Назначение
Комплексы измерительно-информационные и управляющие микропроцессорные «Черный ящик-2000» (далее по тексту - комплексы) представляют собой систему технических и программных средств, объединенных локальной информационной сетью.
Комплексы предназначены:
1. для измерения электрических величин:
- мгновенного значения напряжения и силы переменного тока промышленной частоты;
- напряжения и силы постоянного тока;
2. для вычислений:
- действующих значений напряжения и силы электрического тока промышленной частоты;
- фазовых углов между сигналами напряжения и тока промышленной частоты;
- частоты переменного тока;
- значений симметричных составляющих (действующие значения напряжения и силы тока прямой, нулевой и обратной последовательностей основной частоты);
- активной, реактивной и полной мощности;
- активной и реактивной потребленной, выработанной или переданной электроэнергии;
3. для контроля и регистрации основных и вспомогательных показателей качества электрической энергии (ПКЭ) по ГОСТ 13109-97 в трехфазных электрических сетях с номинальной частотой 50 Гц.
4. для регистрации и хранения параметров аварийных режимов;
5. для передачи измеряемых вычисляемых и регистрируемых сигналов по каналам локальной вычислительной сети (ЛВС);
6. для обработки, отображения и хранения измеряемых, вычисляемых и регистрируемых данных о работе энергооборудования.
Комплексы применяются для построения комплексных АСУТП электростанций, электросетей, тяговых подстанций железнодорожного транспорта и метрополитена, а также энергетических служб предприятий, а именно:
- для информационного обеспечения пунктов диспетчерского контроля оборудования электростанций, электросетей и подстанций предприятий;
- для управления коммутационным оборудованием;
- для построения средств защиты и автоматики промышленного оборудования;
- для автоматизации коммерческого и технического учета электроэнергии (АСКУЭ).
Описание
Комплексы относятся к системам открытого типа, архитектура которых является проектно-компонуемой, при этом типы и количество технических и программных средств комплекса определяются картой заказа, а модернизация структуры комплексов может осуществляться путем исключения или добавления отдельных аппаратных или программных модулей.
Комплексы включают в свой состав:
- базовые измерительно-информационные модули модификаций БИМ 1ХХХ, БИМ 2ХХХ, БИМ ЗХХХ, БИМ 4ХХХ, БИМ 5ХХХ;
- регистраторы дискретные модификаций РД-51 и РД-51М;
- ретрансляторы НАВ и расширители HABs локальной вычислительной сети;
- рабочие станции (АРМ) на базе персональных компьютеров;
- программное обеспечение (программы-серверы и программы-клиенты).
Модули БИМ, подключаемые без промежуточных преобразователей к измерительным цепям и объединенные локальной вычислительной сетью (СЛВС), образуют распределенное устройство сопряжения с объектом (УСО), и представляют собой единую многоканальную информационно-измерительную и управляющую систему. При этом каждый модуль способен одновременно решать несколько задач: измерений, учета электроэнергии, регистрации аварийных режимов, телемеханики и релейной защиты, контроля качества электроэнергии (по ГОСТ 13109-97).
Программное обеспечение комплекса состоит из программного обеспечения БИМ, управляющего центра и рабочих станций. Взаимодействие программных компонентов строится по архитектуре клиент-сервер. Каждой решаемой задаче соответствует свой набор компонентов в БИМ, управляющем центре и рабочих станциях.
