Многоканальный счётчик электроэнергии WB-MAP12E

From Wiren Board
Jump to navigation Jump to search
Многоканальный счётчик электроэнергии WB-MAP12E
Плата WB-MAP12E
Разъемные трансформаторы тока для счетчика

Купить в интернет-магазине

Назначение

Многоканальный счётчик электроэнергии (измеритель параметров электрической сети) предназначен для энергоменеджмента и мониторинга качества электропитания. В том числе технологического учёта электроэнергии в многоквартирных домах и офисных зданиях, для мониторинга потребителей в дата-центрах и умных офисах. Использование внешних разъёмных трансформаторов тока позволяет производить монтаж системы без отключения потребителей. Для активной энергии измеритель обеспечивает класс точности 0,5S. Для реактивной энергии - класс точности 1.

Отличие счетчика WB-MAP12E от WB-MAP12H - возможность измерения пиковых значений тока и напряжения в определенном интервале времени; счетчики WB-MAP12E не поддерживают измерение амплитуд гармоник тока и напряжения, а также коэффициентов нелинейных искажений.

Технические характеристики

Измеряемые параметры

Счетчик WB-MAP обеспечивает измерение множества параметров электрической сети, таких как:

  • среднеквадратичные значения тока и напряжения (Urms) измеряются несколько тысяч раз за период напряжения, усредняется за несколько периодов, обновляется в регистрах 3 раза в секунду
  • мощность (активная, реактивная, полная, кажущаяся) и коэффициент мощности
  • энергия (активная, реактивная, кажущаяся, неактивная)
  • суммарные значения мощностей и энергий при подключении трехфазных нагрузок
  • КНИ, доля основной гармоники и тд (в модификации H); амплитуда всплесков напряжения и тока (в модификации E). Ширина измеряемых пиков - от 300мкс, определяется фильтрами на входах, значения пиков обновляются периодически, период настраивается (минута по умолчанию)
  • углы фазовых сдвигов, частота и тд.

Полный список измеряемых параметров приводится на странице Счетчики WB-MAP: измеряемые параметры и погрешности, их названия в веб-интерфейсе Wiren Board

Измерители обеспечивают класс точности измерений 0,5S для активных мощности и энергии и класс точности 1 для реактивных мощности и энергии.
Относительные погрешности измерений для классов точности определяются в зависимости от значений измеряемой величины и типов нагрузки, подробнее см. Счетчики WB-MAP: классы точности и погрешности.

Метрологические и технические характеристики измерителей параметров электрических сетей WB-MAP приведены в Описании типа.

Характеристики

Параметр Значение
Питание
Напряжение питания 5.5-28 В постоянного тока (интерфейсная часть)

90-510 В переменного тока (измерительная часть)

Допустимое напряжение на клеммах L1, L2, L3 1200 V в течение 10 мс
Потребляемая мощность максимальная 1.3 Вт
Потребляемая мощность средняя 0.9 Вт
Клеммники и сечение проводов
Рекомендуемое сечение провода с НШВИ 0.5 – 1 мм2 для входов управления, 1 – 2.5 мм2 — для силовых входов
Длина стандартной втулки НШВИ 8 мм
Момент затяжки винтов 0.2 Н∙м для входов управления, 0.5 Н∙м — для силовых выходов
Каналы измерения
Число каналов 12 однофазных либо 4 трехфазных
Длительность измеряемых

всплесков напряжений и токов

от 300 мкс
Управление
Интерфейс управления RS-485
Изоляция интерфейса Гальванически развязанный от измерительных цепей
Протокол обмена данными Modbus RTU, адрес задается программно, заводские настройки указаны на наклейке
Параметры интерфейса RS-485 Задаются программно, по умолчанию:

скорость — 9600 бит/с; данные — 8 бит; бит чётности — нет (N); стоп-биты — 2

Готовность к работе после подачи питания ~2 c
Условия эксплуатации
Температура воздуха От -40 до +80 °С
Относительная влажность До 92%, без конденсации влаги
Габариты
Ширина, DIN-юнитов 6
Габаритные размеры (Д x Ш х В) 106 x 90 x 58 мм
Масса (с коробкой) 215 г

Общий принцип работы

Питание счетчика

Счётчик имеет два источника питания:

  • Питание от фазных напряжений (может отсутствовать в некоторых модификациях). Достаточно напряжения на любой из фаз.
  • Питание от интерфейсной части.

