Материал: Техзадание на 3-фазный кл. 0,5

Техническое задание

на опытно-конструкторскую работу:

«Разработать, провести подготовку и освоить производство счетчика электрической энергии электронного трехфазного многотарифного сэт7009 класса точности 0,5s»

Зам. главного инженера -

начальник СКТБ ОАО «БЭМЗ»

___________ В. В. Борисенок

1 Наименование и область применения

1.1 По настоящему техническому заданию должны быть разработаны статические 3-х фазные счетчики активной энергии кл.0,5(в дальнейшем счетчик), предназначенные для учета активной и реактивной энергии и мощности прямого и обратного направлений, фазных напряжений и токов в трехфазных трех- и, или четырехпроводных цепях переменного тока номинальной частотой 50 Гц в условиях умеренного климата в закрытых помещениях.

1.2 Область применения: счетчик предназначен для коммерческого учета электрической энергии на промышленных предприятиях, энергосистемах, а также для работы в составе автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии. Подключение счетчика к сети производится через измерительные трансформаторы. Счетчик предназначен для учета активной и реактивной энергии в прямом и обратном направлениях по восьми тарифным зонам в двенадцати тарифных сезонах. Счетчик соответствуют классу точности 0,5 S по СТБ ГОСТ Р 52323-2007 при измерении активной энергии прямого и обратного направлений и классу точности 1 по ГОСТ 26035-83 при измерении реактивной энергии прямого и обратного направлений электрической энергии в трёхфазных цепях переменного тока.

1ОСНОВАНИЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ОКР.

2.1 Счётчик разрабатывается в соответствии с требованиями настоящего ТЗ как инициативная разработка ОАО «Брестский электромеханический завод» (ОАО «БЭМЗ).

2.2 Сроки выполнения:

начало - январь 2009 г.

окончание – декабрь 2009 г.

2Исполнитель разработки

3.1 Организация-разработчик  Открытое акционерное общество «Брестский электромеханический завод» (ОАО «БЭМЗ») г. Брест.

3Изготовитель

4.1 Организация-изготовитель – ОАО «БЭМЗ», г. Брест.

4Цель и назначение разработки

4.1 Основная цель разработки  создание и внедрение в серийное производство на ОАО «БЭМЗ» прибора учета электрической энергии, соответствующего современным требованиям. Ожидаемый технический, экономический эффект при использовании изделия:

- на ОАО «БЭМЗ» будет внедрен в серийное производство новый вид продукции, имеющий устойчивый спрос на рынке;

- серийное производство счетчика позволит загрузить имеющееся у ОАО «БЭМЗ» оборудование, а также использовать опыт и знания работников в разработке и изготовлении счетчиков электроэнергии.

4.2 Возможности разрабатываемого изделия, расширяющие целевое назначение и обеспечивающие преимущества по сравнению с существующими аналогами:

- многотарифный учет активной и реактивной электроэнергии в прямом и обратном направлении;

- возможность управления нагрузкой;

- обмен данными с персональным компьютером посредством последовательного интерфейса через оптический порт и интерфейс RS-485;

- возможность объединения в сеть посредством интерфейса RS-485 – до 30 счетчиков в одном сегменте сети без повторителей. При использовании повторителей возможно объединение сегментов сети по 30 приборов учета в каждом.

Счетчик разрабатывается для расширения ряда счетчиков, выпускаемых ОАО «БЭМЗ».

5 ИСТОЧНИК ФИНАНСИРОВНИЯ.

6.1 Инновационный фонд Министерства промышленности РБ и собственные средства ОАО «БЭМЗ».

7 СОСТАВ ОКР

7.1 Разработка конструкторской документации и программного обеспечения.

7.2 Разработка и изготовление технологической оснастки и стендового оборудования.

7.3 Изготовление опытных образцов.

7.4 Проведение государственных испытаний.

8 Технические требования

8.1 Состав продукции и требования к конструктивному исполнению:

8.1.1 Счетчик должен быть выполнен в едином корпусе, обеспечивающем возможность монтажа на стандартных щитах и панелях (МЭК 1036).

8.1.2 Конструкция счетчика должна обеспечивать возможность раздельного пломбирования деталей, препятствующих доступу к измерительному механизму и деталей, препятствующих доступу к зажимной плате.

5.1.1Габаритные размеры счетчика должны быть не более 85х180х295мм. Масса счетчика должна быть не более 1,5 кг.

5.1.2Степень защиты корпуса счетчика должна соответствовать IP51 по ГОСТ 14254 - 96.