Технические характеристики
Таблица 1 Основные метрологические характеристики комплексов
| № | Наименование измеряемой величины | Диапазон измерения | Предел допускаемой основной погрешности | Предел допускаемой дополнительной погрешности, вызванной изменением температуры окружающей среды в пределах: -40 ..+15 °C; +25 .. +50 °C |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 | Действующее значение напряжения переменного тока, В - номинальное, Uh (ин.М.ф.) - рабочее - аварийное | 100/УЗ; 220 (100, 220Уз) (0,8 .. 1,2) Uh (0,05 .. 1,4) Uh | Относительная ± 0,5 % ± 0,5 % | ± 0,03 %/°С |
| 2 | Действующее значение силы переменного тока, А - номинальное, 1н - рабочее - аварийное | i; 5 (0,05 .. 1,2)-1н 0,01 1н .. 1макс** | Относительная ± 0,5 % ± 1,0 % | ± 0,03 %/°С |
| 3 | Основная частота, Гц | 45 .. 55 | ± 0,01 Гц | ± 0,0005 Гц/°С |
| 4 | Фазовый угол, ° | -180 .. +180 | ±0,2° | ±0,01°/°С |
| 5 | Симметричные составляющие напряжений основной частоты, В: нулевая последовательность: - рабочее - аварийное прямая последовательность: - номинальное, Uh - рабочее - аварийное обратная последовательность: - рабочее -аварийное | (0,8 .. 1,2) Uh (0,05 .. 1,4) Uh 100/УЗ; 220 (0,8 .. 1,2) Uh (0,05 .. 1,4) Uh (0,8 .. 1,2) Uh (0,05 .. 1,4) Uh | Относительная ± 0,5 % ± 1,0% ± 0,5 % ± 1,0% ± 0,5 % ± 1,0% | ± 0,05 %/°С |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 6 | Симметричные составляющие силы токов, А: нулевая последовательность: - рабочая - аварийная прямая последовательность: - номинальная, 1н - рабочая - аварийная обратная последовательность: - рабочая - аварийная | (0,05 .. 1,2)1н 0,011н.. Тмакс** 1; 5 (0,05 .. 1,2) 1н 0,01 1н.. Тмакс** (0,05 .. 1,2) 1н 0,011н.. Тмакс** | Относительная ± 0,5 % ± 1,0% ± 0,5 % ± 1,0% ± 0,5 % ± 1,0% | ± 0,05 %/°С |
| 7 | Напряжение постоянного тока (преобразователь ДН-015), В -номинальное Uh -рабочее; -аварийное | -0,1 ..0,1 (0 .. 1,5) Uh (1,5 .. 10)-Uh | ± 0,5 % прив. ± 1,0 % относ. | ± 0,05 %/°С |
| 8 | Напряжение постоянного тока (преобразователь ДН-16), В -номинальное Uh -рабочее; -аварийное | -10 .. 10 (0 .. 1,5) Uh (1,5 .. 8) Uh | ± 0,5 % прив. ± 1,0 % относ. | ± 0,05 %/°С |
| 9 | Напряжение постоянного тока (преобразователь ДН-500), В -номинальное Uh -рабочее; -аварийное | -500 .. 500 (0 .. 1,5) Uh (1,5 .. 2) Uh | ± 0,5 % прив. ± 1,0 % относ. | ± 0,05 %/°С |
| 10 | Сила постоянного тока (преобразователь ДТ-040), мА -номинальная 1н -рабочая; -аварийная | -20 .. 20 (0 .. 2) Ih (2 .. 10) Ih | ± 0,5 % прив. ± 1,0 % относ. | ± 0,05 %/°С |
| И* | Мощность 3-х фазного переменного тока активная, Вт | (0,05 .. 1,2) Ih (0,01 .. 2) Ih | Относительная ± 0,5 % ± 1,0% | ± 0,05 %/°С |
| 12* | Мощность 3-х фазного переменного тока реактивная, вар | (0,05 .. 1,2) Ih (0,01 .. 2) Ih | Относительная ± 0,5 % ± 1,0% | ± 0,05 %/°С |
| 13* | Мощность 3-х фазного переменного тока полная, ВА | (0,05 .. 1,2) Ih (0,01 .. 2) Ih | Относительная ± 0,5 % ± 1,0% | ± 0,03 %/°С |
| 14* | Мощность однофазного переменного тока активная, Вт | (0,05 .. 1,2) Ih (0,01 .. 2) Ih | Относительная ± 0,5 % ± 1,0 % | ± 0,05 %/°С |
| 15* | Мощность однофазного переменного тока реактивная, вар | (0,05 .. 1,2) Ih (0,01 .. 2) Ih | Относительная ± 0,5 % ± 1,0% | ± 0,05 %/°С |
| 16* | Мощность однофазного переменного тока полная, ВА | (0,05 .. 1,2) Ih (0,01 .. 2) Ih | Относительная ± 0,5 % ± 1,0% | ± 0,03 %/°С |
| 17 | Энергия активная 3-х фазного тока, кВт ч | 999999 кВтчас | Кл. т. 0,2s; 0,5s по ГОСТ Р 52323 | Кл. т. 0.2s; 0,5s по ГОСТ Р 52323 |
| 18 | Энергия активная однофазного тока, кВт ч | 999999 кВтчас | Кл. т. 1,0 по ГОСТ Р 52322 | Кл. т. 0.2s, 0,5s по ГОСТ Р 52322 |
| 19 | Энергия реактивная однофазного и 3-х фазного тока | 999999 кВт час | Кл. т. 1,0 по ГОСТ Р 52425 | Кл. т. 1,0 по ГОСТ Р 52425 |
| 20 | Электроэнергия постоянного тока | 999999 Вт час | Кл. т. 0,5 по ГОСТ 10287 | Кл. т. 0,5 по ГОСТ 10287 |
| 21 | Количество электричества | 999999 мА час | Кл. т. 0,5 по ГОСТ 10287 | Кл. т. 0,5 по ГОСТ 10287 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 22 | Вольт-часы | 999999 В час | Кл. т. 0,5 по ГОСТ 10287 | Кл. т. 0,5 по ГОСТ 10287 |
| 23 | Абсолютная погрешность ухода времени за сутки в комплексе ЧЯ без внешних средств синхронизации, не более, с. | - | ±5 | - |
Примечание: * - определяется диапазонами измерений действующих значений токов, где 1н - см. п. 2 табл. 1.