Измерительная часть счётчика питается от любого источника питания. Но для обмена данными по Modbus надо запитать интерфейсную часть (клеммы V+ и GND).

При отсутствии напряжения на всех фазах верно измеряются только значения токов (Irms) с токовых трансформаторов.

Работа при провалах и прерываниях напряжения

Замер энергии прекращается при напряжении меньше 180 вольт (провал или прерывание напряжения), порог задается в одном из Modbus-регистров счетчика.

Накопленные значения энергии сохраняются при отключении питания счетчика.

Монтаж

При монтаже счетчика клемма PE обязательно должна быть соединена с защитным заземлением, а на клемму N подключена нейтраль
Подключение счетчика WB-MAP12H к трехфазной сети
Подключение счетчика WB-MAP3E(H)к трехфазной сети

Пошаговая инструкция по монтажу счетчиков MAP

На странице Монтаж многоканальных счётчиков электроэнергии WB-MAP в щите содержится краткая пошаговая инструкция по монтажу счетчиков MAP. Перед ее выполнением рекомендуем ознакомиться с описанием этапов монтажа ниже.

Подключение интерфейсной части

Клеммный блок «V+ GND A B» с шагом 3.5 мм служит для подключения питания и управления (RS-485). Про подключение шины читайте в RS-485:Физическое подключение.

Подключение высоковольтной части

Подключите к клеммнику высоковольтной части счетчика три фазы, нейтраль и защитное заземление.

Важно! Соедините клемму PE с защитным заземлением, а клемму N с нейтралью.

Если защитное заземление (PE) не подключено, то при случайном появлении фазного напряжения на проводах одного из токовых трансформаторов, напряжение появится и на остальных проводах трансформаторов. Тогда как при подключенном защитном заземлении сработает УЗО, или сгорят резисторы на входах токовых трансформаторов.

Фазы A, B и C должны быть подключены в правильном порядке в соответствии с подписями к контактам.

При подключении трех фаз, фазовые углы (Voltage angle) будут следующими: фаза A — 0°, фаза B — ~120°, фаза C — ~-120°, или 0/-120/+120 соответственно, порядок фаз для работы счетчика не важен.

Фазовые углы

Подключение счетчика в однофазных сетях

Объедините перемычками фазные входы L1, L2 и L3. Все показания счётчика, кроме векторной суммы энергий и мощностей (SV), верны и в однофазных сетях.

Подключение токовых трансформаторов

Удлинение проводов

Провода токовых трансформаторов можно удлинять до 50 метров. Ключевой параметр при этом - сопротивление кабеля: суммарное (в обе стороны) сопротивление не должно превышать 2 Ом.

Для уменьшения наводок не рекомендуется разделять провода от трансформаторов (оставлять витой парой), прокладывать вплотную к силовым кабелям, удлинять желательно экранированным кабелем.

Мы рекомендуем использовать кабель КГВЭВ 7х1,0 или подобные - одним кабелем удобно удлинять три трансформатора одной трёхфазной нагрузки.

Очистка магнитопровода

Перед защёлкиванием трансформатора на проводе очистите торцы магнитопровода.

Отпечатки пальцев, грязь или пыль на магнитопроводе создают воздушный зазор, который уменьшает точность измерений.

На магнитопроводе видны отпечатки пальцев и пыль. Точность измерений будет низкой
Поверхность магнитопровода чистая

Крепление токовых трансформаторов

Токовый трансформатор должен свободно вращаться на проводе

Воздушный зазор между половинками магнитопровода может возникнуть и из-за плохого крепления трансформатора.

Проверьте, что трансформатор:

- защелкнут ровно, без перекосов.

- свободно вращается на проводе.

