Назначение
Делители напряжения емкостные электронные ДНЕЭ с цифровым выходом (далее по тексту - ДНЕЭ) предназначены для измерения и масштабного преобразования высокого значения напряжения переменного тока промышленной частоты 50 Гц с заземленной нейтралью в низкое значение напряжения переменного тока промышленной частоты 50 Гц и выработки сигнала измерительной информации согласно стандарту "IEC 61850-9-2:2011 на русском языке" (далее - IEC 61850-9-2) для передачи результатов измерений и преобразования на электрические измерительные приборы, в системы коммерческого учета электрической энергии, устройствам измерения (в том числе показателей качества электроэнергии), защиты, автоматики, сигнализации и управления в качестве электронных трансформаторов напряжения.
Описание
Принцип действия ДНЕЭ основан на масштабном преобразовании (делении) напряжения переменного тока при помощи емкостного делителя и последующем его оцифровке АЦП. Измерение напряжения производится при помощи специального выносного блока, помещаемого в основание колонны емкостного делителя и подключаемого к его средней точке. Соединение выносного блока и электронно-оптического блока обработки производится волоконно-оптическим кабелем по которому передаются опорные частоты синхронизации измерений и данные об измеренных величинах, самодиагностике в цифровом формате, тем самым обеспечивается полная гальваническая развязка первичной и вторичной цепей, а также независимость системы измерений от наличия напряжения переменного тока в первичной сети. Выносной блок формирует цифровой код измеренного сигнала, который привязывается к сетке синхронизации электронно-оптического блока и преобразуется для дальнейшей обработки электронно-оптическом блоке, где цифровой код синхронно подается на цифро-аналоговый преобразователь напряжения (для выходов 100/V3B), блок формирования цифровых пакетов данных по стандарту IEC 61850-9-2, цифро-аналоговый преобразователь напряжения (для потенциальных выходов) (см. рисунок 1).
ДНЕЭ представляют собой комплектное устройство, включающее электронный блок (рисунок 6), подключенные к нему выносные блоки измерения, расположенные в основаниях высоковольтных колонн емкостных делителей (рисунки 2, 3, 4, 5), а также блок вторичного преобразования измеренного сигнала в аналоговый вид (рисунки 7 и 8) и (в вариантном исполнении) резервированный блок питания повышенной надежности (рисунки 9 и 10).
Передача сигнала от чувствительного элемента (колонны емкостного делителя) до измерительного блока осуществляется по оптоволоконному кабелю на расстояние от 20 до 1200 м, что позволяет разместить измерительный блок в помещении с требуемыми условиями эксплуатации.
ДНЕЭ могут выпускаться в резервированном исполнении, при этом к одной колонне высоковольтного емкостного делителя подключаются два независимых выносных блока, каждый из которых работает со своим электронно-оптическим блоком.
Для обеспечения возможности включения ДНЕЭ в систему онлайн-мониторинга работоспособности прибор имеет специальный RS232/485 порт для чтения данных диагностики (доступных так же оператору на дисплее прибора). Порт диагностики работает только в режиме чтения данных и не имеет возможности изменения настроек прибора.
ДНЕЭ выполняются в следующих исполнениях:
1. ДНЕЭ-110 - трансформатор опорного исполнения с номинальным фазным напряжением 110/V3 кВ (рисунок 2).
2. ДНЕЭ-110-ВК - трансформатор опорного исполнения с номинальным фазным напряжением 110/V3 кВ с встроенным в изоляционную колонну компенсатором температурного расширения (рисунок 3).
3. ДНЕЭ-123-М - трансформатор опорного исполнения с номинальным фазным напряжением 110/V3 и 123/V3 кВ с встроенным в изоляционную колонну компенсатором температурного расширения (рисунок 5).
4. ДНЕЭ-220 - трансформатор опорного исполнения с номинальным фазным напряжением 220/V3 кВ (рисунок 4).
Внешний вид ДНЕЭ в зависимости от исполнения приведен на рисунках 2-10.
