92 «Статические счетчики ватт-часов активной энергии переменного тока (классы точности 0,2 и 0,5)»и МЭК 1036-90 «Статические счетчики ватт-часов активной энергии переменного тока (классы точности 1 и 2 )» с допол­нительными требованиями, отражающими потреб­ности экономики страны.

Стандарты устанавливают требования к изготов­лению и типовым испытаниям счетчиков (по ГОСТ 22261) и не устанавливают правила поведения приемо-сдаточных испытаний и испытаний на соответ­ствие техническим требованиям (по ГОСТ 25990).

Для реализации требований новых ГОСТ элект­ронная часть существующих счетчиков электричес­кой энергии должна быть существенно доработана, а эффективность такой доработки должна быть оце­нена на основе анализа результатов следующих до­полнительных испытаний:

  • определения дополнительной погрешности, вызванной постоянной составляющей в токовой цепи счетчика;

  • определения дополнительной погрешности, выз­ванной третьей гармоникой в токовой цепи счетчика;

  • определения влияния характеристик напряже­ния на погрешность счетчика (провалы и кратковре­менные пропадания напряжения, изменения часто­ты и формы кривой напряжения, не симметрия на­пряжения фаз и т.д.);

  • испытания на электромагнитную совместимость (невосприимчивость к электростатическим разрядам, высокочастотным электромагнитным полям, быстрым переходным всплескам, радиопомехам);

  • определения температурного коэффициента счетчика на любом интервале его диапазона темпе­ратур.

Эти требования внесены в ГОСТы на основе на­копленного опыта эксплуатации и вследствие прак­тически неограниченных потенциальных возможно­стей электронных счетчиков электроэнергии не толь­ко по метрологическим характеристикам, но и как эффективного средства для автоматизации техничес­кого и коммерческого учета электроэнергии.

Для проведения испытаний, регламентирован­ных новыми ГОСТами, необходимы дополнитель­ные метрологические приборы, которые ранее не выпускались и без которых невозможно проведение ряда испытаний, отсутствовавших в ГОСТ 26035-83. Пока, до появления стандартных приборов, разра­ботчикам счетчиков нового поколения приходится использовать нестандартные приборы собственной разработки.

Основная масса выпускаемых промышленностью счетчиков энергии пока не удовлетворяет требова­ниям новых ГОСТ 30206-94 и ГОСТ 30207-94, за­меняющих ГОСТ 26035-84, и требованиям сегодняш­него дня энергетики.

НПФ «Прорыв» оказалась подготовлена к такой ситуации, так как изначально, задолго до появле­ния новых ГОСТов, поставила себе задачу разработ­ки ряда перспективных электронных счетчиков, пол­ностью удовлетворяющих рекомендациям МЭК 687-92, МЭК 1036-90 и требованиям Общеевропейских стандартов, но имеющих приемлемую для российс­кого рынка цену.

Прецизионная измерительная часть таких счетчи­ков реализована на основе разработанных НПФ «Про­рыв» специализированных микросхем с оригинальны­ми алгоритмами обработки информации, позволяю­щими оптимизировать не только электронные счет­чики, но и аппаратуру автоматизированного учета электроэнергии на их основе.

Отличные метрологические характеристики и способность специализированных микросхем работать как с гармоническими, так и с негармоническими сигналами любой формы в широком диапазоне час­тот, в том числе с сигналами постоянного напряже­ния и тока, позволяет реализовать на них любые типы электронных счетчиков электроэнергии в сетях пе­ременного и постоянного тока.

Характеристики таких счетчиков в основном опре­деляются характеристиками применяемых в них датчи­ков тока и напряжения, поэтому именно этим эле­ментам следует уделять особое внимание при проекти­ровании электронных счетчиков нового поколения.

В энергетике уже применяются два базовых типа прецизионных микросхем (ИС ваттметра К.М1095ПП1 и ИС драйвера КМ1095АП1) для лю­бых типов электронных одно- и трехфазных счетчи­ков электрической энергии. Эта работа отмечена Золотой медалью Минэлектронпрома, а созданные на базе этих микросхем счетчики стали лауреатами Конкурса на лучший прецизионный счетчик России (ВНИИ им. Д.И. Менделеева, С.-Петербург), а так­же награждены Почетным дипломом и медалями «Лауреат ВВЦ» (Всероссийский Выставочный центр, Москва).

Наш опыт разработки перспективных ИС с ориги­нальными алгоритмами обработки сигналов получил также высокую оценку за рубежом. Фирмой «D-Tech» (Германия) нам была предоставлена в пользование современная технология производства ИС и современ­ный САПР для проектирования микросхем.

На взаимовыгодной основе подготовлены к се­рийному производству еще несколько типов ИС для приборов и аппаратуры энергетики различного фун­кционального назначения. При этом наша сторона взяла на себя наиболее дорогостоящую (по западным меркам) интеллектуальную часть работы, включаю­щую разработку топологии микросхем, перенос ее на машинные носители информации в форме, при­годной для последующего изготовления фотошабло­нов, разработку методик контроля параметров чи­пов непосредственно на кремниевой пластине. Ос­тальная часть работы по изготовлению микросхем выполняется зарубежными партнерами. Такое рас­пределение труда позволяет снизить цену производ­ства микросхем и обеспечивает гарантированное ка­чество, надежность и соблюдение сроков поставок. Срок от начала финансирования до выпуска серий­ной продукции не превышает 4 месяцев.