Если это не так, значит есть механическое напряжение, которое создаст воздушный зазор, и ошибка измерения может составить 10% и выше.

Правильное крепление трансформатора на проводе (свободно вращается)
Неверное крепление трансформатора на проводе

Подключение к правильной фазе

Расположите токовые трансформаторы на фазных проводниках в соответствии с номерами:

1 - L1(A), 2 - L2(B), 3 - L3(C).

И стрелкой на корпусе по направлению к нагрузке.

Белые провода подключаются к токовым входам счетчика со знаком "плюс", а черные - ко входам со знаком "минус" (см. схему "Подключение счетчика WB-MAP3H к трехфазной сети").

В счетчиках-измерителях, прошедших процедуру предварительной калибровки, к каждому токовому каналу подключается индивидуально подобранный токовый трансформатор. Трансформаторы имеют подписи с указанием номера канала.

Проверка правильности подключения

1. Нагрузите фазы — мощности порядка 100 Вт будет достаточно.

В интерфейсе контроллера посмотрите на:

2. значения углов между током и напряжением (должно быть от -40 до +40).

3. активную мощность на фазе (положительная).


Если тип нагрузки близок к активному (осветительные и нагревательные приборы, другая бытовая техника), угол фазового сдвига между векторами напряжения и тока находится в пределах десятков градусов.

Углы более 100 градусов означают, что через трансформатор тока проходит проводник неверной фазы (при использовании устройств компенсации реактивной мощности или мощных электродвигателей, такая оценка может быть неверной).

В старых счетчиках WB-MAP3E с версией прошивки ниже 2.1 фазовые углы считаются не от -180 до +180, а от 0 до 360.


Угол между векторами напряжения и тока небольшой: трансформатор тока фазы A подключен верно
Угол между векторами напряжения и тока значительный. Это означает, что на самом деле измеряется ток в проводнике другой фазы и трансформатор тока установлен неправильно


Фаза нагружена достаточно
Трансформаторы тока установлены на нужных фазах
Трансформаторы тока для фаз A и B перепутаны

Подключение измерительных трансформаторов для больших токов

Стандартный трансформатор 800/5А. Трансформаторы WB-MAP необходимо подключать к его вторичной обмотке

Токовые трансформаторы со вторичным током 5А нельзя подключать напрямую к счетчикам WB-MAP, нужно использовать промежуточные трансформаторы, идущие в комплекте с WB-MAP (рекомендуем использовать трансформаторы 20А/25мА).

В этом случае токовые трансформаторы WB-MAP крепятся на провода от вторичной обмотки трансформатора на 5А. При этом вторичная обмотка должна быть закорочена или подключена к установленному прибору учета. Иначе токовый трансформатор выйдет из строя.

Измеренные значения необходимо пересчитать программно — с учетом коэффициентов трансформации. Например, при измерении тока во вторичной обмотке трансформатора 800/5А полученное значение тока в WB-MAP необходимо домножить на 160: 800 5 160.png, чтобы получить истинное значение. Домножать надо токи, мощности и энергии.

Настройка в ПО

Настройка токовых трансформаторов

Только в прошивках версии 2.1 и выше. Версия прошивки написана на наклейке, на корпусе устройства. До прошивки 2.1 счётчик WB-MAP откалиброван вместе с комплектными трансформаторами тока. Их нельзя менять на другие и нельзя менять местами между каналами.

Параметры трансформаторов обязательно должны быть внесены в память счётчика, иначе показания счётчика будут некорректными.

Каждый трансформатор тока имеет две характеристики, которые требуется внести в конфигурацию счётчика:

  • коэффициент трансформации;
  • фазовый сдвиг.

Фактические значения этих параметров у трансформаторов немного отличаются от экземпляра к экземпляру. Трансформаторы, поставляемые Wiren Board, откалиброваны на специальном стенде, и на них есть наклейка со значениями параметров.

Параметры трансформаторов (по два на каждый трансформатор) нужно записать в память счётчика перед началом работы.