Рисунок 4 - Высоковольтный емкостной делитель ДНЕЭ-220
Рисунок 5 - Высоковольтный емкостной делитель с встроенным в изолятор компенсатором температурного расширения ДНЕЭ-123-М
Рисунок 7 - Электронный блок ЦАП Н для вывода пропорционального аналогового сигнала 100/V3 В ДНЕЭ
СФ
I
Рисунок 8 - Электронный блок ЦАП Н для вывода пропорционального аналогового сигнала 100/V3 В ДНЕЭ вид сзади
Рисунок 9 - Электронный блок резервированного блока питания повышенной надежности (вид спереди)
Рисунок 10 - Электронный блок резервированного блока питания повышенной надежности (вид сзади)
Условное обозначение ДНЕЭ при поставке:
ДНЕЭ - А - Б - В - Г - Д - Е - Ж,
где:
ДНЕЭ - Обозначение типа: Делители напряжения емкостные электронные с цифровым выходом;
А - Исполнение прибора:
- 110 Опорного исполнения с высоковольтными колоннами 110 кВ;
- 220 Опорного исполнения с высоковольтными колоннами 220 кВ;
- 110-ВК Опорного исполнения с высоковольтными колоннами 110 кВ с встроенным компенсатором температурного расширения;
- 123-М Опорного исполнения с высоковольтными колоннами 123 (110) кВ с встроенным компенсатором температурного расширения;
Б - Количество измерительных блоков в крейте электронно-оптического блока:
- 1 Один модуль (однофазная сеть)
- 2 Два модуля (две фазы)
- 3 Три модуля (трехфазная сеть)
В - Классы точности;
Г - Диапазон рабочих температур чувствительного элемента:
- УХЛ1 УХЛ1 по ГОСТ 15150-69 (от минус 60 до 40 °С);
- УХЛ1-Т УХЛ1 по ГОСТ 15150-69 с расширенным температурным диапазоном (от минус 60 до 60 °С);
Д - Типы используемых выходов, комбинация из символов:
- А Аналоговый 100/V3 В;
- П Потенциальный выход;
- М Цифровые выходы по стандарту IEC 61850-9-2 с числом выборок 4000 и
12800 в секунду (80 и 256 выборок на период промышленной частоты). Опционально может быть изменена частота дискретизации на одно из значений: 1000, 2000, 16000, 32000, 64000 выборок в секунду;
Е - Тип примененного источника питания:
- 1 Один универсальный вход 220 В постоянного или переменного тока;
- 2 Два универсальных входа 220 В постоянного или переменного тока;
- В Высоконадежный резервированный блок питания;
Ж - Наличие резервирования:
- Без символа Без резервирования - с одним электронно-оптическим блоком и одним комплектом выносных блоков в основании колонн делителей;
- Р С двойным резервированием - два электронно-оптических блока, каждый из которых подключается к своему комплекту выносных блоков в основании общих колонн емкостных делителей.
ДНЕЭ - 220 - 3 - 0,2 - 3P - УХЛ1-Т - МА - 2.
Делитель напряжения емкостной электронный ДНЕЭ, в опорном исполнении на 220 кВ, трехфазный, имеющий класс точности 0,2 для коммерческого учета и класс точности 3Р для целей защиты, с расширенным температурным диапазоном температур от минус 60 до 60 °С, с аналоговым выходом 100/V3 В и цифровым выходом с двумя универсальными входами питания 220 В постоянного или переменного тока.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) ДНЕЭ является встроенным и представляет собой набор микропрограмм, предназначенных для обеспечения нормального функционирования аппарата, управления интерфейсом (и т.д). По своей структуре ПО ДНЕЭ разделено на метрологически значимую (таблица 1) и метрологически не значимую части. Встроенное ПО формирования пакета данных по стандарту IEC 61850-9-2 и встроенное ПО индикации состояния на экране устройства является метрологически не значимой частью ПО ДНЕЭ.
Влияние программного обеспечения учтено при нормировании метрологических и технических характеристик приборов.