5.1.3Материал, из которого изготовлена зажимная плата, должен выдерживать испытания при температуре 135 С и давлении 1,8 МПа.

5.1.43ажимы зажимной платы должны обеспечивать надежный контакт и исключать возможность самоотвинчивания.

5.1.5Зажимы должны обеспечивать подключение до двух медных или алюминиевых проводов с суммарным сечением до 5 мм². Соединения зажимов параллельных и последовательных цепей должны быть разъемными и размещены в зажимной коробке. Отверстия для зажима проводов последовательной цепи должны быть диаметром 5 мм.

8.1.8 По устойчивости к нагреву и огню счетчик должен соответствовать СТБ ГОСТ Р 52320-2007

8.1.9 Конструкцией счетчика должны быть предусмотрены следующие устройства и выходы:

- измерительную часть на основе микроконтроллера.

• дисплей, отображающий параметры учета электрической энергии, информацию о режимах, тарифах, других параметров при работе прибора учета;

• импульсный выход, служащий для поверки;

• последовательный интерфейс для обмена информацией с персональным компьютером и (или) объединения счетчиков в сеть;

• оптический интерфейс для параметризации счетчика

• выход управления коммутирующим устройством управления нагрузкой (сигнал);

• индикатор функционирования (светодиод).

8.1.10 Все предусмотренные коммуникационные интерфейсы должны быть гальванически развязаны.

5.1.6Конструкцией счетчика должна быть предусмотрена возможность установки заменяемых интерфейсных модулей связи.

5.2 Показатели назначения

8.2.1 Счетчик должен быть изготовлен на значения силы тока, напряжения и частоты, указанные в таблице 1

Номинальное напряжение в зависимости от исполнения

Таблица 1 - Номинальные значения входного сигнала

5.2.1Пределы изменения входного сигнала приведены в таблице 2

Таблица 2 - Пределы изменения входного сигнала

Счетчик сохраняет работоспособность при повышении входного фазного напряжения до 420 В, при обрыве одной или двух фаз, при обрыве фазы и нулевого провода.

5.2.2Счетчик должен обеспечивать:

• параметризацию счетчика по любому интерфейсу;

• смена параметров выводимых на ЖКИ должна производиться автоматически в циклическом режиме, а также подачей управляющих сигналов с помощью кнопок;

• вывод на индикацию значений текущего времени (часы, минуты, секунды) и даты (число, месяц, год);

• возможность включения и отключения автоматического перехода на "летнее" и "зимнее" время;

• средний суточный ход часов текущего времени не более  1 с/сут в рабочих условиях применения;

• счетчик должен позволять производить коррекцию времени в пределах 10 минут в год;

• синхронизацию времени с единым временем АСКУЭ (± 3 с);

• учет электроэнергии по одному - восьми тарифам в течение суток и вывод на индикацию номера действующего тарифа;

• установку до 48 временных зон в течение суток – каждой зоне может быть поставлен в соответствие один из восьми тарифов, что составляет суточный профиль учета. Дискретность установки временных зон 30 мин.;

• установку до 15 суточных профилей учета;

• установку до 10 недельных профилей учета, содержащих указатели на суточные профили для каждого дня недели;

• установку до 12 сезонных профилей учета электроэнергии в течение года, содержащих указатели на недельные профили учета, действующие в течение сезона;

• возможность установки различных программ тарификации для выходных (праздничных) и рабочих дней и вывод на индикацию символа рабочего или выходного (праздничного) дня.

• учет и вывод на индикацию значений месячных расходов электроэнергии за текущий и 12 предыдущих месяцев (раздельно по каждому тарифу и общего количества);

• определение и вывод на индикацию значений месячных максимумов мощности за 12 предыдущих месяцев по каждому тарифу;

• учет и хранение значений суточных расходов электроэнергии за 60 суток (раздельно по каждому тарифу и общего количества);

• определение и хранение значений максимумов мощности за 60 суток по каждому тарифу;

• возможность задания коэффициентов трансформации по току и напряжению;

• возможность изменять передаточное число импульсного выхода путем выбора одного из двух режимов: «поверка» и «работа»;

• чтение данных с помощью персонального компьютера (ПК) по интерфейсам RS-485 и по оптическому интерфейсу;

• возможность установки и вывода на индикацию значения лимита мощности, по достижении которого выдается сигнал управления нагрузкой;

• индикацию признака разряда батареи резервного питания; при разряде батареи счетчик должен переходить в однотарифный режим – учет ведется по тарифу Т1 вне зависимости от параметризации и времени суток;

• срок службы батареи резервного питания должен быть больше межповерочного интервала счетчика; должна быть предусмотрена возможность замены батареи при ремонте/техническом обслуживании счетчика специалистами энергосбытовой организации;

• сохранение значений текущего времени и введенной (накопленной) информации при отключении сетевого питания в течение времени не менее 8 лет;

• хранение и вывод на индикацию даты и времени 32 последних «отключений-включений» сетевого питания;

• хранение и вывод на индикацию даты и времени 32 последних корректировок параметров;

• выполнение самодиагностики (тестирование) в штатном режиме работы.

