ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

Аппаратура для измерения
электрической энергии переменного тока.
Частные требования

Часть 22

СТАТИЧЕСКИЕ СЧЕТЧИКИ
АКТИВНОЙ ЭНЕРГИИ КЛАССОВ ТОЧНОСТИ
0,2S и 0,5S

IEC 62053-22:2003
Electricity metering equipment (а.с.) -
Particular requirements -
Part 22:
Static meters for active energy (classes 0,2S and 0,5S)
(MOD)

Москва
Стандартинформ
2008

Предисловие

Задачи, основные принципы и правила проведения работ по государственной стандартизации в Российской Федерации установлены ГОСТ Р 1.0-92 «Государственная система стандартизации Российской Федерации. Основные положения» и ГОСТ Р 1.2-92 «Государственная система стандартизации Российской Федерации. Порядок разработки государственных стандартов»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН ОАО «НИИ Электромера», ОАО «Московский завод электроизмерительных приборов» на основе аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4, который выполнен ОАО «НИИ Электромера»

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

3 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 марта 2005 г. № 54-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 62053-22:2003 «Аппаратура для измерения электрической энергии (переменный ток). Частные требования. Часть 22. Статические счетчики активной энергии (классы точности 0,2S и 0,5S» (Electricity metering equipment (а.с.) - Particular requirements - Part 22: Static meters for active energy (classes 0,2S and 0,5S)). При этом дополнительные и измененные положения, учитывающие потребности национальной экономики, выделены в тексте стандарта курсивом

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ (на данный объект и аспект стандартизации распространялся ГОСТ 30206-94 (МЭК 687-92) «Статические счетчики ватт-часов активной энергии переменного тока (классы точности 0,2S и 0,5S)», применение которого в Российской Федерации прекращено одновременно с введением в действие настоящего стандарта)

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2007 г.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе «Национальные стандарты», а текст этих изменений - в информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе «Национальные стандарты»

СОДЕРЖАНИЕ

 

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Дата введения - 2005-07-01
в части счетчиков, разработанных до 1 июля 2005 г., - 2006-07-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на статические (электронные) счетчики ватт-часов (далее - счетчики) классов точности 0,2S и 0,5S для измерения электрической активной энергии в сетях переменного тока частотой 50 или 60 Гц и устанавливает требования к производству и испытаниям счетчиков.

Стандарт распространяется только на счетчики, работающие от трансформаторов, предназначенные для применения внутри помещения и содержащие измерительный элемент и счетный(е) механизм), заключенные в корпус счетчика. Он также распространяется на индикатор(ы) функционирования и испытательный(е) выход(ы). Если счетчик имеет измерительный элемент для измерения энергии более чем одного вида (счетчики на энергию разных видов) либо если 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 тогда применяют соответствующие стандарты или нормативные документы на эти элементы.

Примечание - В ГОСТ 7746 установлены требования на трансформаторы тока классов точности 0,2 и 0,5, имеющие диапазон измерения (5 % - 120 %) I_ном, и на трансформаторы тока классов точности 0,2S и 0,5S, имеющие диапазон (1 % - 120 %) I_ном. Так как диапазоны измерения счетчика и связанных с ним трансформаторов должны соответствовать друг другу и так как только трансформаторы классов точности 0,2S и 0,5S имеют пределы погрешности, сопоставимые с пределами погрешностей счетчиков, настоящий стандарт распространяется на счетчики с диапазоном измерений (1 % - 120 %) I_ном.

При коммерческом учете электроэнергии по согласованию сторон допускается применение трансформаторов тока классов точности 0,2 и 0,5 вместо 0,2S и 0,5S.

В отличие от счетчиков с нижним значением диапазона измерения 5 % I_ном в обозначение класса точности счетчиков, имеющих нижнее значение диапазоны измерения 1 % I_ном, введена буква S (классы точности 0,2S и 0,5S).

Стандарт не распространяется на:

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

б) переносные счетчики и счетчики, предназначенные для наружной установки;

в) интерфейсы данных к счетному механизму счетчика;

г) эталонные счетчики.

Требования к надежности установлены в международных стандартах 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 межповерочного интервала.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 7746-2001 Трансформаторы тока. Общие технические условия

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 ссылочных стандартов по указателю «Национальные стандарты», составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт 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.

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 по ГОСТ Р 52320 счетчики должны удовлетворять следующим требованиям.

