SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU

ELEKTROTEHNIČKI FAKULTET

Sveučilišni studij

TROFAZNA MJERNA BROJILA ZA MJERENJE EL. ENERGIJE U OIE PROIZVOĐAČA

ISKRA EMECO MT830/MT831

Završni rad

Ivan Marić

Osijek, 2012.

Obrazac Z1 - Obrazac za ocjenu završnog rada

Osijek, 6. rujna 2012.

Ime i prezime studenta:

Smjer:

Mat. br. studenta, godina upisa:

Mentor:

Sumentor:

Naslov završnog rada:

Primarna znanstvena grana rada:

Sekundarna znanstvena grana (ili polje) rada:

Predložena ocjena završnog rada:

Kratko obrazloženje predložene ocjene:

Potpis sumentora:

Dostaviti:

1. Studentska služba

Odbor za završne i diplomske ispite Elektrotehničkog fakulteta Osijek, temeljem članka 11. Pravilnika o završnim ispitima na preddiplomskim i stručnim studijima Elocjene završnog rada na ____ sjednici Odbora održanoj dana

Korigirana konačna ocjena završnog rada:

Dostaviti:

1. Studentska služba

Obrazac za ocjenu završnog rada

Odboru za završne i diplomske ispite

Prijedlog ocjene završnog rada

Ivan Marić

Energetika

2875, 2009.

Prof.dr.sc. Srete Nikolovski dipl.ing.

Trofazna mjerna brojila za mjerenje el. energije u OIE proizvođača Iskraemeco MT830/MT831

Elektrotehnika

Elektroenergetika

Izvrstan (5)

U završnom rada su prikazana trofazna

mjerenje električne energije MT830 i MT831 proizvođača

Iskraemeco. Radom su obuhvaćeni dijelovi brojila, opis i

karakteristike, funkcija i način rada ovih suvremenih brojila

Prikazane su i sheme spajanja električnih brojila na el.

Potpis sumentora: Potpis mentora:

Korekcija ocjene Odbora za završne i diplomske ispite

Odbor za završne i diplomske ispite Elektrotehničkog fakulteta Osijek, temeljem članka 11. Pravilnika o završnim ispitima na preddiplomskim i stručnim studijima Elektrotehničkog fakulteta Osijek donio je odluku o

sjednici Odbora održanoj dana ______________ godine.

načna ocjena završnog rada: _______________________

Potpis predsjednika Odbora:

_______________________

Odboru za završne i diplomske ispite

Prijedlog ocjene završnog rada

Trofazna mjerna brojila za mjerenje el. energije u OIE

trofazna digitalna brojila za

mjerenje električne energije MT830 i MT831 proizvođača

dijelovi brojila, opis i

karakteristike, funkcija i način rada ovih suvremenih brojila. Prikazane su i sheme spajanja električnih brojila na el. mrežu

Potpis mentora:

Odbora za završne i diplomske ispite

Odbor za završne i diplomske ispite Elektrotehničkog fakulteta Osijek, temeljem članka 11. Pravilnika o završnim odluku o korekciji konačne

Potpis predsjednika Odbora:

_______________________

IZJAVA O ORIGINALNOSTI

Osijek, 6. rujna 2012.

Ime i prezime studenta:

Studij :

Mat. br. studenta, godina upisa:

Ovom izjavom izjavljujem da je rad pod nazivom

Trofazna mjerna brojila za mjerenje el. energije u OIE proizvođača Iskraemeco MT830/MT831

izrađen pod vodstvom mentora prof. dr. sc

i sumentora

moj vlastiti rad i prema mom najboljem znanju ne sadrži prethodno objavljene ili drugih osoba, osim onih koji su izričito priznati navođenjem literature i drugih izvora informacija.Izjavljujem da je intelektualni sadržaj navedenog rada je bila potrebna pomoć mentora, sumentora i drugih osoba, a

IZJAVA O ORIGINALNOSTI RADA

Ivan Marić

Sveučilišni preddiplomski studij elektrotehnike

2875, 2009.

Ovom izjavom izjavljujem da je rad pod nazivom:

Trofazna mjerna brojila za mjerenje el. energije u OIE proizvođača Iskraemeco MT830/MT831

prof. dr. sc. Srete Nikolovskog dipl. ing.

vlastiti rad i prema mom najboljem znanju ne sadrži prethodno objavljene ili neobjavljene koji su izričito priznati navođenjem literature i drugih izvora informacija.

zjavljujem da je intelektualni sadržaj navedenog rada proizvod mog vlastitog rada, osim u onom dje bila potrebna pomoć mentora, sumentora i drugih osoba, a što je izričito navedeno u radu.

Potpis

Trofazna mjerna brojila za mjerenje el. energije u OIE proizvođača Iskraemeco MT830/MT831

neobjavljene pisane materijale koji su izričito priznati navođenjem literature i drugih izvora informacija.

osim u onom dijelu za koji mi što je izričito navedeno u radu.

Potpis studenta:

SADRŽAJ

1. UVOD .......................................................................................................................................... 1

1.1. Zadatak završnog rada .......................................................................................................... 1

2. KARAKTERISTIKE I IZGLED BROJILA ................................................................................ 2

2.1. Kućište brojila ....................................................................................................................... 3

2.2. Priključnica brojila ................................................................................................................ 4

2.3. Glavne karakteristike brojila ................................................................................................. 6

3. MJERNI SUSTAV BROJILA ..................................................................................................... 9

3.1. Mjerenje i registriranje energije i snage.............................................................................. 12

3.2. Sastavni dijelovi brojila ...................................................................................................... 13

3.3. Komunikacijski kanali, ulazi i izlazi ................................................................................... 21

4. SHEME SPOJA BROJILA ....................................................................................................... 26

4.1. Povezivanje brojila sa računalom ....................................................................................... 27

5. PRIKLJUČIVANJE I ODRŽAVANJE BROJILA ................................................................... 32

5.1. Tehnički podaci ................................................................................................................... 33

5.2. Označavanje brojila i modula ............................................................................................. 35

6. ZAKLJUČAK ............................................................................................................................ 37

LITERATURA .............................................................................................................................. 38

SAŽETAK (SA KLJUČNIM RIJEČIMA).................................................................................... 39

ŽIVOTOPIS................................................................................................................................... 40

1

1. UVODU današnje vrijeme imamo suvremena brojila koja zadovoljavaju visoke standarde, imaju dosta

više funkcija, ali imaju vrlo jednostavno održavanje. Takva brojila su upravo tema ovog

završnog rada. To su trofazna mjerna brojila za mjerenje električne energije u OIE proizvođača

ISKRA EMECO MT830/MT831. U radu će se govoriti o dijelovima brojila, mjernome sustavu

koji se koristi, koje su sve funkcije na raspolaganju i svim prednostima koje ova brojila

posjeduju. Govoriti će se i o načinu zaštite brojila kako bi se što više smanjila mogućnost njihove

zloupotrebe. Kako bi se lakše moglo vidjeti iz njegove oznake koje sve funkcije sadrži brojilo

urađena je i tablica sa objašnjenjima svih oznaka.

U prvom poglavlju rada biti će obuhvaćene glavne karakteristike i sam izgled brojila. Spomenuti

će se standardi i kvalitete koje zadovoljava brojilo i biti će prikazani osnovni dijelovi brojila. U

dijelu o glavnim karakteristikama brojila obuhvatiti će se funkcije koje posjeduje brojilo,

veličine koje može mjeriti i registrirati i zaštite koje posjeduje.

Drugo poglavlje sadržavati će konfiguraciju brojila. Obraditi će se mjerni sustav brojila i način

registriranja energije i snage brojila. Spomenuti će se i sastavni dijelovi brojila, od

mikroračunala, zaslona, sata realnog vremena do komunikacijskih i ulazno-izlaznih modula.

U trećem poglavlju prikazati će se sheme spoja brojila za direktni i indirektni spoj na mrežu.

Iskraemeco ima svoj software MeterView za komunikaciju računala sa brojilom i biti će

prikazan način spajanja računala i brojila.

U posljednjem, četvrtom poglavlju biti će riječ o priključivanju i održavanju brojila. Prikazati će

se tablica sa svim tehničkim podacima i tablica sa značenjem svih oznaka koje se mogu koristiti

u označavanju brojila.

1.1. Zadatak završnog rada Zadatak završnog rada su trofazna brojila za mjerenje električne energije MT830 i MT831 proizvođača Iskraemeco. Ova brojila pripadaju kategoriji suvremenih brojila električne energije. Radom će se obuhvatiti dijelovi brojila, opis i karakteristike, funkcija i način rada ovih suvremenih brojila.