5.2.3Дисплей счетчика должен обеспечивать возможность отображения параметров в формате: 6 знаков до запятой и 4 (или 3 ;2; 1) знака после запятой.

5.2.4Счетчик должен обеспечивать возможность установки при параметризации до 60 дополнительных праздничных дат в течение года.

8.2.6 Счетчик должен обеспечивать следующие возможности управления нагрузкой:

8.2.6.1 Выдачу сигнала отключения по превышению заданного при параметризации лимита мощности за интервал времени (30 мин):

- по превышению заданного уровня мощности;

- по превышению заданного уровня мощности в заданный период времени (до 2-х периодов в течение суток).

8.2.6.2 При этом счетчик должен информировать потребителя о введении ограничения в потреблении электроэнергии путем выдачи сигнала на индикатор .

5.2.5Снятие сигнала отключения нагрузки с помощью кнопки (на лицевой панели счетчика) после отключения нагрузки по 8.2.6.1.

8.2.8 Счетчик должен обеспечивать измерение и вывод на индикацию значений активной мощности (время усреднения 1 с, 3 , 15, 30, 60 мин).

8.2.9 Требования к точности

8.2.9.1 Счетчик должен быть изготовлен класса точности 0,5 S.

8.2.9.2 Пределы допускаемого значения основной погрешности счетчика должны соответствовать СТБ ГОСТ Р52323 - 2007.

8.2.9.3 Допускаемое изменение основной погрешности, вызванное нагревом счетчиков собственным током не должно быть более 0,4_д, при этом установившееся значение основной погрешности должно быть не более _д (где _д - допускаемое значение основной погрешности).

8.2.9.4 Дополнительные погрешности, вызываемые влиянием изменения напряжения, изменения частоты, формы кривой тока, внешнего постоянного магнитного поля, внешнего магнитного поля индукции 0,5 мТл, высокочастотных магнитных полей должна соответствовать СТБ ГОСТ Р52323 - 2007 с учетом дополнительных и измененных требований отражающих требования народного хозяйства.

8.2.9.5 Счетчик должен включаться и продолжать измерять энергию при подаваемой на него мощности не более 2,75 Вт.

8.2.10 После приложения напряжения 265 В при отсутствии тока в цепи тока импульсный выход счетчика не должен создавать более одного импульса.

8.2.11 Суммирующее устройство счетчика должно вести учет энергии непосредственно в ватт-часах с возможностью индицировать показания в ватт-часах, десятках ватт-часов, киловатт-часах (не менее шести цифр до запятой).

8.2.12 Импульсный выход должен иметь два состояния, отличающиеся импедансом выходной цепи. В состоянии "замкнуто" сопротивление выходной цепи должно быть не более 200 Ом. В состоянии "разомкнуто" сопротивление выходной цепи должно быть не менее 50 кОм.

8.2.13 Длительность импульса импульсного выхода должна быть не менее 40 мс.

8.2.14 Предельная сила тока, которую должна выдерживать выходная цепь телеметрического выхода в состоянии "замкнуто", должна быть не менее 30 мА.

8.2.15 Предельно допустимое напряжение на выходных контактах телеметрического выхода в состоянии "разомкнуто" должно быть не менее 24 В.

8.2.16 Импульсный выход, интерфейс RS-485 и дополнительные выходы должны быть гальванически изолированы от остальных цепей счетчика.

8.2.17 Требования к программному обеспечению (ПО).

8.2.17.1 ПО должно быть достаточным для корректного выполнения всех функций, отраженных в настоящем техническом задании.

8.2.17.2 ПО должно обеспечивать корректный рестарт системы при подаче и сбое питания.

8.2.17.3 Счетчик должен быть защищен от несанкционированного доступа механически и иметь систему паролей (не менее 6 цифр или букв, как прописных, так и заглавных), а его протокол обмена по цифровому интерфейсу должен быть защищен от несанкционированного доступа. Любые попытки несанкционированного доступа к счетчику на программном или аппаратном уровне должен фиксироваться в журнале событий. При неоднократном (более 3 раз) введении неверного пароля счетчик должен блокировать возможность изменения его настроек на длительное время (не менее 24 часов), но при этом счетчик должен оставаться полностью работоспособным и продолжать выполнять учет электроэнергии.

