Цифровой анализатор EasyLogic PM2100 — контроль напряжения, тока, мощности и энергопотребления

EasyLogic PM2100 — серия цифровых щитовых приборов Schneider Electric для контроля параметров низковольтной сети. Один модуль заменяет несколько отдельных измерителей и показывает параметры нагрузки. Приборы устанавливают во вводных щитах, шкафах управления и системах технического учета.

Технические характеристики

Параметры PM2100 определяются схемой электрической сети и исполнением измерителя. Для типовых приборов семейства существенны следующие характеристики:

• тип контролируемой сети — однофазная либо трехфазная, с тремя или четырьмя проводниками,
• номинальная частота сети — 50 или 60 Гц,
• рабочая область измерения частоты — приблизительно 45–65 Гц,
• напряжение измерительных входов — до 480 В между фазами и до 277 В между фазой и нейтралью,
• номинальный вторичный ток трансформаторов тока — 1 или 5 А, в зависимости от исполнения и настроек,
• класс точности измерения активной энергии — 1 по IEC 62053-21 для соответствующих исполнений,
• лицевой габарит корпуса — 96 × 96 мм,
• типовой монтажный вырез — 92 × 92 мм,
• способ установки — в панель распределительного щита с фиксацией штатными зажимами,
• интерфейс обмена данными — RS-485 с протоколом Modbus RTU у модификаций, поддерживающих связь.

Погрешность учета зависит также от класса трансформаторов тока, заданного коэффициента преобразования и правильной полярности подключения. В щите проверяют порядок фаз, наличие нейтрали и полярность токовых цепей. Три трансформатора тока обеспечивают пофазный контроль. При отношении 300/5 А коэффициент преобразования равен 60; его вводят в меню измерителя.

Конструкция и измерительные каналы

Электронный модуль содержит входные цепи, аналого-цифровой преобразователь, процессор, дисплей и органы настройки. Корпус закрепляют в панели щита. Основные функциональные блоки выполняют разные задачи:

• цепи напряжения — принимают сигналы от контролируемых фаз и нейтрали с учетом допустимого диапазона входов,
• цепи тока — получают пропорциональные токам нагрузки сигналы со вторичных обмоток внешних трансформаторов,
• измерительный процессор — рассчитывает действующие значения, мощности, коэффициент мощности и накопленную энергию,
• энергонезависимая память — сохраняет необходимые настройки и учетные показатели при отключении питания,
• лицевая панель — отображает численные значения и обеспечивает переход между доступными экранами,

• коммуникационный узел — передает данные в систему диспетчеризации, если предусмотрен конкретным исполнением.

При трансформаторе 200/5 А вторичному току 5 А соответствует первичный ток 200 А. Настройка 100/5 А в этом случае приведет к двукратному занижению показаний.

Принцип работы и расчет величин

Прибор оцифровывает напряжения и токи, затем вычисляет действующие значения RMS. Это важно при несинусоидальных токах частотных преобразователей и выпрямителей. Расчетные показатели связаны с исходными измерениями следующим образом:

• действующее напряжение и ток — характеризуют энергетический эквивалент переменных сигналов,
• активная мощность P, Вт — определяется средним значением мгновенного произведения напряжения на ток,
• полная мощность S, В·А — рассчитывается из действующих значений напряжения и тока,
• реактивная мощность Q, вар — характеризует обмен энергией между сетью и реактивными элементами,
• коэффициент мощности PF — отражает отношение активной мощности к полной,
• активная энергия, кВт·ч — накапливается интегрированием активной мощности по времени.

В трехфазной сети мощности суммируются по фазам. Для симметричной синусоидальной нагрузки S = √3 × Uл × Iл, P = √3 × Uл × Iл × cos ; при перекосах необходим пофазный расчет. Например, для симметричной сети 400 В, тока 50 А и cos = 0,9 расчетная активная мощность равна примерно 31,2 кВт. За 2 часа при неизменной нагрузке потребление составит около 62,4 кВт·ч.

Эксплуатационные режимы

PM2100 рассчитан на непрерывное измерение и просмотр текущих показателей. Основные режимы и операции предусматривают:

• оперативный просмотр — чтение фазных и линейных напряжений, токов и частоты,
• контроль мощности — наблюдение за активной, реактивной и полной составляющими,
• накопление энергии — регистрация потребления в установленных единицах учета,
• настройку измерения — ввод схемы сети и коэффициентов трансформации,
• обмен с верхним уровнем — опрос регистров Modbus RTU при наличии порта RS-485,
• проверку подключения — сопоставление фазных показаний и направления энергетического потока.

Для RS-485 необходимы адрес устройства, согласованные скорость, четность, формат кадра и правильная разводка линии.

Практические преимущества и применение

Единый экран упрощает сравнение фазных величин. Несимметрия токов указывает на неравномерное распределение нагрузки, а коэффициент мощности — на характер ее использования. Измерения полезны при сравнении сменных графиков работы оборудования: рост мощности при прежней производительности может указывать на изменение режима технологической установки. Наиболее характерные задачи применения включают:

• контроль загрузки вводов и отходящих линий распределительных щитов,
• наблюдение за электропотреблением насосных и вентиляционных установок,
• регистрацию энергопотребления отдельных производственных участков,
• передачу измеренных величин в АСУ ТП через поддерживаемый интерфейс,
• обнаружение отклонений напряжения и перегрузки по результатам текущих показаний.

PM2100 не выполняет функций защитного выключателя. Схема подключения должна соответствовать документации производителя.

Таким образом, EasyLogic PM2100 объединяет измерение параметров сети и технический учет энергии. Результат зависит от схемы подключения и настройки трансформаторов тока. Компания «Олниса» поставляет промышленное электротехническое оборудование, включая цифровые измерители EasyLogic. «Олниса» обеспечивает поставки приборов для распределительных щитов, производственных объектов и систем контроля энергопотребления.