2

2. KARAKTERISTIKE I IZGLED BROJILA MT830/MT831 su elektronska višefunkcionalna trofazna brojila namijenjena za mjerenje i

registriranje aktivne i prividne energije za dva smjera protoka električne energije i reaktivne

energije u četiri kvadranta, maksimalne snage za gore navedene energije. Osim toga brojila

imaju mogućnost registriranja vremenskih profila i parametara kvalitete energije. MT830 i

MT831 imaju tri mjerna sistema, a namijenjena su za ugradnju u trofazne mreže. U mrežu se

mogu priključiti izravno, poluizravno ili neizravno. Projektirana su kao univerzalna za nazivni

fazni napon mreže u opsegu od 57,7 V do 240 V. Mjerno-tehničke osobine MT830 i MT831

zadovoljavaju međunarodne standarde za elektronska brojila aktivne energije klase 1 i 2 IEC

62053-21 i IEC 62052-11 (IEC 61036), ili klase 0,5 IEC 62053-22 (IEC 60687) kao i

elektronska brojila reaktivne energije klase 3 i 2 IEC 62053-23 (IEC 61268). Osim toga

ispunjavaju i VDEW zahtjeve. Namijenjena su za unutrašnju ugradnju i imaju plastično kućište

za nadgradnju prema DIN 43857. MT830 ima najviše šest pomoćnih stezaljki, od kojih su dvije

odnosno tri rezervirane za sučelje RS232, RS485 ili CS (20-mA strujna petlja), a ostale pomoćne

stezaljke se koriste prema zahtjevu kupca prilikom narudžbe brojila. Tip brojila MT831 ima

ispod poklopca priključnice dva promjenljiva modula, pri čemu lijevi modul služi kao ulazno-

izlazni, a desni kao komunikacijski. Ovi moduli se mogu naknadno ugraditi u brojilo, pri čemu

brojilo prepoznaje samo koji ulazi, izlazi odnosno komunikacijski kanali su na ugrađenom

modulu i automatski počinje koristiti dodane funkcije. Prilikom konstruiranja i proizvodnje

brojila korišteni su ISO 9001 standardi. Visoku kvalitetu brojila, širok mjerni i radni

temperaturni opseg brojila, dug vijek upotrebe i veliku pouzdanost brojila u eksploataciji,

zanemariv utjecaj utjecajnih veličina i elektromagnetskih smetnji garantiraju izabrane mjerne

metode, ugrađene komponente, proizvodni i kontrolni postupci. Brojila nije potrebno baždariti

tijekom radnoga vijeka jer velika vremenska stabilnost mjernih sustava im to omogućava.[1]

Sl.2.1. MT830 (lijevo) i MT831 (desno)

3

2.1. Kućište brojila

Sl. 2.2. Izgled i elementi brojila

1. Dno brojila 7. Tipka Reset

2. Poklopac brojila 8. Zasun tipke Reset

3. Plombirani vijak poklopca brojila 9. Svjetleća dioda brojila aktivne energije

4. Displej 10. Svjetleća dioda brojila reaktivne energije

5. Optički port 11. Poklopac priključnice

6. Tipka Poziv 12. Plombirani vijak poklopca priključnice

4

Kućište brojila se sastoji iz dna brojila sa priključnicom i 3 elementa za pričvršćivanje brojila,

poklopca brojila i poklopca priključnice. Izrađeno je od samougasivog UV stabiliziranog

polikarbonata, koje se može reciklirati. Ono osigurava dvostruku izolaciju i stupanj zaštite IP51

(IEC 60529) protiv prodora prašine i vode. Poklopac brojila je od prozirnog polikarbonata.

Lijevo se na poklopcu nalazi niklovani željezni prsten za pričvršćivanje optičke sonde na optički

port. Desno se nalaze dvije tipke – Poziv i Reset. Reset tipka ima zasun za blokadu koji se može

plombirati. Za pričvršćivanje brojila koriste se dva plombirana vijka.

Vijci za pričvršćivanje poklopca brojila se plombiraju metrološkim plombama, dok se vijci za

pričvršćivanje poklopca priključnice plombiraju plombama distribucije.

Kako bi se mogla podesiti visina pričvršćivanja brojila od 160 do 230 mm od linije koja spaja

donje dvije točke za pričvršćivanje gornji element za pričvršćivanje brojila je klizni (Sl.2.2.).

Sl. 2.3. Gornji element za pričvršćivanje brojila

2.2. Priključnica brojila Sastoji se od priključne i pomoćne stezaljke, a kod brojila MT831 može ako se zahtjeva

sadržavati i ulazno-izlazni i komunikacijski modul. Priključnice za izravno priključena brojila i

brojila priključenih preko mjernih transformatora se razlikuju prema konfiguraciji. Na zahtjev se

u brojilo mogu ugraditi pomoćne naponske stezaljke za napajanje vanjskog uređaja koji se

postavlja na priključnicu brojila i detektor otvaranja poklopca priključnice. Shema priključivanja

brojila nalazi se na unutarnjoj strani poklopca priključnice koji se pričvršćuje pomoću dva

plombirana vijka.

5

Brojila koja su izravno priključena imaju stezaljke koje su univerzalne za sve oblike i presjeke

priključnih vodiča poprečnog presjeka do 35 mm². Strujne stezaljke (1, 3, 4, 6, 7, 9, 10-11) su od

pocinčanog željeza sa promjerom otvora od 9,5 mm i omogućavaju kvalitetu kontakta bez obzira

jesu li priključni vodiči od bakra ili od aluminija. Jedan vijak po stezaljci skraćuje vrijeme

postavljanja brojila na terenu, a zbog neizravnog pritiska na žicu ne oštećuje je.

Sl. 2.4. Strujne stezaljke direktno priključenih brojila

Zatim imamo klizne naponske mostove koji su samokočeći i omogućavaju jednostavno

razdvajanje naponskih grana od strujnih grana brojila. Preko naponskih mostova napajaju se

naponske grane izravno priključenih brojila. Naponski mostovi se nalaze u krajnjem donjem

položaju (uklopljen kontakt) kada se nalaze u normalnom režimu rada dok se prilikom

baždarenja odnosno provjere točnosti brojila nalaze u krajnjem gornjem položaju (isklopljen

kontakt).

Sl. 2.5. Klizači naponskih mostova kod direktnih brojila

Naponski mostovi se prema zahtjevu mogu ugraditi ispod poklopca brojila, a također i pomoćne

stezaljke se ugrađuju prema zahtjevu kupca. Brojilo MT830 ima najviše 6 pomoćnih stezaljki sa

desne strane od strujnih stezaljki.

Sl. 2.6. Pomoćne stezaljke brojila MT830

6

Kod brojila MT831 priključnica ima još i ulazno-izlazni i/ili komunikacijski modul, ako kupac

zahtjeva prilikom kupnje dodatne funkcije brojila.

Sl. 2.7. Priključnica direktnog brojila MT831 sa ugrađenim

ulazno-izlaznim i komunikacijskim modulom

1. Strujne stezaljke 3. Ulazno – izlazni modul

2. Pomoćne stezaljke 4. Komunikacijski modul

5. Dodatne naponske stezaljke za napajanje vanjskog uređaja

Transformatorska brojila imaju priključne stezaljke promjera 5 mm, koje su niklovane kod

tropskih verzija brojila. Naponske grane imaju svoje priključne stezaljke (2, 5, 8), a vodiči su

pričvršćeni sa dva vijka u priključnim stezaljkama.[1]

2.3. Glavne karakteristike brojila Karakteristike brojila MT830 i MT831 su sljedeće:

- Mjerenje aktivne energije i maksimalne snage u dva smjera protoka energije

- Mjerenje reaktivne energije i maksimalne snage u četiri kvadranta i/ili zbroja pojedinih

kvadranta (npr. Q1+Q2+Q3+Q4)

- Mjerenje prividne energije i maksimalne snage u dva smjera protoka energije

- Izračunavanje kumulativne maksimalne snage

- Mjerenje i prikazivanje parametara kvalitete energije:

7

- efektivne vrijednosti faznih napona

- efektivne vrijednosti faznih struja

- viših harmonika u naponu (do 15 harmonika)

- faktora snage

- nestanak napona mreže

- oscilacije napona

- Višetarifno registriranje

- Registriranje vremenskih profila

- Registriranje događaja u knjigu događaja

- Zaslon prema VDEW specifikaciji omogućava:

- automatski režim prikazivanja osnovnih podataka

- ručni režim prikazivanja podataka (prikaz podataka registara (Std dAtA) i prikaz

podataka registratora krivulji opterećenja (LoAd ProFiLE))

- prikaz podataka na zaslonu kada brojilo nije priključeno na mrežu ili nema napona u

mreži (opcija)

- Indikacije – svjetleće diode (imp/kWh, imp/kvarh) i zaslon (prisutnost faznih napona,

smjer protoka energije, 11 signalnih zastavica za indikaciju statusa brojila i alarma

- Komunikacijski kanali:

- infracrveni optički port za lokalno očitavanje i programiranje brojila prema

IEC 62056-21 (IEC 61107)

- serijsko sučelje CS ili RS-232 ili RS-485

- komunikacijski modul

- Upravljački i/ili impulsni ulazi/izlazi realizirani pomoću 6 pomoćnih stezaljki na desnoj

strani priključnice (mogući kod svih tipova brojila)

- komunikacijski port {CS (2 stezaljke) ili RS-485 (2 stezaljke) ili RS-232 (3 stezaljke)}

8

- dva upravljačka ulaza (3 stezaljke – moguće funkcije: za prebacivanje tarifa ili za

okidanje mjernog perioda za snagu MPE)

- četiri izlazne stezaljke (5 stezaljki – moguće funkcije: impulsni izlazi, prebacivanje

tarifa vanjskih brojila)