По этой схеме НПФ «Прорыв», ТОО «Силиком» и ЗАО «ЭНЭЛЭКО» разработали однокристальную

прецизионную ИС SPM-1 для однофазного двухтариф­ного счетчика, а фирма «D-Tech» обеспечила изго­товление и поставку ИС. Основные характеристики этой ИС следующие:

технология

напряжение питания

ток потребления

чувствительность

класс точности

диапазон рабочих температур

КМОП 0.8 мкм

2,5 2 ... 0,1 0,1 от - .. 5,5 В 3 мА

... 0,25 мВ ... 0,5 50 до +50° С

Планируется изготовление аналогичной однокри­стальной ИС для многотарифных трехфазных счетчи­ков и их «интеллектуальных» вариантов.

Обе ИС имеют встроенный источник опорного напряжения (ИОН), требуют минимального коли­чества навесных элементов, снабжены системой ав­токомпенсации внешних воздействий, гарантирующей стабильность параметров во всех условиях эксплуата­ции и ее поддержание в течение всего срока службы, что позволяет значительно увеличить межповерочный интервал счетчиков.

Нашими зарубежными партнерами в настоящее время ведется работа по сертификации ИС в Обще­европейском стандарте. К микросхемам уже прояви­ли интерес ведущие фирмы Германии, Австрии, Швейцарии, Италии и Франции. В конце 1996 года эта работа отмечена международной премией.

Для снижения стоимости электронных счетчиков электрической энергии мы подготовили к производ­ству ряд недорогих, функционально законченных, не требующих дополнительной настройки печатных плат счетчиков, на которые устанавливаются бес­корпусные и безвыводные элементы по гибридной технологии или методом «поверхностного» монта­жа с общей герметизацией силиконовыми покры­тиями.

Применение таких плат позволит значительно уве­личить надежность и стабильность параметров счет­чиков электрической энергии, а также уменьшить парк оборудования, необходимого для их настройки и по­верки.

Все счетчики имеют оригинальные экономичные источники питания, которые не боятся «провалов и пропаданий» напряжения, регламентируемых ГОСТами. Трехфазные счетчики сохраняют точность из­мерений при пропадании одной или двух фаз напря­жения сети. Потребляемая счетчиками мощность не превышает 1 ВА на фазу.

В заказных счетчиках возможно прецизионное измерение всех видов энергии, текущего значения мощности, измерения напряжений и токов сети, сдвига фаз между ними, измерения коэффициента мощности и других необходимых энергетикам пара­метров и характеристик энергосети.

НПФ «Прорыв» приглашает желающих принять участие в реализации данной Программы: в разра­ботке новых изделий, в постановке их на серийное производство или в долевом финансировании работ на взаимовыгодных условиях




Похожие:

В. Е. Раинин, инж., И. С. Ходячих, инж Мытищинский электротехнический завод iconОпубликовано в научном сборнике
Сальный Р. В. Медиавосприятие и медиакомпетентность//PR, бизнес, сми: партнерство и конкуренция/ Отв сек. Л. Н. Гончаренко. Спб:...
В. Е. Раинин, инж., И. С. Ходячих, инж Мытищинский электротехнический завод iconОпубликовано в научном сборнике
Корконосенко С. Г. Культура чтения как основа медиаобразования специалиста//PR, бизнес, сми: партнерство и конкуренция/ Отв сек....
В. Е. Раинин, инж., И. С. Ходячих, инж Мытищинский электротехнический завод iconОпубликовано в сборнике
Челышева И. В. Развитие критического мышления студентов педагогических вузов в медиаобразовательном процессе//PR, бизнес, сми: партнерство...
В. Е. Раинин, инж., И. С. Ходячих, инж Мытищинский электротехнический завод iconА. В. Федоров Эксперт моо впп юнеско «Информация для всех»
Федоров А. В. Классификация уровней интерпретационного/оценочного показателя медиакомпетентности личности//PR, бизнес, сми: партнерство...
В. Е. Раинин, инж., И. С. Ходячих, инж Мытищинский электротехнический завод iconХимическая энциклопедия в пяти томах председатель научно-редакционного совета издательства «большая российская энциклопедия»
Всеволодо-Вильва, г. Александровск; Пермский химический завод, г. Пермь; Ярославский завод «Победа рабочих», г. Ярославль; Московский...
В. Е. Раинин, инж., И. С. Ходячих, инж Мытищинский электротехнический завод iconО а о «Станкостроительный завод»
Оао «Станкостроительный завод» г. Нальчик, ул. Кабардинская, 158 Северо-Кавказская ж/д, код ж/д 537902
В. Е. Раинин, инж., И. С. Ходячих, инж Мытищинский электротехнический завод iconПоселок Завод «Дубитель»
Поселок Завод «Дубитель» образован в 1929 году в связи с запуском в эксплуатацию одноименного завода, который производил Дубовый...
В. Е. Раинин, инж., И. С. Ходячих, инж Мытищинский электротехнический завод iconДокументы
1. /kabelnaya_kanalizaciya/Содержание.doc
2. /kabelnaya_kanalizaciya/Справка...

В. Е. Раинин, инж., И. С. Ходячих, инж Мытищинский электротехнический завод iconЗат «Лозовський ковальсько механічний завод» профіль, історія, проекти з енергоефективності
Зат "Лозовський ковальсько-механічний завод" (лкмз) є унікальним комплексом по обробці металів тиском І гарячим штампуванням
В. Е. Раинин, инж., И. С. Ходячих, инж Мытищинский электротехнический завод iconЧимкентский Энергетический Техникум Электротехнический факультет  красный диплом
Монтаж, ремонт, эксплуатация электрооборудования сварочного, токарного и столярного цехов
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов