АППАРАТУРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

ЧАСТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

ЧАСТЬ 23

СТАТИЧЕСКИЕ СЧЕТЧИКИ РЕАКТИВНОЙ ЭНЕРГИИ

IEC 62053-23:2003
Electricity metering equipment (a.c). Particular requirements
Part 23. Static meters for reactive energy (classes 2 and 3)
(MOD)

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН ОАО «НИИ Электромера», ОАО «Ленинградский электромеханический завод» на основе выполненного ОАО «НИИ Электромера» аутентичного перевода международного стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 232 «Аппаратура для измерения электрической энергии и контроля нагрузки»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 декабря 2005 г. № 375-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 62053-23:2003 «Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 23. Статические счетчики реактивной энергии (классы точности 2 и 3)» (IEC 62053-23:2003 «Electricity metering equipment (а.с). Particular requirements. Part 23. Static meters for reactive energy (classes 2 and 3)». При этом дополнительные и измененные положения, учитывающие потребности национальной экономики, выделены в тексте стандарта курсивом.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (подраздел 3.5)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

СОДЕРЖАНИЕ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Дата введения - 2006-09-01
в части счетчиков, разработанных до 1 сентября 2006 г., - 2007-09-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на статические (электронные) счетчики вар-часов (далее - счетчики) классов точности 1; 2 и 3*, предназначенные для измерения электрической реактивной энергии переменного тока частотой 50 или 60 Гц, и устанавливает требования к изготовлению и испытаниям счетчиков. Настоящий стандарт базируется на общепринятом определении реактивной энергии для синусоидальных токов и напряжений, содержащих только основную частоту.

* По требованию потребителя.

Настоящий стандарт распространяется на счетчики, применяемые внутри помещения, и счетчики для наружной установки, содержащие измерительный элемент и счетный(е) механизм(ы), заключенные вместе в корпус счетчика. Он также распространяется на индикатор(ы) функционирования и испытательный) выход(ы). Если счетчик имеет измерительный элемент для измерения энергии более чем одного вида (счетчики энергии разных видов) либо в корпус счетчика заключены другие функциональные элементы, такие как показатели максимума, электронные регистраторы тарифов, переключатели по времени, приемники дистанционного управления, интерфейсы передачи данных и т.д., то применяют соответствующие стандарты или нормативные документы на данные элементы.

Настоящий стандарт не распространяется на:

а) счетчики вар-часов с напряжением между зажимами свыше 600 В (линейное напряжение для многофазных счетчиков);

б) переносные счетчики;

в) интерфейсы к счетному механизму счетчика;

г) эталонные счетчики.

Требования к надежности - по МЭК 62059-11 [1] и МЭК 62059-21 [2].

Требования к надежности и методика испытаний счетчиков на надежность должны быть установлены в технических условиях на счетчики конкретного типа. Средняя наработка до отказа должна быть не менее значения межповерочного интервала.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:

ГОСТ Р 52320-2005 (МЭК 62052-11:2003) Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Общие требования. Испытания и условия испытаний. Часть 11. Счетчики электрической энергии

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочного стандарта в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения по ГОСТ Р 52320.

Примечание - В части направления потока и знака реактивной мощности см. приложение С.

4 Стандартные значения электрических величин

По ГОСТ Р 52320.

5 Механические требования

По ГОСТ Р 52320.

6 Климатические условия

По ГОСТ Р 52320.

7 Электрические требования

Дополнительно к требованиям ГОСТ Р 52320 счетчики должны удовлетворять следующим требованиям.

7.1 Потребляемая мощность

Мощность, потребляемая цепями напряжения и тока, должна быть определена любым методом в нормальных условиях, приведенных в 8.5. Суммарная максимальная погрешность измерений потребляемой мощности не должна превышать 5 %.

7.1.1 Цепи напряжения

Активная и полная мощность, потребляемые каждой цепью напряжения счетчика, при номинальном напряжении, нормальной температуре и номинальной частоте не должны превышать значений, приведенных в таблице 1.

Таблица 1 - Мощность, потребляемая каждой цепью напряжения, для одно- и многофазных счетчиков, включая источник питания

7.1.2 Цепи тока

Полная мощность, потребляемая каждой цепью тока счетчика непосредственного включения при базовом токе, номинальной частоте и нормальной температуре, не должна превышать значений, приведенных в таблице 2.