- priključivanje vanjskog izvora napajanja brojila (2 stezaljke)

- Kod tipa MT831 – Modularna konstrukcija za funkcionalnu nadogradnju brojila

- ulazno – izlazni modul (opcija): 11 pomoćnih stezaljki na modulu, standardna verzija

(1 ulaz + 1 izlaz + 4 izlaza), najviše dva impulsna ulaza (mogu se registrirati i kao

krivulje opterećenja)

- komunikacijski modul (opcija): sučelje RS-232, sučelje RS-485, sučelje RS-232+RS-

485+CS (aktivan), PSTN modem, PSTN modem+RS-485+CS (aktivan), ISDN modem,

ISDN modem+RS-485+CS (aktivan), GSM modem, GSm modem+RS-485+CS

(aktivan), ETHERNET, ETHERNET+RS-485+CS (aktivan)

- Sprječavanje zloupotrebe brojila: detektor otvaranja poklopca brojila i priključnice

(opcija), četvrti mjerni sustav na nul-provodniku (opcija), zaštita promjene parametara

brojila pomoću lozinke, registriranje pogrešno upisane lozinke, registriranje promjene

parametara brojila, promjene vremena i datuma i datuma unutarnjeg sata kao i izvođenje

obračunskog reseta brojila

- Strujne stezaljke kod brojila za izravno priključenje omogućavaju brzo priključivanje

brojila na mrežu, osiguravaju kvalitetu kontakta sa strujnim provodnicima bez obzira na

njihovu vrstu, ne oštećuju provodnik

- Naponski mostovi kod brojila za izravno priključenje omogućavaju jednostavno

razdvajanje naponskih od strujnih grana brojila i mogu biti ugrađeni u priključnici ili pod

poklopcem brojila [1]

9

3. MJERNI SUSTAV BROJILA

Sl. 3.1. Blok shema brojila MT830 i MT831

Brojilo MT831 ima ugrađena tri mjerna sustava, a brojilo MT830 ima dva ugrađena mjerna

sustava. Kako bi se spriječila zloupotreba brojila, na zahtjev može se u nul-provodnik ugraditi i

četvrti (MT831), odnosno treći (MT830) mjerni sustav za registriranje energije koju bi netko

pokušao koristiti postavljanjem dodatnog uzemljenja.

Sl. 3.2. Mjerni sustav brojila

10

Mjerni sustav temelji se na zavojnici Rogowski koja mjeri promjene induciranog napona. Ona

nam služi kao strujni senzor (strujni transformator sa zračnom jezgrom gdje se inducira napon

zbog promjenjivog magnetskog polja). Kao naponski senzor nam služi otpornički djelitelj

napona. Zatim se ti signali struje i napona odvode na A/D pretvarače, pa se digitalne vrijednosti

množe i tako dobije trenutna snaga, koja se dalje obrađuje u mikroračunalu.

Sl. 3.3. Zavojnica Rogowski

Na slici vidimo kako se zavojnica sastoji od nosača (1), strujne petlje brojila (2), dvije zavojnice

Rogowski (3) i ploče sa tiskanim krugovima (4). Konstrukcija strujnog senzora omogućava

mjerenje struje, a pri tome vanjska elektromagnetska polja ne utječu na točnost mjerenja. Mjerni

sustav osigurava široki mjerni i temperaturni opseg brojila, zatim zanemariv utjecaj smetnji i

utjecajnih veličina. Osigurava i veliku vremensku stabilnost, tako da ponovno baždarenje brojila

tijekom vremena upotrebe nije potrebno. Zatim osigurava dug životni vijek i veliku pouzdanost

rada brojila u eksploataciji. Trofazno trosustavno brojilo može se također ugraditi u trofaznu ili

jednofaznu mrežu gdje mjeri energiju sa deklariranom točnošću. Identično brojilo se može

koristiti za sve fazne napone u opsegu od 57,7 V do 240 V (tzv. multi-range). Mjerni sustav

mjeri inducirani napon na mjernim zavojnicama koji je proporcionalan struji na ulazu. Prva

zavojnica mjeri „opterećenje“ energije, a druga je kompenzacijska zavojnica koja mjeri vanjske

poremećaje. Kompenzacijska vrijednost je oduzeta od mjernog elementa. Izlazni signal iz

zavojnice Rogowski je povezan na ulaz mjerenja integrirane struje. Signal je integriran, pojačan i

pomnožen sa izmjerenim naponom i poslan u mikroprocesor.

11

Sl. 3.4. Mjerni princip

�� = ��� + ��� ∝ � (3-1)

���,� = −� ∙ ��,�

�= −� ∙

�∙ ��,�

� (3-2)

Prikazani izrazi (3-1) i (3-2) vezani su uz mjerni princip brojila prema slici 3.4.

Senzori i krugovi su zaštićeni od prenapona. Utjecaj količine poremećaja je neznatan, što

osigurava visoku pouzdanost.[3]

Sl.3.5. Primjer priključenog brojila u mreži

12

3.1. Mjerenje i registriranje energije i snage Brojilo mjeri i registrira električnu energiju i snagu u trofaznim četverožičnim mrežama i u

trofaznim trožičnim mrežama. U trofaznim trožičnim mrežama može mjeriti po fazama L1, L2,

L3 (R, S, T) i trofazno (Σ Li). Zatim trofazno može mjeriti u jednom smjeru protoka energije

(primljena energija A+, R+), u dva smjera protoka energije (primljena energija A+, R+ i predana

energija A-, R-) i sumu apsolutnih vrijednosti energija registriranih po fazama |A| i |R|. Brojilo

reaktivne energije može mjeriti energiju u umjetnom ili prirodnom spoju. U slučaju umjetnog

spoja fazne struje se množe sa međufaznim naponom između druge dvije faze. Zbog toga pri

tome spoju treba paziti na pravilan redoslijed priključivanja faznih provodnika, jer u suprotnom

se reaktivna energija ne mjeri pravilno i registrira se u pogrešnom kvadrantu. U slučaju prekida

jednog faznog provodnika reaktivna energija će se također u druge dvije faze pogrešno

registrirati. Ako brojilo mjeri točno aktivnu energiju, a za reaktivnu energiju se sumnja da se

mjeri pogrešno, potrebno je najprije provjeriti pravilan redoslijed priključivanja faznih

provodnika na brojilu, a kod transformatorskih brojila pravilan redoslijed i polaritet

priključivanja na mjernim transformatorima. Za razliku od umjetnog spoja kod prirodnog se

međusobno množe fazne struje i naponi iste faze, pri čemu se u brojilu izvrši pomicanje faznih

kutova između njih za 90°. Kod ovog slučaja nestaju svi problemi koji postoje kod umjetnog

spoja brojila reaktivne energije, pa se ona može mjeriti i jednofazno. Redoslijed faznih napona

ne utječe na točnost mjerenja aktivne energije. Prilikom narudžbe kupac može odabrati kakav

spoj brojila reaktivne energije želi: umjetni ili prirodni.

Kod mjerenja maksimalne snage unutarnji sat generira mjerni period za izračunavanje snage.

Snaga se izračunava kao srednja vrijednost na mjernom periodu, a mjerni period se u brojilu

može podesiti u opsegu od 1 do 60 minuta i može biti određen kao stalan ili kotrljajući. Kod

konstantnog mjernog perioda novi mjerni period započinje u trenutku završetka prethodnog

mjernog perioda, a kod kotrljajućeg mjernog perioda on je razbijen na n (n=2, 3, 4, ...)

podintervala, pa se na početku svakog podintervala okida novi mjerni period za snagu. Prilikom

završetka mjernog perioda izračunata snaga se iz registra tekućeg mjernog perioda premjesti u

registar upravo završenog mjernog perioda i uspoređuje sa vrijednošću upisanom u registru

najveće snage u obračunskom periodu. Ako je nova izračunata snaga veća od vrijednosti u

registru maksimalne snage, tada se u registar unosi nova vrijednost, dok se u suprotnom zadržava

stara vrijednost. Pri obračunskom resetu brojila na taj se način registrira i maksimalna snaga.

Mogu se izračunati maksimalne snage za aktivne energije u oba smjera protoka energije, za

reaktivne energije u sva četiri kvadranta i za prividne energije u oba smjera protoka energije.

13

Maksimalne snage se registriraju po pojedinim tarifama, a kao kontrolni podatak se izračunavaju

njihove kumulativne vrijednosti kao zbroj odgovarajućih snaga registriranih u svim obračunskim

razdobljima od priključenja brojila na mrežu. Na zahtjev u tvornici se može programirati da se

snaga ne mjeri za određeno vrijeme koje slijedi nestanku napona u mreži i ova funkcija se ne

može naknadno onemogućiti.

Za višetarifno registriranje unutarnji sat omogućava kompleksne dnevne i tjedne tarifne

programe, kao i više sezona tijekom godine. Registriranje energije i snage brojilo omogućava po

različitim tarifnim shemama, pri čemu se za obe veličine može definirati najviše četiri tarife, a za

memoriranje izmjerenih veličina po tarifama na raspolaganju su 64 registra. Vrijeme

prebacivanja tarifa određuje se pomoću unutarnjeg sata satom i minutom, pri čemu je minimalno

vrijeme između dva prebacivanja tarife 1 minuta. Broj razdoblja tijekom dana u kojima važi

određena tarifa ili tarife je osam, a također broj tipova dana i sezona tijekom godine je osam.

Osim toga može se odrediti i 30 praznika, uključujući i praznike vezane na mjesečev kalendar, za

koje važi drugačiji tarifni program od uobičajenog za taj dan u tjednu. Pored trenutno važećeg

programa prebacivanja tarifa može se odrediti i tzv. spavajući program prebacivanja tarife, koji

se aktiviraju na datum upisan u memoriji brojila. Kalendar u satu realnog vremena važi sto

godina.

Sat realnog vremena sadrži unutarnji kalendar, koji osigurava informacije o godini, prijestupnoj

godini, mjesecu, danu, danu u tjednu, satu, minuti i sekundi. Bazira se na kristalu kvarca sa

frekvencijom 32,768 kHz. Točnost sata odgovara standardu za uklopne satove IEC 62054-21

(stara oznaka IEC 62038). Kao rezervni izvor napajanja služi superkondenzator, a na poseban

zahtjev pored njega se ugrađuje i litijska baterija. Superkondenzator osigurava satu rezervu rada

250 sati, pri čemu je potrebno da je brojilo prethodno bilo priključeno na mrežni napon najmanje

60 minuta. Litijska baterija osigurava rezervu rada sata 3 godine, pri čemu je njezin vijek trajanja

10 godina. Sat realnog vremena generira mjerne periode za izračunavanje snage i za registriranje

krivulja opterećenja, omogućava izvođenje tarifnih programa, prebacivanje sezona, prelazak sa

zimskog na ljetno vrijeme o obrnuto, vremenski znak (datum i vrijeme) za maksimalne snage i

događaje.[1]

3.2. Sastavni dijelovi brojila Sastavni dijelovi brojila su:

- Mikroračunalo prima signale od mjernih sustava, obrađuje ih i generira vrijednosti za

izmjerenu energiju i rezultate memorira u registrima energije za pojedine tarife. Pravilno

14

djelovanje mikroračunala nadzire nadzorni integrirani krug Watch-dog. Svi mjerni podaci i

podešeni parametri brojila se čuvaju u trajnoj memoriji, tako kako se ne bi izgubili u slučaju

nestanka napona u mreži. Mikroračunalo nam omogućava djelovanje brojila prema specifikaciji

kupca, memoriranje parametara brojila i mjernih podataka, izračunavanje prosječnih snaga u

mjernom periodu, izračunavanje maksimalnih snaga u obračunskom razdoblju (mjesecu) i

njihovih kumulativnih vrijednosti. Na zahtjev, vrši kompenziranje mjernih grešaka strujnih i

naponskih transformatora mjernim rezultatima. Zatim omogućava registriranje događaja, statusa

i alarma brojila u knjigu događaja. Osim mjerenja faznih napona i struja omogućava i mjerenje

viših harmonika i frekvencije. Pomoću mikroračunala imamo nadzorne i upravljačke funkcije

brojila vezane na mjerenje faznih napona, dvosmjernu lokalnu komunikaciju preko optičkog

porta i dvosmjernu daljinsku komunikaciju preko nekog od sučelja ili modema (ako je ugrađen).

- Registrator vremenskih profila kojeg nam omogućava mikroračunalo u brojilo je ugrađen sa

najviše 12 kanala. Registracijski period krivulje opterećenja može se podesiti u opsegu od 1 do

120 minuta. U njemu su podaci opremljeni sa vremenskim znakom (datum i vrijeme kraja

registracijskog perioda), statusom brojila u zadnjem periodu registriranja i kontrolnom sumom.

Kapacitet registratora sa četiri kanala i 15 minutnim registracijskim periodom je 186 dana. U

njemu se mogu registrirati vremenski profili aktivne i prividne snage ili energije po fazama i/ili

trofazno u oba smjera protoka energije, reaktivne snage ili energije u četiri kvadranta ili u

kombiniranim kvadrantima, efektivne vrijednosti faznih napona, faktore totalnog izobličenja

faznih napona i pojedine statuse brojila (nestanak mrežnog napona, alarmi, itd.)

- Brojilo ima mogućnost registriranja 256 događaja i statusa brojila u tzv. knjigu događaja,

koja je organizirana kao FIFO memorija, tako da je uvijek na raspolaganju posljednjih 256

događaja, koji su opremljeni vremenskim znakom (datum i vrijeme) njihovog nastupanja. U

knjizi događaja mogu se registrirati kobne greške brojila, obračunsko resetiranje brojila,

podešavanje vremena unutarnjeg sata, nestanak i ponovno uspostavljanje napona u mreži,

izbrisani registri knjige događaja i registratora krivulja opterećenja, nestanak i ponovna

uspostava napona u pojedinim fazama i otvaranje poklopca priključnice i brojila. Ukoliko

nastupi kobna greška brojilo treba poslati proizvođaču ili ovlaštenom servisu na ispitivanje i

popravak.

Brojilo ima i mogućnost registriranja obračunskih podataka za protekla obračunska razdoblja

(broj obračunskih razdoblja za koje se čuvaju obračunski podatci podešava se u tvornici prema

zahtjevu kupca, odnosno na 15 razdoblja ako nema zahtjeva i ne može se naknadno promijeniti).

15

Mjerni podaci proteklih obračunskih razdoblja (mjeseci) se čuvaju u FIFO memoriji, tako kako

bi uvijek bili na raspolaganju za određeni broj posljednjih obračunskih razdoblja, bez obzira je li

obračunski reset brojila bio izvršen ručno pomoću unutarnjeg sata ili daljinski preko

komunikacijskog kanala. Mjerni podaci proteklih obračunskih razdoblja se ne prikazuju na

zaslonu nego se mogu očitati samo preko komunikacijskih kanala, tj. preko optičkog porta,

sučelja i modema (ako je ugrađen).

- Stupanj za napajanje brojila je prekidačkog tipa, što omogućava brojilu da pravilno radi u

širokom naponskom opsegu od 57,7 V do 240 V. Stupanj omogućava da brojilo pravilno djeluje

i kada je brojilo priključeno samo na jednu fazu, a pri tome je napon u mreži samo 80% nazivnog

napona. U slučaju da kupac tako želi u brojilo se ugrađuje ulaz za vanjsko napajanje brojila, pri

čemu izvor napajanja može biti izmjeničan ili istosmjeran napon u opsegu od 57,7 V do 240 V.

Isto tako na zahtjev kupca brojilo se može dodatno opremiti sa modulom za lokalno očitavanje

brojila u beznaponskom stanju. U tom slučaju brojilo se može lokalno očitati preko optičkog

porta u beznaponskom stanju, ako se prilikom toga koristi Iskraemecova optička sonda 5 i

osobno računalo sa USB sučeljem. U brojilo je u blizini optičkog porta ugrađen sekundar

transformatora pomoćnog napajanja, a primar transformatora je ugrađen u optičku sondu 5, koja

je preko USB priključka spojena na PC. Kada se optička glava pričvrsti na optički port, USB

port računala služi kao izvor pomoćnog napona, koji daje dovoljno energije kako bi se mogli

očitati podaci iz brojila u beznaponskom stanju preko optičkog porta i na zaslonu pomoću tipke

Poziv.[1]

16

Sl. 3.6. Brojilo sa pričvršćenom optičkom sondom 5

- Zaslon od tekućeg kristala je 7-segmentni, sa dodatnim znacima, a odgovara zahtjevima

VDEW preporuka. Veliki znakovi, širok kut vidljivosti i mogućnost osvjetljavanja omogućavaju

lako očitavanje podataka. Prikaz podataka na zaslonu se upravlja izbornicima pomoću dvije tipke

na prednjoj strani brojila.

Sl.3.7. Izgled zaslona od tekućeg kristala

Podatci su prikazani u desnom donjem kutu pomoću osam alfanumeričkih znakova. Format

prikazanih podataka, kao i koji podaci se prikazuju na zaslonu može se programirati. Mjerni

podaci transformatorskih brojila mogu biti prikazani kao primarni, poluprimarni ili sekundarni.

Prilikom prikazivanja podataka za identifikaciju koristi se OBIS kod (prema IEC 62056-61), a

prikazan je u lijevom donjem kutu pomoću pet alfanumeričkih znakova. U gornjem lijevom kutu

prikazan je indikator smjera protoka energije odnosno kvadranta. Fizikalna jedinica prikazanoga

podatka nalazi se u gornjem desnom kutu. Na sredini gornjega reda prikazan je indikator

17

prisutnosti faznih napona L1, L2 i L3 (ako napon nije prisutan u određenoj fazi, tada indikator te

faze nije prikazan na zaslonu). Ako indikatori faznih napona trepere, znači da imamo suprotan

redoslijed faznih napona. U donjem redu imamo jedanaest signalnih zastavica koje pokazuju

trenutno važeću tarifu, statuse brojila i alarme. Značenje pojedinih zastavica je ispisano na

natpisnoj ploči neposredno ispod svake signalne zastavice. Mjerni podaci se mogu prikazati u

automatskom i u načinu prikazivanja na poziv. Prilikom automatskog načina prikazivanja

podatci se sa liste Auto scroll sequence prikazuju u krug, pri čemu je svaki podatak prikazan 10 s

(može se podesiti i drugo vrijeme u tvornici). Za prikazivanje podataka na poziv treba svaki put

pritisnuti crnu tipku kako bi se prikazao sljedeći podatak sa liste Manual scroll sequence, koji se

prikazuje do sljedećeg pritiska na tipku Poziv, odnosno dok ne istekne vrijeme automatskog

vraćanja brojila u automatski način prikazivanja.

Za osvjetljenje zaslona potrebno je kratko pritisnuti crnu tipku. Zaslon se testira kako bi se

provjerilo da svi njegovi dijelovi rade ispravno. U načinu automatskog prikazivanja podataka

treba crnu tipku dva puta kratko pritisnuti, testiranje zaslona traje 10 sekundi, pri čemu se

prikažu svi dijelovi zaslona. Nakon završetka testiranja brojilo se vrati u režim automatskog

prikazivanja.

Sl.3.8. Testiranje zaslona

Kako bi se podaci prikazali na zahtjev brojilo se dovodi u režim testiranja zaslona i tijekom

vremena testiranja kratko se pritisne crna tipka. Na zaslonu se pojavi Std-dAtA, što je znak da je

se ušlo u izbornik za biranje prikazivanja podataka na zahtjev ili prikazivanje podataka

registratora krivulje opterećenja.

Sl.3.9. Prikaz podataka na zahtjev

Za ulazak u izbornik prikazivanja podataka na zahtjev duže pritisnuti crnu tipku (od 2 s do 5 s),

nakon čega se na zaslonu prikaže prvi podatak iz liste podataka na zahtjev. Za svaki sljedeći

18

podatak sa liste treba kratko pritisnuti crnu tipku. Kako bi se napustio način prikaza podataka na

zahtjev treba duže pritisnuti crnu tipku ( duže od 5 s).

Kada se crna tipka pritisne kratko u vremenu kada je na zaslonu prikazano Std-dAtA, tada će se

na zaslonu prikazati naziv P1.0 izbornika za prikaz podataka registratora krivulje opterećenja.

Sl.3.10. Izbornik registratora krivulje opterećenja

Za ulazak u izbornik treba dugo (od 2 s do 5 s) pritisnuti crnu tipku, nakon čega će se na zaslonu

prikazati datum posljednjeg dana za koji registrator ima podatke krivulje opterećenja. Prilikom

svakog pritiska na crnu tipku prikazati će se datum za jedan dan unazad sve do datuma prvog

dana za koje postoje podaci krivulje opterećenja. Kada imamo prikazan datum i vrijeme na

zaslonu za koje se žele vidjeti podaci potrebno je dugo pritisnuti crnu tipku, nakon čega će se

prikazati podatak u tom registracijskom periodu za prvi kanal. Sljedećim kratkim pritiscima na

tipku prikazuju se podaci ostalih kanala za taj period. Kada se prikažu podaci za sve kanale

ponovni pritisak na tipku prikazati će datum i vrijeme za jedan registracijski period unazad.

Sl.3.11. Primjer posljednjeg datuma i mjernog perioda za koje postoje podaci

Sl.3.12. Primjer podatka prvog kanala za izabrani datum i vrijeme

Prema slici 3.11. imamo prikaz ukupne primljene aktivne snage A+ ( registar 1.5; 12.345 kW).

Kako bi napustili prikaz podataka krivulji opterećenja pritišćemo tipku duže od 5 s, odnosno ako

se došlo do prikaza za određeni datum treba tri puta uzastopno duže pritisnuti crnu tipku

19

(podatak krivulje opterećenja-datum-naslov krivulji opterećenja-automatski načina prikaza

podataka).

U slučaju da je potrebno programiranje brojila na terenu, brojilo se dovodi u stanje testiranja

zaslona i za vrijeme testiranja pritisne se crvena tipka. Na zaslonu će se pojaviti naziv izbornika

SEt, čime se ušlo u izbornik za biranje režim rada programiranja brojila ili za testiranje brojila

(funkcija tESt) prilikom čega se vrijednosti registara energije prikazuju sa povećanom

rezolucijom.

Sl.3.13. Izbornik SEt

Zatim kako bi vršili programiranje brojila na terenu treba duže pritisnuti crnu tipku, kada će se

na zaslonu prikazati prvi parametar koji se može programirati. Preko optičkog porta mogu se

podesiti oni parametri brojila koji su definirani u listi parametara za programiranje na terenu. Uz

pomoć crne i crvene tipke mogu se podešavati vrijeme i datum unutarnjeg sata i brzina prijenosa

podataka preko optičkog porta. Kada je na zaslonu prikazano SEt pritiskom kratko na crnu tipku

na zaslonu će se prikazati naslov tESt načina za prikazivanje vrijednosti registara energija sa

povećanom rezolucijom. Na taj način se skraćuje vrijeme provjere točnosti brojila pri malim

opterećenjima. Programiranje brojila na terenu napušta se produženim pritiskom na crni taster.

Ako se crna tipka pritisne kratko na zaslonu će se ponovno prikazati naslov SEt funkcije

programiranja na terenu.

- Tipke i svjetleće diode:

Na prednjoj strani brojila nalaze se dvije svjetleće diode. Lijeva dioda služi za baždarenje i

provjeru točnosti brojila aktivne energije, a desna dioda se može programirati kako bi služila za

baždarenje i provjeru bilo brojila reaktivne bilo prividne energije. Frekvencija emitiranih

impulsa na svjetlećim diodama je proporcionalna angažiranoj aktivnoj i reaktivnoj (odnosno

prividnoj) snazi i zavisi i od podešene konstante brojila. Širina impulsa je 30 ms dok konstanta

brojila ovisi od osnovne struje brojila i vrijednosti faznih napona. Na zahtjev mogu se podesiti

širi impulsi i manje impulsne konstante, a prilikom toga treba paziti kako ne bi došlo do

20

preklapanja impulsa pri maksimalnom opterećenju. U slučaju da diode ne emitiraju impulse već

trajno svijetle, znači da je opterećenje manje od proradne struje brojila, a napon je prisutan.

Na brojilo su postavljene dvije tipke:

RESET je crvena tipka koja ima zasun sa mogućnošću plombiranja u blokiranom položaju

nezavisno od poklopca brojila. Osnovna funkcija ove tipke je ručno izvođenje reseta brojila.

Kako bi se izvršio ručni obračunski reset brojila i na taj način brojilo pripremilo za novi

obračunski period, treba skinuti plombu sa zasuna crvene tipke, izvući ga lijevo. Pa pritisnuti

tipku kada je brojilo u načinu automatskog prikazivanja podataka. Mikroračunalo će onda

pričekati da se završi tekući mjerni period za snagu, pa tek onda izvršiti obračunsko resetiranje

brojila. Dok se čeka na izvršenje obračunskog reseta trepće signalna zastavica BR, a u to se

vrijeme podaci iz registara za tekući mjesec prenesu u registre za prošli mjesec, registri za tekući

mjesec se izbrišu, a brojač izvršenih reseta se poveća za jedan. Kako se ne bi zloupotrebljavala

tipka Reset, kada se izvrši obračunski reset crvena tipka nije u funkciji u trajanju jednoga

mjernog perioda za snagu. U vrijeme trajanja tog jednog perioda pritiskom na tipku neće se

izvršiti resetiranje brojila. Nakon završenog ručnog resetiranja potrebno je crvenu tipku blokirati

zasunom i plombirati. U slučaju da je takav zahtjev može se funkcija izvođenja ručnog

obračunskog resetiranja brojila softverski onemogućiti. Kod crvene tipke dužina pritiska ne

utječe na njenu funkciju.

POZIV je crna tipka koja je uvijek dostupna. Osnovna funkcija ove tipke je prikazivanje

podataka na zahtjev. Za razliku od crvene tipke kod koje dužina pritiska ne utječe na funkciju,

kod crne tipke razlikujemo tri dužine pritiska:

a) kratka- dužina pritiska kraća od 2 s čime se prikaže sljedeći podatak u izborniku.

b) dug- pritisak duži od 2 s i kraći od 5 s čime se izabire podizbornik ili funkcija čije je ime

prikazano na zaslonu.

c) produženi- dužina pritiska duža od 5s čime se brojilo vrati jednu razinu više (npr. ako se

radilo na trećoj razini, tada treba crnu tipku tri puta pritisnuti i svaki put je držati

pritisnutom duže od 5 s kako bi se vratili natrag na automatski način prikaza podataka).

Ovisno od dužine pritiska na obe tipke i kombinacije pritiska tipke omogućavaju:

- biranje režima rada brojila

- osvjetljenje i provjeravanje ispravnosti zaslona

- listanje mjernih rezultata i podešenih parametara brojila

21

- izvođenje ručnog obračunskog reseta brojila

- podešavanje parametara brojila

- resetiranje alarma

Osim ove dvije tipke brojila imaju ugrađenu i Param tipku, koja se nalazi ispod poklopca brojila.

Pritiskom na nju može se ući u režim programiranja brojila u laboratoriju i služi kao hardverski

ključ za zaštitu brojila od neovlaštenih intervencija.[1]

3.3. Komunikacijski kanali, ulazi i izlazi Brojilo je opremljeno sa sljedećim komunikacijskim kanalima:

1. Optičkim portom (sl.3.5.) koji se nalazi na lijevoj strani brojila (infracrveni optički port)

koji odgovara standardu IEC 62056-21, a služi za lokalno podešavanje parametara

brojila, očitavanje podataka i izvršavanje određenih naredbi. Način komunikacije koji se

koriste je serijski asinkroni uz brzine prijenosa od 300 bit/s do 19200 bit/s. Ako je brzina

prijenosa podataka optičke sonde manja od 19200 bit/s, tada je najveća brzina prijenosa

podataka maksimalna brzina prijenosa podataka optičke sonde. Podešavanjem veće

brzine prijenosa podataka komunikacija preko optičkog porta neće biti moguća.[1]

2. CS sučelje (20 mA strujna petlja prema DIN 66348 standardu) ugrađuje se na zahtjev

kupca i namijenjeno je za daljinsko očitavanje podataka i programiranje brojila. Kod

brojila MT830 za njega se koriste dvije pomoćne stezaljke dok se kod brojila MT831

nalazi na komunikacijskom modulu. Način komunikacije je serijski asinkroni uz

maksimalnu brzinu prijenosa podataka 9600 bit/s. Najviše možemo priključiti 4 brojila u

strujnu petlju, koja može biti dužine do 1500 m. Ako je dužina petlje manja može se

priključiti najviše 6 brojila. CS sučelje se može koristiti i za SCADA.

3. RS232 sučelje ugrađuje se u brojilo na zahtjev kupca i namijenjen je za daljinsko

očitavanje podataka i programiranje brojila. Za njega se kod brojila MT830 koriste tri

pomoćne stezaljke, a kod brojila MT831 nalazi se na komunikacijskom modulu. I kod

njega je način komunikacije serijski asinkroni uz maksimalnu brzinu prijenosa podataka

od 19200 bit/s. Sučelje RS232 služi za priključivanje vanjskog modema koji ne smije biti

udaljen više od 15 m.

4. RS485 sučelje također se ugrađuje u brojilo na zahtjev kupca i namijenjen je za daljinsko

očitavanje podataka i programiranje brojila. Koristi dvije pomoćne stezaljke kod brojila

MT830 dok se kod brojila MT831 nalazi na komunikacijskom modulu. Može se 31

brojilo priključiti na jedan komunikator sa ugrađenim RS485 sučeljem i prilikom toga

22

koristi se arhitektura nadređeni-podređeni uređaj. Komunikator je tada nadređeni uređaj,

a brojila su podređeni uređaji. Prijenos podataka odvija se maksimalnom brzinom od

9600 bit/s, a razmak između brojila i komunikatora ne smije biti veće od 1200 m. Sučelje

RS485 se također može koristiti za SCADA.

5. Komunikacijski modul ugrađuje se u brojilo MT831 na zahtjev kupca sa jednim ili dva

sučelja, telefonskim modemom (PSTN, ISDN, GSM), jednim sučeljem i modemom,

Ethernetom i/ili sučeljem i Ethernetom. MT831 može se isporučiti i bez komunikacijskog

modula, a on se može i naknadno ugraditi u brojilo na terenu ili zamijeniti drugim

modulom od nekih komunikacijskih modula. Kada se ugradi u brojilo on preko sabirnice

šalje identifikacijski kod. Mikroračunalo prepoznaje koji komunikacijski modul je

ugrađen u brojilo i automatski počinje koristiti njegovo sučelje i/ili modem, odnosno

Ethernet. U slučaju kvara na komunikacijskom modulu neće se poremetiti pravilno

djelovanje samoga brojila.

Sl.3.14. Komunikacijski modul

Za komunikaciju sa brojilom koriste se IEC 62056-21 (stara oznaka IEC 61107) mod C sa

lozinkom i IEC 870-5-102.[1]

23

Sl.3.15. GSM komunikacijski modul

Na slici je prikazan GSM komunikacijski modul gdje su označeni utor za SIM karticu (1) i

priključak za antenu (2). SIM kartica se ubacuje u utor, a njoj moraju biti omogućeni prijenos

podataka i mora biti bez PIN koda. Zatim se modul ubacuje u brojilo i spaja se antena na njega.

Sl.3.16. Ubacivanje SIM kartice i spajanje antene

Sa DIAG izbornikom na brojilu (pristupa se pomoću crne tipke), može se provjeriti razina

signala (C.C.3, treba biti veća od 17), GSM poslužitelj (C.C.4, 1-domaći poslužitelj i 5-roming) i

kod greške (C.C.5, trebao bi biti 0).[2]

24

Ulazi i izlazi: Na osnovnoj ploči tiskanih krugova nalaze se priključci, koji su izvedeni na

pomoćne stezaljke brojila u priključnici. Oni se koriste za vanjsko napajanje brojila, upravljačke

ulaze, upravljačke ili impulsne izlaze i priključke sučelja.

Za dva upravljačka ulaz njihove se funkcije mogu programirati kao :

- Tarifni ulaz za energiju ili snagu

- Ulaz za izvođenje obračunskog reseta

- Ulaz za sinkroniziranje unutarnjeg sata

- Ulaz za okidanje mjernog perioda za snagu

- Ulaz za sprječavanje mjerenja snage

Treća pomoćna stezaljka koristi se kao zajednička masa za oba ulaza. Upravljački napon

može biti od 80 V do 230 V istosmjerno ili izmjenično.

Za izlaze se mogu upotrijebiti četiri pomoćne stezaljke čija se funkcija može programirati kao:

- Impulsni izlaz za aktivnu, reaktivnu ili prividnu energiju

- Tarifni izlaz za energiju ili snagu

- Izlaz mjernog perioda za snagu

- Izlaz da je spriječeno mjerenje snage

- Izlaz za indiciranje smjera protoka energije

- Alarmni izlaz

- Statusni izlaz (npr. nestanak napona u mreži, fazni napon viši ili niži od podešene

granične vrijednosti, energija u određenom kvadrantu itd.)

Izlazi su optomos releji sa radnim beznaponskim kontaktom. Snaga prebacivanja je 25 W (100

mA, 250 V).

U brojilo MT831 na zahtjev se može ugraditi ulazno-izlazni modul. Također brojilo se može

isporučiti i bez ulazno-izlaznog modula, koji se po potrebi može ugraditi i naknadno u brojilo na

terenu ili zamijeniti sa nekim drugim modulom od ulazno-izlaznih modula. Mikroračunalo

prepoznaje ugrađeni ulazno-izlazni modul i počinje automatski koristiti njegove upravljačke

ulaze i izlaze (eng. plug & play). Modul može biti opremljen sa najviše 11 pomoćnih stezaljki i

zajedno sa 6 pomoćnih stezaljki u priključnici brojila ono se može opremiti sa 6 ulaza i 8 izlaza

ili 14 ulaza (bez izlaza).

25

Sl.3.17. Ulazno-izlazni modul

Ulazi i izlazi se mogu programirati i njihova se funkcija podešava na osnovu zahtjeva kupca

prilikom narudžbe brojila. Kao što je spomenuto brojilu se može programirati 6 ulaza ili svi

ulazi. Dodatno brojilo može imati i dva impulsna ulaza klase B prema standardu IEC 62053-31.

Oni služe za priključivanje dva vanjska brojila sa impulsnim davateljem. Vanjska brojila mogu

biti plinomjer, brojilo toplinske energije ili brojilo električne energije. Njihovi podaci primljeni

preko impulsnih ulaza mogu se registrirati u registratoru vremenskih profila. Za njih se tada

može programirati drugačiji registracijski period od onoga za samo brojilo MT831. Najviše 8

izlaza se može programirati (impulsnih i upravljačkih). Dodatno brojilo može imati i upravljački

izlaz limitatora snage. Kupac može birati da limitator snage radi kao prekidač ili kao regulator u

tri točke. U slučaju kvara na ulazno-izlaznom modulu neće doći do poremećaja djelovanja

samoga brojila.[1]

26

4. SHEME SPOJA BROJILA Brojila MT830 i MT831 mogu se spojiti na dva načina: izravno i neizravno. Neizravni način

spoja ima više načina spajanja.

Sl.4.1. Izravna metoda spoja brojila

Sl.4.2.Neizravna metoda spoja brojila

Na slici 4.2. prikazana je neizravna metoda spoja brojila preko strujnog i naponskog

transformatora.

27

Sl.4.3. Neizravna metoda spoja brojila

Na slici 4.3. prikazane su dvije sheme neizravnog spoja brojila. Lijeva shema predstavlja

neizravan spoj kada je „k“ strujni terminal uzemljen, a desna slika predstavlja neizravan spoj

kada je „l“ strujni terminal uzemljen.[4]

Sl.4.4. Neizravan spoj brojila

Na slici 4.4. prikazan je neizravan spoj brojila koji se može koristiti za maksimalnu nominalnu

vrijednost napona od 3x230 V i jedino sa ubačenom registracijom vektora.

4.1. Povezivanje brojila sa računalom Za spajanje sa računalom biti će prikazana osnovna metoda instalacije modema. Potrebno je

slijediti instrukcije koje je dao proizvođač modema ako ima razlike od informacija koje se nalaze

ovdje. Najučinkovitiji način za korištenje modema sa MeterView-om je ispravna instalacija na

računalu (Windows). Kako bi se uradila instalacija, treba ući u upravljačku ploču Windows-a (ući

u izbornik Start i tamo izabrati Control panel) i pokrenuti Phone and Modem Settings. Izabrati

karticu Modems i tada bi trebao biti prikazan sljedeći prozor.[3]

28

Sl.4.5. Phone and Modems Options prozor

Sadržaj liste modema ovisiti će o trenutnoj konfiguraciji sustava. Za dodavanje modema, kliknuti

Add kako bi vidjeli Add Hardware Wizard (pomoćnika prilikom instalacije) i slijediti prikazane

instrukcije na ekranu. Ako je modem spojen na računalo, dobro bi bilo uraditi provjeru kada se

vrati na Phone and Modem Options prozor. Kako bi to uradili, izabrati novo dodani uređaj i onda

izabrati Properties (svojstva). Izabrati Diagnostics karticu u prozoru i prozor koji približno

izgleda kao slika 4.6. Određeni detalji prikazanog prozora ovise od proizvođača i modela

modema.[3]

29

Sl.4.6. Modem Properties prozor

Izabrati Query Modem kako bi vidjeli da je Command i Response lista ispunjena i da nema

prikazanih poruka sa greškama. Ako modem zahtjeva dodatne naredbe za izabrati pravilno

djelovanje, izabrati Advanced karticu kako bi vidjeli sljedeći prozor.

Sl.4.7. Kartica Advanced

30

Pregledati dokumentaciju modema za dostupne naredbe. Komunikacija sa MT830 i MT831 se

obavlja suglasnosti sa IEC 1107 standardom sa Mode C protokolom. Dalje su prikazane

odgovarajuće postavke modema.

Sl. 4.8. Postavke modema

Potrebno je također provjeriti i FIFO postavke.

Sl.4.9. Postavke komunikacijskog porta

31

Sl.4.10. Napredne postavke za FIFO

32

5. PRIKLJUČIVANJE I ODRŽAVANJE BROJILA Nakon što se brojilo učvrsti na mjerno mjesto vrši se spajanje prema shemi koja se nalazi na

poklopcu priključnice. Kada se izvrši spajanje treba provjeriti indikaciju djelovanja brojila. U

slučaju ako svjetleća dioda svijetli struja opterećenja je manja od proradne struje brojila, a ako

treperi sa frekvencijom proporcionalnom mjerenoj snazi brojilo mjeri i registrira energiju. Ako

dioda ne svijetli brojilo nije pod naponom i treba provjeriti jesu li priključeni strujni provodnici

na brojilo, kod direktnih brojila provjeriti jesu li naponski mostovi u donjem položaju. U slučaju

ako i nakon provjere ovih uvjeta dioda ne svijetli, znači da napon nije prisutan u mreži. Zatim

provjeriti indikaciju faznih napona L1, L2 i L3 i ako su indikatori prikazani postoji napon u

fazama. Ako indikatori trepere, znači da je pogrešan redoslijed priključenih faznih napona

(okretno magnetsko polje vrti se u suprotnom smjeru). Potrebno je ispraviti redoslijed faznih

napona iako to ne utječe na mjerenje aktivne energije, ali utječe na mjerenje brojila reaktivne

energije sa umjetnim spojem i na njeno registriranje u pravilnom kvadrantu. Na kraju još treba

provjeriti datum i vrijeme unutarnjeg sata, izvršiti obračunski reset brojila i plombirati brojilo

(poklopac priključnice i crvenu tipku). Osim plombiranja poklopca priključnice na njega i na

poklopac brojila mogu se ugraditi detektori otvaranja. U slučaju otvaranja poklopaca događaj se

registrira u knjigu događaja zajedno sa datumom i vremenom (ako se to dogodi dok je brojilo u

beznaponskom stanju, kao vrijeme događaja biti će registrirani datum i vrijeme ponovnog

priključivanja brojila na napon).

Pristup registrima obračunskih podataka da bi se vrijednosti promijenile nije moguć. Također svi

parametri brojila su zaštićeni lozinkom od osam znamenki, a svaka promjena parametara se

registrira u trajnoj memoriji zajedno sa datumom i vremenom promjene.

Za servisno programiranje i očitavanje brojila koriste se MeterView (Iskraemeco software),

optička sonda i osobno računalo ( koriste ih poslužitelji koji servisiraju brojila na terenu ili u

laboratoriju). Za obračunsko očitavanje i programiranje na terenu koriste se MeterRead (za sve

vrste ručnih računala koji koriste operacijski sustav Windows CE), optička sonda i džepno

računalo sa Windows CE operacijskim sustavom.

Brojila su napravljena tako da nije potrebno nikakvo održavanje tijekom vremena upotrebe jer

izabrana mjerna metoda, ugrađene komponente i proizvodni postupci garantiraju visoku mjernu

stabilnost, pa ih nije potrebno baždariti tijekom vremena upotrebe. Također i litijska baterija ima

dovoljan kapacitet da podupire sve funkcije za koje je namijenjena tijekom vijeka upotrebe

brojila.[1]

33

5.1. Tehnički podaci Tab.5.1. Tehnički podaci

Klasa točnosti Aktivna energija Reaktivna energija Prividna energija

0.5S (IEC 62053-22) 1 (IEC 62053-21) 2 (IEC 62053-21) 2 baždaren na 1% 2 (IEC 62053-23) 3 (IEC 62053-23) 0.5S (IEC 62053-22) 1 (IEC 62053-21) 2 (IEC 62053-21)

Napon (V) Naponski opseg Nazivna frekvencija

3x57,7/100 ... 3x240/415 0,8 – 1,15 �� 50 Hz ±5% ili 60 Hz ±5%

Struja (A) Osnovna Maksimalna Proradna Osnovna Maksimalna Proradna Osnovna Maksimalna Proradna Struja kratkog spoja

Izravno priključeno brojilo (klasa 1 ili 2) 5 A 120 A 0,004 �� Transformatorska brojila (klasa 1) 5 A 20 A 0,002 �� Transformatorska brojila (klasa 1 ili 0.5S) 5 A ili 1 A 6 A 0,002 �� 30 ����

Izlazi Tip Kontakt Prekidna snaga Impulsni izlaz Širina impulsa Udaljenost prijenosa

OptoMOS relej, beznaponski Radni ili mirni 25 VA (100 mA, 275 V AC) od 10 ms do 2500 ms ( sa korakom od 10 ms) do 1 km

Ulazi Upravljački napon Vlastita potrošnja

50-240 V izmjenično ON: U≥50 V OFF: U<20 V < 2mA pri 50 V < 10 mA pri 240 V

34

Svjetleća dioda Frekvencija impulsa Širina impulsa

≤40 imp/s Približno 30 ms

Komunikacija Optička CS RS232 RS485 Protokoli

max. 19200 bit/s IEC 62056-21 (IEC 61107) max. 9600 bit/s, pasivna, 20 mA strujna petlja prema DIN 66348, dio 1. max. 19200 bit/s max. 9600 bit/s IEC 62056-21 (IEC 61107), mod C sa ili bez lozinke IEC 60870-102-5

Vlastita potrošnja Strujnih grana Naponskih grana Naponskih grana (bojila sa GSM modemom)

< 0,1 VA/fazi 0,5 W/1,1 VA (unutarnje napajanje) 0,2 W/0,4 VA (vanjsko napajanje) max 2,5 W

Sat realnog vremena Točnost (pri 25°C) Rezervno napajanje

≤±6 ppm=≤± 3 min/god super-kondenzator: 1,5 F Li-baterija + super-kondenzator 0,1 F

Registrator vremenskih profila Broj kanala Kapacitet pri 4 kanala i 15 min periodom

max. 12 186 dana

Izvor vanjskog napajanja 50 V-240 V izmjenično ili istosmjerno

EMC Elektrostatičko pražnjenje VF magnetno polje Brzi tranzijenti (burst) Dielektrična čvrstoća Udarni napon

15 kV (IEC 61000-4-2) 10 V/m (IEC 61000-4-3) 4 kV (IEC 61000-4-4) 4 �����, 50 Hz, 1 min 6 kV, 1,2/50 µs

Temperaturni opsezi Radni Skladištenja

-20°C ... +60°C -30°C ... +70°C

35

Moment pritezanja vijka provodnika Izravno priključena brojila Transformatorska brojila

2,5 Nm 1,0 Nm

Dimenzije (v x š x d) 327 x 177 x 90 mm Masa ~ 1,4 kg

5.2. Označavanje brojila i modula Brojila imaju oznaku MT83x-T1 AnmRnmSnm-InVn2Lnm-M3 K013 Z2, a pojašnjenja pojedine oznake predstavljena su u sljedećoj tablici. Također u tablici se nalaze oznake i za ulazno-izlazni i komunikacijski modul, a modul se označava sa MIO Vn2 In Ln1 za ulazno-izlazni i MK 1e za komunikacijski.[1]

Tab.5.2. Oznake brojila i modula

MT83x 0 1

trofazno trosustavno višefunkcionalno četverokvadratno elektronsko brojilo osnovna verzija brojila bez ulazni-izlaznih i/ili komunikacijskih modula modularna verzija brojila

D2 izravno brojilo za max struju 120 A

T1 transformatorsko brojilo za max struju 20 A

A n=3 n=4 n=5 m=1 m=2 m=4

Aktivna energija klasa 0,5S (IEC 62053-22) klasa 1 (IEC 62053-21) klasa 2 (IEC 6205-21) mjerenje energije u jednom smjeru mjerenje energije u jednom smjeru mjerenje apsolutne vrijednosti energije

R n=4 n=5 n=6 m=1 m=2 m=3 m=4 m=5 m=6

Reaktivna energija klasa 2 (IEC 62053-23), kalibriran na 1% klasa 2 (IEC 62053-23) klasa 3 (IEC 62053-23) reaktivna energija u jednom smjeru (Q+=Q1+Q2) reaktivna energija u dva smjera (Q+=Q1+Q2 i Q-=Q3+Q4) reaktivna energija primljena induktivna i predana kapacitivna (Q1 i Q4) reaktivna energija induktivna u dva smjera protoka (Q1 i Q3) reaktivna energija u četiri kvadranta (Q1, Q2, Q3, Q4) reaktivna energija u četiri kvadranta + primljena i predana reaktivna energija (Q1, Q2, Q3, Q4, Q+ i Q-)

S n=3 n=4 n=5 n=6

Prividna energija klasa 0,5S (IEC 62053-22) klasa 1 (IEC 62053-21) klasa 2 (IEC 62053-21) klasa 3 (IEC 62053-21)

36

m=1 m=2 m=3

izračun prividne energije je podesiv tako što se podese parametri brojila prividna energija se izračunava iz U x I prividna energija se izračunava iz �� + ��

I n=1 n=2

Vanjski izvor napajanja izmjenični i istosmjerni napon priključeni preko pomoćnih stezaljki transformator za napajanje pomoću optičke sonde 5 i USB sučelja

V n=1...2 2

Upravljački ulazi broj ulaza upravljački napon je fazni napon

L n=1...4 m=1 m=2

OptoMOS relejni izlaz broj izlaza radni kontakt optoMOS relej

M 2 3

Dodatni uređaj sat realnog vremena+super kondenzator sat realnog vremena +Li baterija+super kondenzator

K 0 1 2 3

Komunikacijski kanali prvi kanal: infracrveni optički port drugi kanal: CS sučelje (20 mA strujna petlja) drugi kanal: sučelje RS232 drugi kanal: sučelje RS485

Z 3

Registrator vremenskih profila kapacitet memorije za vremenske profile 256k FLASH ROM

MIO V n=1...4 2 I n=1...2 L n=1...8 1

Ulazni-izlazni modul Upravljački ulazi broj ulaza upravljački napon je fazni napon Impulsni ulazi broj ulaza OptoMOS relejni izlazi broj izlaza radni kontakt

MK 1 2 3 7 8 9 e

Komunikacijski modul CS sučelje (20 mA strujna petlja) sučelje RS232 sučelje RS485 PSTN modem GSM modem ISDN modem Ethernet

37

6. ZAKLJUČAK Tema ovog završnog rada bila su suvremena elektronska višefunkcionalna trofazna brojila

MT830/MT831 proizvođača Iskraemeco. U radu su se nastojale prikazati sve kvalitete i

prednosti ovih brojila zbog kojih je njihova upotreba dosta raširena kod industrijskih potrošača

električne energije. Jedna od tih prednosti je mogućnost mjerenja aktivne i prividne energije u

oba smjera protoka i reaktivne u sva četiri kvadranta. Ova brojila su napravljena tako da se

omogući njihova jednostavna ugradnja, korištenje i održavanje.

Brojila imaju tri mjerna sustava i namijenjena su za ugradnju u trofaznu električnu mrežu.

Mikroračunalo obrađuje i sprema izmjerene vrijednosti i na zahtjev može ih prikazati na

zaslonu. Do tih podataka može se vrlo jednostavno doći uz pomoć crvene i crne tipke na brojilu

koje su za to namijenjene (pristup parametrima brojila je zaštićen radi moguće zloupotrebe).

MT831 ima mogućnost ugradnje komunikacijskih modula što mu omogućuje izvršavanje

određenih naredbi poput očitavanja podataka i podešavanja parametara brojila i ulazno-izlaznog

modula da bi brojilo dobilo dodatne ulaze i izlaze (funkcija ulaza i izlaza se može podesiti prema

zahtjevu kupca). Brojilo ima mogućnost da se spoji sa računalom putem Iskraemeco-vog

software-a MeterView i na taj način da se vrše radnje nad brojilom.

Kako bi se spriječila moguća zloupotreba na brojilo su postavljeni detektori otvaranja poklopaca

priključnice i brojila i svako otvaranje se registrira i sprema sa datumom i vremenom otvaranja.

Parametri brojila su zaštićeni lozinkom i svaki pokušaj unosa lozinke se također registrira.

Poklopac brojila i zasun crvene tipke su plombirani. Na zahtjev može se kao zaštita ugraditi i

dodatni mjerni sustav na nul-provodnik.

Svako brojilo posjeduje vlastitu oznaku kako bi se jednostavno moglo odrediti koje sve funkcije

posjeduje to brojilo. Tako su u ovome radu obrađene i sve pojedinačne oznake koje se mogu naći

u oznaci određenog brojila.

38

LITERATURA [1] Elektronska trofazna višefunkcionalna brojila za industriju-Tehnički opis, Iskraemeco, Kranj,

2004.

[2] MT830/MT831-Descrizione Tecnica, Iskraemeco, Kranj, 2006.

[3] MT830/MT831-Technical Description, Iskraemeco, Kranj, 2008.

[4] Industrial multi-function meter MT830/MT831-Installation manual, Iskraemeco, Kranj,

2008.

[5] http://www.iskraemeco.si/emecoweb/eng/index.html

39

SAŽETAK (SA KLJUČNIM RIJEČIMA) MT830/MT831 su precizna višefunkcionalna elektronska direktno ili preko mjernih

transformatora spojena električna brojila, korištena za mjerenje i registriranje aktivne, reaktivne i

prividne energije, kako se zahtjeva. Brojila su namijenjena za velike ili srednje trgovačke i

industrijske potrošače. Brojila su odobrena prema IEC 62053-21, IEC 62053-22, IEC 62053-23 i

ISO 9001 i konstruirana u suglasnosti sa čak i većim unutarnjim Iskraemeco standardima,

temeljenim na 60 godina iskustva proizvodnje brojila i više od 55 miliona brojila postavljenih

širom svijeta. MT830 je zatvorena verzija sa samo 6 pomoćnih stezaljki i bez modula, dok

MT831 ima mogućnost priključenja modula (komunikacijskog i ulazno-izlaznog). Mjerna

metoda, ugrađene komponente, proizvodni i kontrolni postupci garantiraju visoku kvalitetu

brojila, širok mjerni i radni temperaturni opseg brojila, dug vijek upotrebe i veliku pouzdanost u

eksploataciji, zanemariv utjecaj smetnji. Zbog velike vremenske stabilnosti mjernih sustava

brojilo nije potrebno baždariti tokom vijeka upotrebe.[5]

KLJUČNE RIJEČI: MT830, MT831, mjerni sustav brojila, aktivna, reaktivna i prividna

energija, tehnički podaci.

SUMMARY (KEY WORDS)

MT830/MT831 is a precision multifunction electronic direct or transformer rated electricity

meter, used for measurement and registration of active, reactive and apparent energy, as well as

demands. The meters are for large or medium size commercial and industrial customers. The

meter is approved according to IEC 62053-21, IEC 62053-22, IEC 62053-23, ISO 9001, and

designed in compliance with even higher internal Iskraemeco standards, based on 60 years of

experience of meter manufacturing and more than 55 million meters installed worldwide. MT830

is a closed version with only 6 onboard terminals and without modules, while MT831 has a

capabilty of connecting modules (communication and I/O modules). Measuring methods,

incorporated components, manufactacturing and controlling actions guarantee high quality of

meter, wide measuring and operating temperature range of meter, long time of use, high

reliablty in exploitation, and negligible influence of interference. Because of long-time

measurement stabilty of measuring system meter does not have to be calibrated during time of

use.

KEY WORDS: MT830, MT831, measuring system of meter, active energy, reactive energy,

apparent energy, technical data.

40

ŽIVOTOPIS

Opći podatci:

Ime i prezime: Ivan Marić

Datum rođenja: 20.01.1991.

Mjesto rođenja: Zenica

Adresa stanovanja: Brezovo Polje b.b., 72230 Žepče, BiH

Mjesto boravišta: Vukovarska 78, Osijek

Obrazovanje:

Osnovna škola: 1997-2005, Osnovna škola Žepče, u Žepču

Srednja škola: 2005-2009, KŠC Don Bosco, u Žepču

Visoka škola: 2009, Elektrotehnički fakultet Osijek, sveučilišni

preddiplomski studij elektrotehnike

Rad na računalu: Ms Office, Autocad, Photoshop, Matlab, Labwiew, Internet explorer...

Strani jezici: Engleski jezik

Kontakt: Mobitel: 0922623163,

E-mail: ivan2.maric@etfos.hr