** - 1макс - действующее значение максимально допустимого тока. Величина определяется конкретной модификацией БИМ.
Таблица 2 Метрологические характеристики комплексов при измерении основных показателей качества электрической энергии_____________________________________________
| № | Наименование показателя качества электрической энергии | Диапазон измерения | Предел допускаемой основной погрешности | Предел допускаемой дополнительной погрешности, вызванной изменением температуры окружающей среды в пределах: -40 ..±15 °C; ±25 .. ±50 °C |
| 1 | Установившееся отклонение напряжения основной частоты SUV, % | ±30 | Абсолютная ± 0,5 % | ± 0,03 %/°С |
| 2 | Коэффициент искажения синусоидальности кривой фазного напряжения Ки, % | 0,1 ..25 | Абсолютная ±0,1 % при Кц < 1 % Относительная ± 10 % при Ки > 1 % | ±0,01 %/°С |
| 3 | Коэффициент п-й (2 - 40) гармонической составляющей фазного напряжения Ки(п), % | 0,05 .. 25 | Абсолютная ± 0,05 % при Ки(п) < 1 % Относительная ± 5 % при Ки(п)>1% | ± 0,01 %/°С |
| 4 | Коэффициент несимметрии напряжения по обратной последовательности основной частоты К2и, % | 0 .. 30 | Абсолютная ±0,5 % | ± 0,03 %/°С |
| 5 | Коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности основной частоты КОи, % | 0 .. 30 | Абсолютная ± 0,5 % | ± 0,03 %/°С |
| 6 | Отклонение частоты Af, Гц | ±5 Гц | Абсолютная ± 0,01 Гц | ± 0,0005 Гц/°С |
| 7 | Длительность провала напряжения Atn, сек | 0,02 .. 300 | Абсолютная ± 0,02 с | - |
| 8 | Коэффициент временного перенапряжения KneDu, отн.ед. | 1,1 .. 1,4 | Абсолютная ±0,01 | ± 0,05 %/°С |
Таблица 3 Метрологические характеристики комплексов при измерении вспомогательных показателей качества электрической энергии_____________________________________________
| № | Наименование показателя качества электрической энергии | Диапазон измерения | Предел допускаемой основной погрешности | Предел допускаемой дополнительной погрешности, вызванной изменением температуры окружающей среды в пределах: -40 ..±15 °C; +25 .. +50 °C |
| 1 | Глубина провала напряжения 5Un, % | 10 .. 100 | Абсолютная ± 1 % | ± 0,03 %/°С |
| 2 | Длительность временного перенапряжения Atnet)U, сек | 0,02 .. 600 | Абсолютная ± 0,02 с | - |
Таблица 4 Метрологические характеристики комплексов при измерении дополнительных
параметров переменного тока
| № | Наименование измеряемой величины | Диапазон измерения | Предел допускаемой основной погрешности | Предел допускаемой дополнительной погрешности, вызванной изменением температуры окружающей среды в пределах: -40 ..+15 °C; ±25 ..±50 °C |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 | Коэффициент искажения синусоидальности кривой тока К] в диапазоне тока: (0,1 .. 1,2)1н (0,01 .. 0,1)-1н | 1 .. 15 % 2 .. 50 % | Абсолютная при К] < 5 % ±0,5 % ± 1,0% | Относительная при К] > 5 % ± 10 % ± 20 % | ± 0,05 %/°С |
| 2 | Коэффициент п-ой (2 - 40) гармонической составляющей тока К1(п) в диапазоне тока: (0,1 .. 1,2)1н (0,01 .. 0,1) 1н | 0,5 .. 25 % 2 .. 50% | Абсолютная при К1(п) < 5 % ±0,1 % ± 0,25 % | Относительная при Ki(n) > 5 % ±2% ± 5 % | ± 0,05 %/°С |
| 3 | Угол мощности п-ой (2 - 40) гармонической составляющей Pf (п) в диапазоне тока: (0,05 .. 1,2)-1н | ± 180° | Абсолютная при К1(п) и К.Ц(П) > 1 % ± 15° | - | ± 0,05 %/°С |
Полная мощность, потребляемая измерительной цепью напряжения базовых измерительно-информационных модулей не более 0,25 В-A и 0,5 В-A при номинальном напряжении 100Л/3 В и 220 В соответственно.