Полная мощность, потребляемая каждой цепью тока счетчика, включенного через трансформатор тока, не должна превышать значений, приведенных в таблице 2, при токе, равном номинальному вторичному току соответствующего трансформатора, при нормальной температуре и номинальной частоте счетчика.

Таблица 2 - Мощность, потребляемая каждой цепью тока

7.2 Влияние кратковременных перегрузок током

Кратковременные перегрузки током не должны вызывать повреждения счетчика. Счетчик должен нормально функционировать при возвращении к начальным рабочим условиям, а изменение погрешности не должно превышать значений, приведенных в таблице 3.

Таблица 3 - Изменения погрешности, вызываемые кратковременными перегрузками током

Испытательная цепь должна быть практически безындуктивной. Испытание должно быть проведено для многофазных счетчиков поочередно для каждой фазы.

После воздействия кратковременных перегрузок током с подключенным напряжением на зажимах счетчик, находящийся только под напряжением, должен быть выдержан до достижения первоначальной температуры (около 1 ч).

а) Счетчик непосредственного включения

Счетчик должен выдерживать кратковременные перегрузки током, превышающим в 30 раз максимальный ток с допускаемым отклонением от 0 % до минус 10 % в течение одного полупериода при номинальной частоте.

б) Счетчик, предназначенный для включения через трансформатор тока

Счетчик должен выдерживать в течение 0,5 с ток, превышающий в 20 раз максимальный ток с допускаемым отклонением от 0 % до минус 10 %.

Примечание - Это требование не относится к счетчикам, имеющим коммутирующие контакты в цепях тока. В этом случае следует учитывать требования соответствующего стандарта.

7.3 Влияние самонагрева

Изменение погрешности, вызываемое самонагревом при токе I_макс, не должно превышать значений, приведенных в таблице 4.

Таблица 4 - Изменения погрешности, вызываемые самонагревом

Испытание должно быть проведено следующим образом: цепи напряжения выдерживают под номинальным напряжением не менее 1 ч при обесточенных цепях тока, затем цепи тока нагружают максимальным током.

Погрешность счетчика должна быть измерена при коэффициенте sin j, равном единице, сразу после приложения тока и затем через промежутки времени, достаточно короткие для точного построения кривой изменения погрешности в зависимости от времени. Испытание следует проводить в течение, по крайней мере, 1 ч и до тех пор, пока изменение погрешности в течение 20 мин не будет превышать 0,2 %.

Такое же испытание должно быть проведено затем при коэффициенте sin j, равном 0,5 (при индуктивной или емкостной нагрузке).

Длина кабеля, используемого для подключения счетчика, должна быть примерно 1 м, а его поперечное сечение должно быть таким, чтобы плотность тока была в диапазоне от 3,2 до 4 А/мм².

7.4 Испытание электрической прочности изоляции напряжением переменного тока

Испытание следует проводить в соответствии с таблицей 5.

Таблица 5 - Испытание электрической прочности изоляции напряжением переменного тока

Испытательное напряжение должно быть практически синусоидальным частотой 45 - 65 Гц и приложено в течение 1 мин. Выходная мощность источника испытательного напряжения должна быть не менее 500 В А.

Во время испытаний относительно «земли» вспомогательные цепи номинальным напряжением 40 В или ниже должны быть соединены с «землей».

Испытания необходимо проводить при закрытом корпусе счетчика и установленных крышках зажимов.

Испытания необходимо проводить при закрытом корпусе счетчика, а при испытаниях для целей утверждения типа и при испытаниях на соответствие утвержденному типу, кроме того, и при установленных крышках зажимов.

Во время испытаний не должно быть искрения, пробивного разряда или пробоя.

8 Требования к точности

Испытания и условия испытаний - по ГОСТ Р 52320.

8.1 Пределы погрешности, вызываемой изменением тока

В нормальных условиях, приведенных в 8.5, допускаемая основная погрешность счетчика не должна превышать пределов для соответствующего класса точности, установленных в таблицах 6 и 7.

Таблица 6 - Пределы допускаемой основной погрешности (для одно- и многофазных счетчиков с симметричными нагрузками)

Таблица 7 - Пределы допускаемой основной погрешности (для многофазных счетчиков с однофазной нагрузкой при симметрии многофазных напряжений, приложенных к цепям напряжения)

Разность между значениями погрешности, определенными при однофазной нагрузке счетчика и при симметричной многофазной нагрузке при базовом токе I_б и коэффициенте sin j, равном единице, для счетчиков с непосредственным включением и при номинальном токе I_ном и коэффициенте sin j, равном единице, для счетчиков, включаемых через трансформатор, не должна превышать 2,5 % и 3,5 % - для счетчиков классов точности 1; 2 и 3 соответственно.