Идентификационные данные ПО ДНЕЭ представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Характеристики метрологически значимого ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО (Встроенное ПО формирования данных замеров) | FPGA_U.bin |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 2.09 |
| Цифровой идентификатор ПО | D8D78B4767D215007EE64ED1F801EBA3 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | md5 |
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «высокий» в соответствии с рекомендациями по метрологии Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Характеристика | Значение |
| 1 | 2 |
| Номинальное фазное напряжение, кВ ДНЕЭ-110 ДНЕЭ-110-ВК ДНЕЭ-123-ВК ДНЕЭ-220 | 110/V3 |
| 110/V3 |
| 110/V3 и 123/V3 |
| 220/V3 |
| Номинальное вторичное напряжение для аналогового выхода внешнего цифроаналогового преобразователя, В | 100/V3 |
| 1 | 2 |
| Классы точности по ГОСТ Р МЭК 60044-7-2010 (При коэффициенте искажения синусоидальной кривой не более 30 %) | 0,2; 0,5; 1,0; 3P |
| Частота дискретизации по выходу "МЭК 61850-9-2", выборок в секунду | 4000, 12800 (стандартно) 1000, 2000, 16000, 32000, 64000 (специальное исполнение) |
| Количество одновременно передаваемых потоков по выходу "МЭК 61850-9-2" с различной частотой дискретизации | 1; 2; 3 (специальное исполнение) |
| Тип входа синхронизации времени | 1PPS оптический (спад/фронт), разъем ST MM 1PPS электрический (спад/фронт), разъем BNC PTP |
| Период удержания частоты при отсутствии внешней синхронизации, с, не менее | 20 |
| Номинальная емкость, пФ ДНЕЭ-110 ДНЕЭ-110-ВК ДНЕЭ-123-М ДНЕЭ-220 | 830±15% |
| 1000±15 % |
| 850±15% |
| 590±15% |
| Номинальная нагрузка на аналоговом выходе внешнего цифро-аналогового преобразователя 82ном (коэффициент мощности еоБф =1), В-А | От 2,5 до 30 |
| Номинальная частота измеряемого тока, Гц | 50 |
| Число встроенных потенциального выходов | до 3 * |
| Номинальное напряжение потенциального выхода, В | От 0,1 до 10 |
| Минимальное входное сопротивление приборов, подключаемых к потенциальному выходу (0,1 - 10 В), кОм | 400 |
| Количество измеряемых фаз | От 1 до 3* |
| Диапазон пропускания частот при наличии гармоник в измеряемом сигнале, Гц | От 20 до 5000 |
| Примечание: * Количество и тип выходов зависит от варианта исполнения. |
| 1 | 2 |
| Рабочие условия применения, °С | В ысоковольтные колонны | от минус 60 до плюс 60 |
| | Электронные блоки | от минус 10 до плюс 40 |
| Относительная влажность воздуха, % | от 10 до 95 |
| Атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.) | от 60 до 106,7 (от 460 до 800) |
| Группа механического исполнения по ГОСТ 17516.1-90 | М40 |
| Высота над уровнем моря, м, не более | 1000 |
| Окружающая атмосфера | Не взрывоопасная, не содержащая токопроводящую пыль и агрессивные газы, типа II по ГОСТ 15150-69 |
| Нагрузка от натяжения провода, Н | 2000 |
| Рабочее положение первичных датчиков напряжения | Вертикальное |
| Длина соединительного кабеля, м | От 20 до 1200 |
| Напряжение питания измерительного блока, В | Исполнение с одним источником питания | 220±44 Переменного или постоянного тока без резервирования |
| | Исполнение с двумя источниками питания | 220±44 Переменного или постоянного тока с резервированием |
| | Исполнение с источником питания для ответственных присоединений | 220±44 Переменного или постоянного тока с резервированием и возможностью горячей замены элементов и резервирования от кратковременных пропаданий напряжения длительностью до 2 секунд |