Одновременно при этом счетчик должен сделать запись сообщения о попытке несанкционированного доступа в журнал событий счетчика.

8.2.18 Условия эксплуатации

8.2.18.1 По защищенности от воздействия окружающей среды счетчик должен относится к обыкновенному исполнению.

8.2.18.2 По устойчивости к климатическим воздействиям счетчик должен соответствовать группе 5 по ГОСТ 22261-94, СТБ ГОСТ Р 52320 - 2007.

8.2.18.3 По устойчивости к механическим воздействиям счетчик должен соответствовать группе 3 по ГОСТ 22261-94, СТБ ГОСТ Р 52320 - 2007.

8.2.18.4 Время установления рабочего режима не должно превышать 5 с.

8.2.18.5 Счетчик должен быть предназначен для непрерывной работы.

8.2.18.6 Полная мощность, потребляемая цепью тока счетчика при номинальном токе, номинальной частоте и нормальной температуре должна быть не более 0,15 ВА. Активная и полная потребляемая мощность в цепи напряжения счетчика при номинальном напряжении, нормальной температуре и номинальной частоте, должна быть не более 1,5 Вт и 4,0 В·А соответственно.

8.2.19 Изоляция

Счетчик должен сохранять соответствующие диэлектрические свойства при нормальных условиях эксплуатации с учетом атмосферных влияний и различных напряжений, воздействию которых он подвергается в нормальных условиях эксплуатации.

Счетчик должен выдерживать испытания импульсным напряжением и напряжением переменного тока в соответствии с СТБ ГОСТ Р 52320 – 2007.

8.2.20 Провалы и кратковременные прерывания напряжения не должны создавать изменения в счетном механизме более чем на 0,005 кВтч, а испытательный выход не должен формировать сигнал, эквивалентный более чем 0,005 кВтч.

8.2.21 Счетчик должен выдерживать в течение 0,5 с перегрузки силой входного тока равной 20-кратной максимальной.

8.2.22 Счетчик должен соответствовать требованиям по электромагнитной совместимости согласно СТБ ГОСТ Р 52320 - 2007.

8.2.23 Климатические условия

8.2.23.1 Пределы погрешности, вызываемой изменением температуры окружающего воздуха в пределах от минус 40 С до нормальной и от плюс 60 С до нормальной выраженные через средний температурный коэффициент должны соответствовать СТБ ГОСТ Р 52323 – 2007.

8.2.23.2 Пределы дополнительной погрешности, вызываемой изменением относительной влажности окружающего воздуха от нормальной до 90 % при 30 С, не должны превышать  2 %.

8.2.24 Счетчик в транспортной таре должен быть устойчив к воздействию температуры окружающего воздуха от минус 35 до плюс 70 С, воздействию относительной влажности окружающего воздуха 95 % при температуре 30 С и атмосферном давлении 84 - 106,7 кПа, воздействию в течение 1 ч транспортной тряски с ускорением 30 м/с² при частоте ударов от 80 до 120 в минуту.

8.3 Требования безопасности

8.3.1 По требованиям безопасности счетчик должен соответствовать ГОСТ Р 51350. По степени защиты от поражения электрическим током счетчик должен соответствовать классу II по ГОСТ 12.2.091.

8.4 Требования к надежности

8.4.1 Норма средней наработки на отказ счетчика с учетом технического обслуживания, регламентируемого инструкцией по эксплуатации, должна быть не менее 50 000 ч.

Средняя наработка на отказ устанавливается для следующих условий и режимов:

- температура окружающего воздуха - (25  10) С;

- относительная влажность - от 30 до 80 %;

- атмосферное давление - от 84 до 106 кПа;

- механические воздействия отсутствуют.

8.4.2 Средний срок службы должен быть не менее 24 лет.

8.5 Требования к технологичности.

8.5.1 Счетчик должен быть ремонтопригодным, восстанавливаемым изделием.

8.5.2 Конструкция деталей и узлов счетчика должна обеспечивать возможность изготовления деталей на автоматах и полуавтоматах, автоматизацию сборки и пайки.

8.5.3 Применение нового оборудования и новых техпроцессов должно быть экономически обоснованным.

8.6 Требования к унификации и стандартизации.

8.6.1 В счетчике должны быть максимально использованы конструктивы и типоразмеры печатных плат завода-изготовителя.