7.1 Потребляемая мощность

Потребляемая мощность в цепях напряжения и тока должна быть определена любым соответствующим методом в нормальных условиях, приведенных в 8.5. Суммарная максимальная погрешность измерений потребляемой мощности не должна превышать 5 %.

Активная и полная потребляемая мощности при нормальной температуре и номинальной частоте для каждой цепи напряжения при номинальном напряжении и для каждой цепи тока при номинальном токе не должны превышать значений, установленных в таблице 1.

Таблица 1 - Потребляемая мощность, в том числе источника питания

7.2 Влияние кратковременных перегрузок током

Кратковременные перегрузки током не должны вызывать повреждения счетчика. Счетчик должен нормально функционировать при возвращении к своим начальным рабочим условиям, а изменение погрешности при номинальном токе и коэффициенте мощности, равном 1, не должно превышать 0,05 %.

Испытательная цепь должна быть практически безындуктивной. Испытание для многофазных счетчиков должно быть проведено 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).

Счетчик должен выдерживать в течение 0,5 с ток, равный 20 I_ном при допустимом отклонении от 0 % до минус 10 %.

7.3 Влияние самонагрева

Изменение погрешности, вызываемое самонагревом, при токе I_ном не должно превышать значений, приведенных в таблице 2.

Таблица 2 - Изменение погрешности, вызываемое самонагревом

Испытание должно быть проведено следующим образом: на цепи напряжения подают напряжение, равное номинальному, не менее 2 ч при обесточенных цепях тока. Затем цепи тока нагружают максимальным током.

Погрешность счетчика должна быть измерена при коэффициенте мощности, равном 1, 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 0,05 %.

Такое же испытание должно быть проведено затем при коэффициенте мощности, равном 0,5 (при индуктивной нагрузке).

Кабель, используемый для подачи питания на счетчики, должен иметь длину примерно 1 м и такое поперечное сечение, чтобы плотность тока была 1,5 - 2,5 А/мм².

7.4 Испытание напряжением переменного тока

Испытание счетчиков напряжением переменного тока следует проводить в соответствии с таблицей 3.

Таблица 3 - Испытание напряжением переменного тока

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

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

Испытания необходимо проводить при закрытом корпусе счетчика и установленных кожухе и крышке зажимов.

Испытания необходимо проводить при закрытом корпусе счетчика, а при испытаниях с целью утверждения типа, кроме того, и при установленной крышке зажимов.

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

8 Требования к точности

Испытания и условия испытаний приведены в ГОСТ Р 52320.

8.1 Пределы погрешности, вызываемой изменением тока

В нормальных условиях, приведенных в 8.5, допускаемые основные погрешности счетчика, выраженные в процентах, не должны превышать пределов для соответствующего класса точности, установленных в таблицах 4 и 5.

Если счетчик предназначен для измерения энергии в двух направлениях, значения, установленные в таблицах 4 и 5, действительны для каждого направления.

Таблица 4 - Пределы допускаемой основной погрешности (для одно- и многофазных счетчиков с симметричными нагрузками)

Таблица 5 - Пределы допускаемой основной погрешности (для многофазных счетчиков с однофазной нагрузкой при симметрии многофазных напряжений, приложенных к цепям напряжения)

Разность между значениями погрешностей при однофазной нагрузке счетчика и при симметричной многофазной нагрузке при номинальном токе I_ном и коэффициенте мощности, равном 1, не должна превышать 0,4 % и 1,0 % для счетчиков классов точности 0,2S и 0,5S соответственно.

Примечание - При испытании на соответствие требованиям таблицы 5 испытательный ток должен подаваться в цепь тока каждого измерительного элемента поочередно.

8.2 Пределы погрешности, вызываемой влияющими величинами

Дополнительная погрешность, вызываемая изменением влияющих величин по отношению к нормальным условиям, приведенным в 8.5, не должна превышать пределов для соответствующего класса точности, установленных в таблице 6.

Таблица 6 - Влияющие величины

Проверку дополнительной погрешности, вызываемой одной из влияющих величин, следует проводить независимо от всех других влияющих величин, находящихся в нормальных условиях согласие таблице 8.

8.2.1 Проверка точности при наличии гармоник

Условия проверки:

- ток основной частоты I₁ = 0,5 I_макс;

- напряжение основной частоты U₁ = U_ном;

- коэффициент мощности основной частоты 1;

- напряжение пятой гармоники U₅ = 10 % U_ном;

- ток пятой гармоники I₅ = 40 % от тока основной частоты;

- коэффициент мощности гармоники составляет 1;

- напряжения основной и высших гармоник находятся в фазе при пересечении положительного нулевого уровня.