| Номинальная частота питающей сети, Гц | 50 |
| Потребляемая мощность электронного блока, Вт, не более | 100 |
| Потребляемая мощность электронного блока ЦАП Н, Вт, не более | 200 |
| Г абаритные размеры электронных блоков (ДхШ*В), мм, не более | 430x280x170 |
| Г абаритные размеры высоковольтной колонны ДНЕЭ-110 (ДхШ^В), мм, не более | 350x350x1550 |
| Габаритные размеры высоковольтной колонны ДНЕЭ-110-ВК (ДхШ*В), мм, не более | 350x350x1550 |
| 1 | 2 |
| Г абаритные размеры высоковольтной колонны ДНЕЭ-123-М (ДхШхВ), мм, не более | 350x350x1700 |
| Г абаритные размеры высоковольтной колонны ДНЕЭ-220 (ДхШхВ), мм, не более | 430x430x2750 |
| Масса электронного блока ДНЕЭ, кг, не более | 11 |
| Масса электронного блока ЦАП Н, кг, не более | 15 |
| Масса высоковольтной колонны ДНЕЭ-110, кг, не более | 115 |
| Масса высоковольтной колонны ДНЕЭ-110-ВК, кг, не более | 110 |
| Масса высоковольтной колонны ДНЕЭ-123-М, кг, не более | 110 |
| Масса высоковольтной колонны ДНЕЭ-220, кг, не более | 175 |
| Средний срок службы, лет | 25 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 120000 |
Знак утверждения типа
наносят на табличку ДНЕЭ методом механического нанесения или трафаретной печати и на титульные листы паспорта-формуляра типографским способом.
Комплектность
Комплект поставки приведён в таблице 3.
Таблица 3
| Наименование изделия | Кол-во |
| Электронный блок | до 2 шт.* |
| Цифро-аналоговый преобразователь напряжения | 1 комплект |
| Внешний резервированный блок питания с защитой от кратковременного пропадания напряжения и возможностью замены блоков в горячем режиме | 1 комплект |
| Высоковольтные колонны | По числу фаз |
| Шкаф с оптической кабельной муфтой | 1 комплект |
| Комплект соединительных кабелей | 1 комплект |
| Методика поверки МП 2203-0292-2015 | 1 шт. |
| Паспорт-формуляр 4222-003-69571383-2012 ПС | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации РЭ 4222-003-69571383-2012 | 1 шт. |
| Примечание: *В соответствии с договором поставки. | |
Поверка
осуществляется по документу МП 2203-0292-2015 «Делители напряжения емкостные электронные ДНЕЭ с цифровым выходом. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» в ноябре 2015 г.
Основные средства поверки: преобразователи напряжения измерительные высоковольтные емкостные масштабные типа ПВЕ (ФИФОЕИ № 32575-11), прибор сравнения типа КНТ-05 (КНТ-03) (ФИФОЕИ № 37854-08 (24719-03)), магазин нагрузок типа МР 3025 (ФИФОЕИ № 22808-07), прибор электроизмерительный эталонный многофункциональный типа
Энергомонитор-3.1 КМ (ФИФОЕИ № 52854-13), установка поверочная векторная компарирующая типа "УПВК-МЭ 61850" (ФИФОЕИ № 60987-15).
Знак поверки, в виде оттиска поверительного клейма, наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
изложены в руководстве по эксплуатации РЭ 4222-003-69571383-2012.
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к делителям напряжения емкостным электронным ДНЕЭ с цифровым выходом
ГОСТ Р МЭК 60044-7-2010 «Трансформаторы измерительные. Часть 7. Электронные трансформаторы напряжения».
ГОСТ 1983-2001 «Трансформаторы напряжения. Общие технические условия».
IEC 61850-9-2:2011 на русском языке "Системы автоматизации и сети связи на подстанциях.
Часть 9-2.Схема особого коммуникационного сервиса (SCSM). Значения выборок по ISO/IEC 8802-3".
ТУ 6681-005-69571383-2014 Технические условия «Делители напряжения емкостные электронные ДНЕЭ с цифровым выходом».
64134-16: Методика поверки МП 2203-0292-2015Скачать706.5 Кб