Примечание - При испытании счетчиков на соответствие требованиям таблицы 7 испытательный ток должен подаваться в цепь тока каждого элемента поочередно.

8.2 Пределы погрешности, вызываемой другими влияющими величинами

Дополнительные погрешности, вызываемые изменением влияющих величин по отношению к нормальным условиям, приведенным в 8.5, не должны превышать пределов для соответствующего класса точности, установленных в таблице 8.

Таблица 8 - Пределы погрешности, вызываемой влияющими величинами

8.2.1 Испытания на воздействие постоянной составляющей в цепи тока

Испытания проводят, используя схему, приведенную в приложении А, рисунок А.1, или другие средства, способные генерировать ток требуемой формы, в соответствии с рисунком А.2. Дополнительная погрешность, если счетчик подвергают испытаниям током, форма кривой которого приведена на рисунке А.2, и током нормальной (синусоидальной) формы кривой, не должна превышать пределов, указанных в таблице 8.

Примечание - Значения, указанные на рисунках А.1 и А.2, справедливы только для частоты 50 Гц. Для других частот эти значения следует соответственно изменять.

8.2.2 Постоянная магнитная индукция внешнего происхождения

Постоянная магнитная индукция может быть создана с помощью электромагнита (приложение В), подключенного к источнику постоянного тока. Это магнитное поле должно быть приложено ко всем доступным для прикосновения поверхностям счетчика, установленного в нормальное рабочее положение. Значение магнитодвижущей силы должно быть 1000 ампер-витков.

8.3 Проверка начального запуска, стартового тока и отсутствия самохода

Условия проведения испытаний и значения влияющих величин - по 8.5 со следующими дополнениями.

8.3.1 Начальный запуск счетчика

Счетчик должен начать функционирование не позднее чем через 5 с после приложения номинального напряжения к его зажимам.

8.3.2 Проверка без тока нагрузки (отсутствия самохода)

После приложения напряжения при отсутствии тока в цепи тока испытательный выход счетчика не должен создавать более одного импульса.

Для этого испытания цепь тока должна быть разомкнутой, а к цепям напряжения должно быть приложено напряжение, равное 115 % номинального значения напряжения.

Минимальный период испытания Dt, мин, должен быть:

 - для счетчиков класса точности 1; 2,                (1)

 - для счетчиков класса точности 3,                    (2)

где k - число импульсов выходного устройства счетчика на каждый киловар-час, имп/(квар ч);

т - число измерительных элементов;

U_ном - номинальное напряжение, В;

I_макс - максимальный ток, А.

Примечание - Для трансформаторных счетчиков постоянная k должна соответствовать значениям вторичных величин (токов и напряжений).

8.3.3 Проверка стартового тока (чувствительности)

Счетчик должен начать и продолжать регистрировать энергию при значениях тока (а для многофазных счетчиков - при симметричной нагрузке) в соответствии с таблицей 9.

Если счетчик предназначен для измерения энергии в двух направлениях, то испытание должно быть проведено для каждого направления.

Таблица 9 - Стартовый ток

8.4 Постоянная счетчика

Соотношение между числом импульсов, формируемых на испытательном выходе, и приращением показаний дисплея должно соответствовать маркировке на щитке.

8.5 Условия проверки точности

Проверку точности проводят при соблюдении следующих условий:

а) счетчик испытывают с установленным кожухом. Все части, требующие заземления, должны быть заземлены;

б) до проведения любых испытаний цепи должны быть под напряжением в течение времени, достаточного для достижения тепловой стабильности;

в) дополнительно для многофазных счетчиков:

- порядок следования фаз должен соответствовать указанному на схеме подключений счетчика,

- напряжения и токи должны быть практически симметричными в соответствии с таблицей 10;

г) нормальные условия - по таблице 11;

д) требования к испытательному оборудованию - по МЭК 60736 [4].

