Серия приборов PM130 PLUS для мониторинга параметров и учета электрической энергии

Фотодиоды

Фотодиод, воспринимающий световые импульсы с пульта, находится в телевизоре, но работает совместно с пультом. В полупроводниковом диоде есть р- и л-зоны (кубики), носители тока, который создаётся благодаря введению в основной материал определенных добавок. В таком диоде на границе зон возникает запорное поле, из-за которого электроны не могут попасть в зону р, а дырки — в зону л.

Допустим, на такой диод упал луч света. За счет энергии фотонов электроны, каждый из которых ранее был связан с определенным атомом, освобождаются от этой связи и становятся свободными. А появление атомов с недостающими электронами эквивалентно появлению других носителей тока — дырок. Для определенности предположим, что освещается p-зона. Значит, в p-зоне появились дополнительные дырки, а также электроны. Легко сообразить, что запорное поле, которое не давало дыркам из p-зоны перейти в л-зону, для электронов p-зоны не только не является препятствием, а даже наоборот, оно будет ускорять их в этом направлении. Значит, через запертый фотодиодный модуль, произведенный ООО «КВ Бел», если его осветить, может протекать электрический ток. Только нужно, чтобы освещаемая зона была тонкой, тогда носители тока успевают перейти в другую зону до того, как дырки и созданные светом электроны рекомбинируют.

Для фотодиодов возможны два режима работы. При одном на фотодиод подается напряжение, имеющее запорную полярность («+» на л-кубик). Тогда запорное поле между р- и л-зонами усиливается, и только один из созданных светом носителей тока пересечет границу зон и создаст ток через фотодиод. В другом режиме к фотодиоду не прикладывается напряжение. А поскольку внутреннее запорное поле в области контакта будет при освещении фотодиода переводить носители тока одного знака в другой кубик, в одном из них будет избыток носителей тока этого знака (например, электронов). В кубике же, в котором светом создавались пары носителей тока, из-за ухода электронов будет избыток дырок, то есть в этом кубике образуется избыток носителей тока другого знака.

Значит, на контактах фотодиода возникнет электродвижущая сила. Очевидно, она должна быть лишь меньше перепада напряжения, созданного запорным полем на контакте, то есть мала.
Но такой режим очень удобен. Включив фотодиод в цепь, можно получить ток без источника напряжения в цепи. Генератором напряжения служит сам фотодиод. Заметим, что тепловое движение, делая некоторые электроны свободными, тоже создает пары электрон-дырка. И один из носителей тока этой пары также не будет запорным полем на контакте задерживаться, а будет ускоряться. Но таких носителей мало и создаваемый ими ток мал.

Приборы серии PM130PLUS израильской фирмы SATEC предназначены для измерения и мониторинга параметров электрической энергии в трехфазных трех- и четырехпроводных системах. Выпускаются две модификации прибора. Базовая модель PM130P позволяет осуществлять трехфазные измерения напряжения, тока, частоты, мощности и cos φ. Модель PM130EH дополнительно осуществляет интегрирование мощности и энергии, а также оценивает несинусоидальность (в том числе по отдельным гармоникам до 40-й), т. е. может использоваться как анализатор качества и как трехфазный счетчик активной, реактивной и полной энергии.

PM130 PLUS имеет три входа напряжения и три полностью гальванически изолированные входа тока. С прибором используются внешние трансформаторы тока и, при необходимости, напряжения с вводом коэффициентов трансформации в прибор для пересчета результатов измерений. Метрологические характеристики прибора соответствуют классу точности 0,5S согласно ГОСТ Р 52323-2005 (МЭК 62053-22:2003).

Важным преимуществом PM130 PLUS является возможность получения сигналов в цифровой форме для последующей обработки информации или передачи на расстояние. С этой целью прибор в стандартной версии оснащен портом связи RS-485 (протоколы ASCII, Modbus и DNP3.0), что позволяет использовать его в различных системах сбора и передачи данных.

Математическую обработку сигналов обеспечивает мощный внутренний процессор с объемной оперативной памятью и внутренней энергонезависимой памятью. Имеются часы реального времени.