В Wiren Board

Пример указания параметров трансформаторов в интерфейсе

Рекомендованный способ настройки - через веб-интерфейс. При добавлении устройства WB-MAP в конфигурацию драйвера последовательных портов, нужно создать setup-секцию с соответствующими настроечными регистрами.

В примере справа задаются параметры трёх трансформаторов, подключенных к первому каналу счётчика:

Трансформатор на фазе Количество витков Фазовый сдвиг
L1 3001 501
L2 3002 502
L3 3003 503

При задании параметров через setup-секцию, они будут отправляться на WB-MAP каждый раз при подключении прибора. Это значит, что один WB-MAP можно свободно менять на другой: настройки трансформаторов запишутся и в новый.

Другой способ настройки - через утилиту Modbus-client. Настройки записываются в память конкретного WB-MAP один раз:

$ modbus_client --debug -mrtu -pnone -b9600 -s2 /dev/ttyRS485-2 -a1 -t0x10 -r0x1460 3001 3002 3003 501 502 503

Индикация

Индикаторы

Счетчик имеет 5 светодиодных индикаторов:

  • S — зеленый индикатор статуса, мигает при обмене данными по Modbus
  • CF1...CF4 — красные индикаторы потребляемой суммарной энергии для каждого из трехфазных каналов (учитывается только активная энергия). Мигание индикаторов означает потребление электроэнергии: 1000 импульсов соответствуют 1 кВт·ч (в прошивке до v.2,1 - 3200 импульсов на 1 кВт·ч).

Представление в веб-интерфейсе

Элементы индикации счетчика WB-MAP12E в веб-интерфейсе

Выбор правильного шаблона в интерфейсе Wiren Board

Нужно выбрать шаблон WB-MAP12E fw2. Если шаблона с таким названием нет в интерфейсе, обновите пакет wb-mqtt-serial.

Работа по Modbus

Устройства Wirenboard управляются по протоколу Modbus RTU. На физическом уровне подключаются через интерфейс RS-485. Поддерживаются все основные команды Modbus: подробнее — Коды функций чтения и записи регистров.

Настроить параметры модуля можно двумя способами:

  • через командную строку с помощью утилиты modbus_client;

Для доступа к командной строке можно использовать SSH.

Параметры порта

По умолчанию устройства имеют следующие настройки:

  • Скорость: 9600. Четность: Нет. Cтоп-биты: 2.

При необходимости их можно изменить: Настройка параметров обмена данными по RS-485 для modbus-устройств Wiren Board.

Modbus-адрес

Modbus-адрес, установленный на производстве

Каждое устройство на линии имеет уникальный адрес в диапазоне от 1 до 247. Адрес устройства, установленный на заводе, указан на отдельной наклейке со штрихкодом. На заводе устройствам Wirenboard в одной партии присваиваются разные адреса, поэтому в вашем заказе, скорее всего, адреса не будут повторяться.

Адрес можно изменить, записав новое значение в holding регистр 128(0x80). Запись значения адреса возможна широковещательной командой по адресу 0.

Если адрес устройства неизвестен и его необходимо выяснить, можно использовать способ, описанный в этой статье: Определение и изменение Modbus-адреса устройств Wirenboard.

Карта регистров

Счетчик поддерживает большое количество Modbus-регистров, которые хранят значения измеряемых и вычисляемых величин, а также регистры управления счетчиком.

Таблица Modbus-регистров измеряемых и вычисляемых величин.

Таблица управляющих Modbus-регистров для счётчиков электроэнергии WB-MAP12E.

Известные неисправности

Список известных неисправностей

Ревизии устройства

Номер партии (Batch №) указан на наклейке, на боковой поверхности корпуса, а также на печатной плате.

Ревизия Партии Дата выпуска Отличия от предыдущей ревизии
v1.7 v1.7H/E - ... 09.2020 - ...
  • первая партия

Изображения и чертежи устройства

Габаритные размеры

Corel Draw 2018: Файл:WB-Library.cdr.zip

Corel Draw PDF: Файл:WB-MAP12E.cdr.pdf

Autocad 2013 DXF: Файл:WB-MAP12E.dxf.zip

Autocad PDF: Файл:WB-MAP12E.pdf