Руководство по выбору реле счетчика энергии: номинальные токи, UC2 и UC3 и форматы счетчиков

Инженер по счетчикам, завершающий разработку однофазного интеллектуального счетчика на 100 А, тратит больше времени на проектирование реле счетчика энергии, чем почти на любую другую часть спецификации. Это реле проводит полный рабочий ток, должно годами удерживать свое последнее положение без питания катушки и должно пройти испытания на импульс и повышение температуры, которые не имеют ничего общего с его номинальными данными, указанными на паспортной табличке. Huajin Technology Jiaxing Co., Ltd. производит именно этот класс компонентов в округе Хайянь провинции Чжэцзян: магнитные реле с защелкой от 60 А до 150 А при напряжении 250 В переменного тока, производительность которых превышает 10 миллионов единиц в год.

Что делает реле счетчика энергии, чего не может реле общего назначения

Реле счетчика энергии представляет собой переключатель с магнитной фиксацией, который размыкает или замыкает цепь нагрузки счетчика, а затем удерживает это положение без тока в катушке. Это единственное свойство отличает его от силового реле общего назначения и является причиной того, что счетчик может соответствовать собственным ограничениям потребления и точности.

Обычному реле требуется постоянное питание катушки, чтобы оставаться под напряжением. Катушка мощностью 100 мВт, находящаяся в закрытом состоянии в течение года, потребляет примерно 0,88 кВтч, причем вся эта мощность берется из внутреннего источника счетчика и рассеивается в виде тепла внутри герметичного корпуса. Реле с фиксацией приводится в действие коротким импульсом, обычно длительностью в десятки миллисекунд, после чего постоянный магнит удерживает якорь на месте. Удерживающая мощность падает до нуля, и счетчику остается только доставить краткий, повторяемый всплеск энергии.

Четыре характеристики определяют, выдержит ли реле с блокировкой десятилетний срок службы:

• Стабильность контактного сопротивления, которая должна оставаться низкой после тысяч операций переключения нагрузки.
• Гашение дуги при индуктивных и емкостных нагрузках не только на резистивном стенде.
• Диэлектрическая стойкость, включая импульсные испытания между катушкой и контактным барьером.
• Механический срок службы, поскольку работоспособность реле с блокировкой зависит от его шарнира после миллиона операций.

Номинальный ток является первым фильтром при выборе реле счетчика электроэнергии

Номинальный контактный ток является первым фильтром при выборе реле счетчика энергии, поскольку он определяется классом обслуживания счетчика, а не предпочтениями группы разработчиков. Реле на 60 А, установленное в счетчике прямого подключения на 100 А, выйдет из строя при повышении температуры задолго до того, как оно выйдет из строя механически.

Бытовые счетчики прямого подключения на большинстве рынков имеют ток от 60 до 80 А. Рынки с тяжелыми внутренними нагрузками достигают 100 А, а легкие коммерческие объекты с зарядкой электромобилей на месте достигают 120–150 А на одной фазе. Трехфазные счетчики обычно имеют ток от 100 до 120 А на фазу, поэтому диапазон трехфазной фиксации ограничивается значением 120 А.

Только паспортного тока недостаточно. Возможность непрерывной ношения падает по мере повышения температуры окружающей среды, а внутренняя часть герметичного поликарбонатного счетчика может работать при температуре на 20–30 градусов выше температуры наружного воздуха. Для детали, которая пропускает ток 100 А при комнатной температуре, может потребоваться более крупная контактная система, чтобы проводить тот же ток при 70 градусах Цельсия. Попросите кривую повышения температуры, а не только номер заголовка. Сопутствующее руководство охватывает Выбор реле счетчика электроэнергии по классу тока и стандарту более глубоко.

Настенный монтаж, DIN-рейка или многоцепная установка: соответствие реле корпусу счетчика

Физический формат реле счетчика энергии соответствует корпусу счетчика, а не электрическим характеристикам. Один и тот же коммутирующий элемент на 100 А часто поставляется в виде разделенного блока, встроенного блока с шунтирующим трансформатором тока или в версии с вертикальным корпусом, и только один из них подходит к данному корпусу. Диапазон реле счетчика на DIN-рейку каталогизирован именно таким образом, по количеству полюсов и схеме монтажа.

Различие имеет значение на этапе сборки. Реле разъемного типа монтируется рядом с токовой цепью, тогда как реле интегрированного типа размещает шунтирующий трансформатор внутри корпуса реле и удаляет одно паяное соединение из цепи тока счетчика. Меньшее количество соединений означает меньший дрейф контактного сопротивления и более короткую производственную линию.