Для прибора PM130EH PLUS, начиная с версии N1.4В, появился журнал для записи данных и журнал событий.
Журнал данных. В данный журнал пользователь может записать до 9 выбранных им параметров (ток, напряжение, мощность, энергию или любой другой измеряемый параметр). Свободной памяти прибора хватает примерно на 1300 записей для записи всех 9 параметров. Каждой записи присваивается индивидуальная метка времени. Параметры могут записываться в память как  с любым выбранным шагом, так и с применением дополнительных условий.
Журнал событий. В данный журнал записываются любые внешние и внутренние события: изменение настроек, сброс данных, отключение питания.

С учетом требуемых пользователю функций прибор PM130 PLUS может быть дополнен одним из следующих модулей:

  • Дискретные входы (входы состояния) + релейные выходы (DI). Этот модуль имеет 4 оптически изолированных дискретных входа типа «сухой контакт» и 2 релейных выхода, используется для сбора дискретной информации о состоянии устройств релейной защиты и автоматики, для получения импульсов от счетчиков электрической энергии или других приборов, для внешней синхронизации времени, а также для выдачи импульсов, сигналов аварийной сигнализации и управления.
  • Аналоговые выходы (AO). При помощи этого модуля прибор получает оптически изолированные аналоговые выходы с различными рабочими диапазонами (по заказу), (измерительные преобразователи тока); имеется внутренний источник питания 24 В.
  • Порт Ethernet позволяет использовать в дополнение к стандартным ASCII, Modbus и DNP3.0 протоколы передачи данных Modbus TCP и DNP3 TCP.
  • Порт PROFIBUS также позволяет расширить возможности передачи данных.
  • Модуль «Многотарифная система учета электроэнергии» позволяет вести учет электроэнергии по различным тарифам с учетом сезона, типа дня и времени суток (в течение суток возможна установка до 8 значений времени переключения тарифа). В его состав входят часы высокой точности, дополнительная батарея (сохраняющая питание часов до 5 лет) и 4 оптически изолированных дискретных входа типа «сухой контакт», предназначенные для сбора дискретной информации.

Прибор имеет небольшие размеры (114х114х109 мм, вес 0,7 кг) и подходит для монтажа в четырехдюймовый круглый или квадратный вырез 92х92 мм (что позволяет устанавливать его на имеющихся панелях взамен устаревших или вышедших из строя приборов). Также можно заказать прибор в специальном исполнении для монтажа на DIN-рейку.

Общий вид прибора представлен на рис. 1. На трех экранах светодиодного дисплея отражаются данные измерений по выбору пользователя.

 

 

Рис. 1. Общий вид прибора.

В общей группе измерений доступны 17 различных страниц (наборов данных, отображаемых одновременно на экране), причём возможна установка режима автопрокрутки показаний с программируемым интервалом времени.

Кнопками навигации и управления, расположенными на лицевой стороне прибора, пользователь может перейти в другие режимы :

МАКС/МИН – в режим отображения максимальных и минимальных значений токов, напряжений, мощностей и др.;

ГАРМ/ВЫХОД – в группу измерения гармоник;

ЭНЕРГИЯ – в режим отображения различных видов энергии (в модели PM130EH) и к многотарифному учету (при наличии соответствующего дополнительного модуля).

Наглядную информацию о текущем уровне нагрузки дает графический светодиодный индикатор, расположенный в левом верхнем углу лицевой панели. Здесь постоянно отображается величина токовой нагрузки в процентах относительно заданного пользователем номинального тока – например, если нагрузка составляет 80 % от номинальной, то горят индикаторы от 40 до 80 % включительно. Персонал своевременно замечает превышение нагрузки и может принять необходимые меры. Если номинальная нагрузка не задана, то в расчет принимается первичный ток трансформатора тока.

Еще записи на эту же тему:



Страницы: 1 2

Оставить комментарий (Зарегистрируйтесь и пишите коментарии без CAPTCHи !)

 
© 2008-2019 EnergyFuture.RU Профессионально об энергетике. All rights reserved. Перепечатка материалов разрешается при условии установки активной гиперссылки на EnergyFuture.RU.