Полная мощность, потребляемая измерительной цепью тока базовых измерительноинформационных модулей не более 0,05 В А и 0,25 В-А при номинальном токе 1 А и 5 А соответственно.
Чувствительность базовых измерительно-информационных модулей не менее 0,0 Ыном.
Передаточное число испытательных выходов программируется в диапазоне от 1000 до 1000000 имп/кВтчас (имп/квар-час).
Напряжение питания: переменного тока 50 Гц, В ......................................................................................................................220
постоянного тока, В...................................................................................................... 220 (110 по заказу)
Таблица 5 Габаритные размеры и масса базовых измерительно-информационных модулей
| Модификация | Габаритные размеры, мм | Масса, кг |
| БИМ 1ХХХ | 280x250x90 | 3,6 |
| БИМ 2ХХХ | 240x200x180 | 3,0 |
| БИМ ЗХХХ | 265x210x96 | 3,0 |
| БИМ 4ХХХ | 218x187x78 | 2,0 |
| БИМ 5ХХХ | 218x187x81 | 2,0 |
Условия эксплуатации: температура окружающей среды, °C........................................................................................ -40 .. +55
относительная влажность, %............................................................................................................ 30 .. 80
атмосферное давление, кПа...................................................................................................... 84,0 .. 106,7
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносят на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом и на переднюю панель блоков комплексов методом трафаретной печати со слоем защитного покрытия.
Комплектность
1 Блоки измерительных модулей, сервер комплекса, сетевое оборудование и рабочие станции, типы и состав которых определяются картой заказа.
2 Руководство по эксплуатации.
3 Инструкция по монтажу и наладке комплекса.
4 Руководство пользователя по программному обеспечению.
5 «Комплексы измерительно-информационные и управляющие микропроцессорные «Черный ящик-2000». Методика поверки» ФЮКВ 422231.000МП.
Поверка
Поверку комплексов измерительно-информационных и управляющих микропроцессорных «Черный ящик-2000» следует проводить в соответствии с документом ФЮКВ 422231.000МП «Комплексы измерительно-информационные и управляющие микропроцессорные «Черный ящик-2000». Методика поверки», согласованным с ГЦИ СИ ФГУ «Ростест-Москва» в декабре 2008 г.
Основное оборудование, используемое при поверке:
- установка для поверки счетчиков электрической энергии СИП-2;
- счетчик многофункциональный эталонный ЦЭ 6815;
- мультиметр цифровой Agilent 34405А;
- калибратор переменного напряжения и тока «РЕСУРС-К2»;
Межповерочный интервал - 4 года.
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94 «Средства измерения электрических и магнитных величин. Общие технические условия».
ГОСТ Р 52323-2005 (МЭК 62053-22:2003) «Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 22. Статические счетчики активной энергии классов точности 0,2S и 0,5S».
ГОСТ Р 52425-2005 (МЭК 62053-23:2003) «Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 23. Статические счетчики реактивной энергии».
ГОСТ 10287-83 «Счетчики электрические постоянного тока. Общие технические условия».
ГОСТ Р 51350-99 Часть I. «Средства измерений электронные. Технические требования в части безопасности. Методы испытаний».
ГОСТ 13109-97 Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.
Технические условия ТУ4222-003-16956806-2004.
Заключение
Тип комплексов измерительно-информационных и управляющих микропроцессорных «Черный ящик-2000» утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации.