Активная мощность пятой гармоники равна

Р₅ = 0,1U₁ · 0,4I₁ = 0,04Р₁.                                                    (1)

Суммарная активная мощность основной и высших гармоник составляет 1,04Р₁.

8.2.2 Испытания на влияние субгармоник

Испытание следует проводить, используя схему, приведенную на рисунке А.1, или другие средства способные генерировать ток требуемой формы, как показано на рисунке А.2.

Дополнительная погрешность, когда счетчик подвергается испытаниям током, форма которого определена на рисунках А.2 и А.3, и током нормальной (синусоидальной) формы, не должна превышать пределов, указанных в таблице 6.

Примечание - Значения, указанные на рисунках, - только для частоты 50 Гц. Для других частот эти значения нужно соответственно изменять.

8.2.3 Постоянная магнитная индукция внешнего происхождения

Постоянная магнитная индукция может быть создана с помощью электромагнита (согласно приложению В), по которому проходит постоянный ток. Это магнитное поле должно быть приложено ко всем доступным для прикосновения поверхностям счетчика, установленного в нормальное рабочее положение. Значение приложенной магнитодвижущей силы должно быть 1000 ампер-витков.

8.3 Проверка начального запуска, стартового тока и отсутствия самохода

Условия испытаний и значения влияющих величин должны соответствовать 8.5 со следующими дополнениями.

8.3.1 Начальный запуск счетчика

Счетчик должен функционировать не позднее чем через 5 с после того, как к его зажимам будет приложено номинальное напряжение.

8.3.2 Проверка без тока нагрузки (отсутствия самохода)

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

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

Минимальный период испытания Dt, мин, должен составлять:

для счетчиков класса точности 0,2S

                                                          (2)

для счетчиков класса точности 0,5S

                                                          (3)

где k - число импульсов выходного устройства счетчика на 1 кВт·ч [имп./(кВт·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 показания при значении тока, равном 0,001 I_ном, и коэффициенте мощности, равном 1 (а в случае многофазных счетчиков - при симметричной нагрузке).

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

8.4 Постоянная счетчика

Связь между количеством импульсов, формируемых на испытательном выходе, и показанием на дисплее должна соответствовать маркировке на щитке.

8.5 Условия проверки точности

Проверку точности проводят при соблюдении следующих условий:

а) счетчик должен быть испытан 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 требованиями таблицы 7;

г) нормальные условия указаны в таблице 8;

д) требования к испытательному оборудованию должны соответствовать МЭК 60736 [4].

Таблица 7 - Требования к симметрии токов и напряжений

Таблица 8 - 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 допустимых пределов, приведенных в таблицах 4 и 5. Однако если путем перемещения оси абсцисс параллельно самой себе на значение не более установленного в таблице 9, все результаты испытаний приходят в соответствие с пределами, установленными в таблицах 4 и 5, счетчик считают годным.

Таблица 9 - Интерпретация результатов испытаний

9 Дополнительные требования

Дополнительно к требованиям, установленным в ГОСТ Р 52320 (раздел 9), счетчики должны удовлетворять 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 допустимое значение тока, которое должна выдерживать выходная цепь передающего устройства в состоянии «замкнуто», должно быть не менее 30 мА.

Предельно допустимое 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 соответственно как частное от деления остаточного падения напряжения на предельно допустимый ток и предельно допустимого напряжения на остаточный ток.

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 испытания влияния субгармоник

Примечание - Значения, приведенные на рисунках А.2 и А.3, даны только для частоты 50 Гц. Для других частот эти значения нужно соответственно изменить.

Рисунок А.1 - Схема испытательной цепи (справочная)

Примечание - Эталонный счетчик должен измерять суммарную активную энергию (основной и высших гармоник) при наличии гармоник.

Испытательный цикл: два периода «включено» / два периода «отключено»

Рисунок А.2 - Форма тока при испытаниях на влияние субгармоник

Рисунок А.3 - Распределение гармоник (анализ Фурье не завершен)

Приложение В
(обязательное)

Электромагнит для испытания на влияние внешних магнитных полей

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

Примеры обмотки: 500 витков проволоки диаметром 0,6 мм, сечением 0,28 мм 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

Библиография