Таблица 10 - Требования к симметрии токов и напряжений

Таблица 11 - Нормальные условия

8.6 Интерпретация результатов испытаний

Из-за недостоверности измерений и других причин, оказывающих влияние на результаты измерений, некоторые результаты испытаний могут оказаться вне допускаемых пределов, приведенных в таблицах 6 и 7. Однако если перемещением оси абсцисс параллельно самой себе на значение, не превышающее установленное в таблице 12, все результаты испытаний приходят в соответствие с пределами, установленными в таблицах 6 и 7, то счетчик считают годным.

Таблица 12 - Интерпретация результатов испытаний

9 Дополнительные требования

Дополнительно к требованиям, установленным в ГОСТ Р 52320 (раздел 9), счетчики должны соответствовать следующим требованиям.

9.1 Требования к импульсному выходному устройству

Импульсное выходное устройство должно иметь два состояния, отличающиеся импедансом выходной цепи.

В состоянии «замкнуто» сопротивление выходной цепи передающего устройства должно быть не более 200 Ом, в состоянии «разомкнуто» - не менее 50 кОм.

Предельно допускаемое значение тока, которое должна выдерживать выходная цепь передающего устройства в состоянии «замкнуто», должно быть не менее 30 мА.

Предельно допускаемое значение напряжения на выходных зажимах передающего устройства в состоянии «разомкнуто» должно быть не менее 24 В.

Действительное значение сопротивления выходной цепи передающего устройства следует определять как частное от деления значения остаточного падения напряжения на значение предельно допускаемого тока и значения предельно допускаемого напряжения на значение остаточного тока.

Методы измерения остаточного падения напряжения и остаточного тока должны быть установлены в технических условиях на счетчики конкретного типа.

Приложение А
(обязательное)

Схема испытательной цепи для определения влияния постоянной составляющей

А.1 Однополупериодное выпрямление (постоянный ток и четные гармоники)

U_ист - напряжение источника; I_ист - ток источника

Рисунок А.1 - Схема испытательной цепи для однополупериодного выпрямления

Примечания

1 Для обеспечения точности измерения компенсирующий импеданс должен быть равен импедансу испытуемого счетчика.

2 Компенсирующий импеданс может заменяться для удобства счетчиком того же типа, что и испытуемый счетчик.

3 Выпрямительные диоды должны быть одного типа.

4 Для улучшения условий симметрии в оба участка цепи может быть введен дополнительный резистор R_B. Значение его сопротивления должно быть приблизительно в 10 раз больше сопротивления испытуемого счетчика.

А.2 Испытание на влияние постоянной составляющей и четных гармоник

Рисунок А.2 - Форма кривой тока при однополупериодном выпрямлении

Примечание - Значения на рисунке А.2 приведены только для частоты 50 Гц. Для других частот эти значения следует соответственно изменять.

Приложение В
(обязательное)

Испытание на влияние внешних магнитных полей

Для определения влияния внешних магнитных полей используют электромагнит, представленный на рисунке В.1

Примеры обмотки: 500 витков проволоки диаметром 0,6 мм, сечением 0,28 мм² или 1000 витков проволоки диаметром 0,4 мм, сечением 0,126 мм².

Удельные потери: 1 Вт/кг

Рисунок В.1 - Электромагнит для испытания на влияние внешних магнитных полей

Приложение С
(рекомендуемое)

Геометрическое представление активной и реактивной мощности

Примечания

1 Диаграмма соответствует МЭК 60375, пункты 12 и 14 [5].

2 Началом отсчета (координат) этой диаграммы является вектор тока (задан на горизонтальной оси координат с правой стороны).

3 Вектор напряжения вменяет свое направление в зависимости от фазового угла j.

4 Фазовый угол j между напряжением V и током I принимают положительным (против часовой стрелки).

Рисунок С.1 - Рекомендуемое геометрическое представление

Примечания

1 Если вертикальную ось координат принять в качестве вектора напряжения и провести линию, представляющую вектор тока однофазной или симметричной 3-фазной системы, то вектор тока укажет состояние других величин.

2 Началом отсчета (координат) этой диаграммы является вектор напряжения V (задается на вертикальной оси координат).

3 Вектор тока I меняет свое направление в зависимости от фазового угла j.

4 Фазовый угол j между током I и напряжением V принимают положительным в направлении часовой стрелки.

Рисунок С.2 - Альтернативное (возможное) геометрическое представление

Библиография

Ключевые слова: аппаратура, измерение электрической энергии, переменный ток, статические счетчики, реактивная энергия, счетчики вар-часов, измерительный элемент, счетный механизм, индикаторы функционирования