HJE31B-100A Реле с блокировкой UC2 для 2-контактных счетчиков на DIN-рейке Двухполюсное реле с блокировкой на DIN-рейку на 100 А для сильноточных счетчиков энергии, соответствующее стандарту IEC 62055-31 UC2 и подходящее для измерительных приложений UC2 на 60–100 А. Посмотреть продукт →

Объяснение UC2, UC3 и 25-го издания государственного стандарта электросетей

UC2 и UC3 — это классы переключающих устройств, определенные для счетчиков оплаты в IEC 62055-31, и класс определяет, какой коммутационный ресурс и ток должен выдержать реле. UC3 рассчитан на более тяжелые условия эксплуатации, поэтому детали UC3 обычно рассчитаны на ток 120 А и выше, а детали UC2 рассчитаны на ток от 60 А до 100 А.

Китайские сетевые тендеры добавляют второй уровень. Спецификация State Grid 25-го издания ужесточила требования к устройствам переключения счетчиков, и в каталоге перечислены как однофазные, так и трехфазные реле, созданные в соответствии с этой редакцией. Для коммунального проекта свидетельства о сертификации имеют такой же вес, как и паспорт: ISO 9001-2015 для системы качества, плюс сертификаты CCC, State Grid и TUV на сам продукт. Поставщик, который уже имеет эти отметки, исключает недели из цикла квалификации тендера.

За пределами учета: когда одна и та же релейная платформа счетчиков энергии используется повторно

Та же фиксирующая платформа, которая переключает нагрузку счетчика, также отключает зарядный ток электромобилей, защищает от повышенного и пониженного напряжения и переключает банки конденсаторов. Все четыре режима требуют высокого тока, бистабильного состояния и почти нулевой удерживающей способности, поэтому они основаны на одном семействе продуктов.

Зарядка постоянным током — ярчайший пример разной огибающей напряжения. На стороне переменного тока зарядной батареи используются реле с блокировкой 250 В переменного тока на 120 А внутри блока распределения питания, а на стороне постоянного тока переключается 48 В постоянного тока на 150 А. Повторное использование реле счетчика 250 В переменного тока на шине постоянного тока 48 В является ошибкой, и соглашение об именовании этого реле зарядки постоянного тока с фиксацией делает границу явной.

HJE12A-150A-48VDC Реле с блокировкой для зарядки постоянным током Реле с блокировкой, 150 А, 48 В постоянного тока, для зарядки постоянным током, с двойными контактами, магнитным предохранительным клапаном и вспомогательным переключателем для проверки состояния. Посмотреть продукт →

Общие платформы сокращают усилия по квалификации. После того, как контактная система прошла испытания на повышение температуры и долговечность в измерительных приложениях, тот же корпус обычно может быть повторно квалифицирован для использования в качестве защитного устройства или конденсаторного переключателя с гораздо меньшим временем испытаний.

Шесть проверок перед утверждением образца реле счетчика энергии

Утверждение образца реле — это последовательность, а не единичное стендовое испытание. Выполнение этих шести проверок по порядку предотвращает распространенный сбой при проверке детали, которая не может быть произведена в требуемом формате.

1. Подтвердите рабочий ток и окружающую среду. Возьмите номинальный ток счетчика, добавьте запас на повышение внутренней температуры окружающей среды, затем сравните его с кривой повышения температуры, а не с данными на паспортной табличке.
2. Сопоставьте класс переключения со стандартом счетчика. UC2 подходит для отечественных платформ с током от 60 до 100 А, UC3 — для 120 А и более тяжелых условий эксплуатации, а 25-е издание State Grid применяется к китайским сетевым тендерам.
3. Проверьте привод катушки на соответствие вашей цепи управления. Ширина импульса, напряжение катушки и доступная энергия возбуждения от источника питания конденсатора счетчика должны совпадать, иначе реле даст осечку в поле.
4. Проверьте физический формат корпуса. Разъемный, интегрированный с шунтирующим трансформатором тока, вертикальный, компактный, 2P, 4P или 7P, подходит только одна комбинация.
5. Запросите данные о выносливости. Механическая долговечность, электрическая долговечность и сопротивление контактов после езды на велосипеде расскажут вам больше, чем просто измерение в одной точке.
6. Подтвердите документы и мощность. Сертификационные знаки, производственная мощность более 10 миллионов единиц продукции в год и примерно 30-процентная доля экспорта являются убедительным доказательством того, что поставщик может придерживаться графика.

Часто задаваемые вопросы о реле счетчиков электроэнергии

Выбор реле заканчивается там, где начинается паспорт: на испытательном стенде, при температуре окружающей среды 70 градусов, с импульсным приводом от собственного источника питания счетчика. Часть, которая проходит там, все равно будет коммутировать ток нагрузки через десять лет после того, как счетчик покинет линию.