Назначение
Преобразователи измерительные многофункциональные ФЕ1888.2-АДП (далее по тексту -преобразователи) предназначены для измерений параметров и показателей качества электрической энергии (ПКЭ) четырехпроводных и трехпроводных электрических сетей переменного трехфазного тока частотой 50 Гц при работе в составе сетей передачи данных автоматизированных систем измерений и управления.
Описание
Принцип действия преобразователей основан на мгновенных измерениях значений напряжения и токов по трем фазам и последовательной математической обработке массивов мгновенных значений с использованием преобразователя Фурье.
Преобразователи выполнены в виде съёмного измерительного блока в герметичном металлическом корпусе и стационарного коммутационного блока в металлическом корпусе двух типов для подключения внешних соединений:
- типа А - с герметизирующими кабельными вводами и внутренними клеммами;
- типа Б - с наружными клеммами с винтовыми зажимами.
Коммутационный блок крепится на месте эксплуатации, удобном для монтажа и обслуживания.
Коммутационные блоки предназначены для подключения внешних соединений измеряемых сигналов, интерфейса, питания, которые вводятся в блок типа А через герметизирующие кабельные вводы и подключаются на клеммы с винтовыми зажимами, а в блок типа Б - через три группы клемм, расположенных с трёх сторон блока.
Электрическое соединение между коммутационным и измерительным блоками выполняется через внутренний разъём. Механическое соединение блоков осуществляется с помощью четырёх винтов, расположенных сверху корпуса измерительного блок, а также с помощью внешней перемычки, обеспечивающий электрический контакт между блоками.
Измерительный блок содержит все радиоэлектронные элементы преобразователя, размещённые на печатных платах, которые соединяются между собой через разъёмные соединители. Со стороны верхней крышки на плате установлен светодиод, который загорается при включении питания преобразователя.
Преобразователи обеспечивают:
- измерение параметров и показателей качества электрической энергии (ПКЭ) в соответствии с ГОСТ 51317.4.30-2008 по классу S характеристик процесса измерений в трехпроводных и четырехпроводных электрических сетях переменного трехфазного тока;
- измерение гармоник в соответствие с требованиями ГОСТ 51317.4.7-2008;
- выдачу цифровых данных параметров и ПКЭ по интерфейсам Ethernet (протокол обмена MODBUS-TCP) и RS-485 (протокол обмена MODBUS-RTU).
- конфигурирование входных каналов в зависимости от типа трёхфазной сети;
- задание шкалы в зависимости от параметров используемых трансформаторов напряжения и тока; -выполнение калибровки.
Лист № 2
Всего листов 13
Преобразователи имеют исполнения, для которых приняты следующие обозначения:
Номинальное между-фазное напряжение 1 - 100 В;
2 - 220^3 В.
Номинальный ток
1 - 1 А;
2 - 5 А.
Напряжение питания
1 - ~220 В; =220 В;
2 - =24 В.
Коммутационный блок 1 - тип А, группа IP54; 2 - тип Б, группа IP20.
Общий вид преобразователей ФЕ1888.2-АДП представлен на рисунке 1..
Оттиск поверительного клейма, при положительных результатах поверки, наносят на табличку, расположенную на крышке измерительного блока преобразователя.
Программное обеспечение
В преобразователях ФЕ1888.2-АДП программное обеспечение состоит из встроенного программного обеспечения (ВПО) и прикладной программы для ПК (Программа представления параметров и ПКЭ). К метрологически значимой части ПО относятся программы прошивки процессора преобразователя (FE1888.2.bin) и программируемых логических интегральных схем ПЛИС (DSP_Board.pof), устанавливаемые в процессе производства изделия. Доступ к ним невозможен без нарушения пломб и вскрытия преобразователя. ВПО выполняет функции управления режимами работы преобразователей, сбора данных, обеспечивает обмен данными через интерфейсы связи, их математическую обработку, хранение и передачу измерительной информации.
Защита программного обеспечения выполняется идентификацией программы, осуществляемой путем проверки контрольной суммы программы, записанной в памяти преобразователя. Функция расчета встроена в код программы. Идентификационные данные программного обеспечения (ПО) представлены в таблице 1.
| Наименование СИ | Идентификационное наименование ПО | Номер версии ПО | Цифровой идентификатор ПО | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Преобразователь ФЕ1888.2-АДП | FE1888_2.bin DSP_Board.pof | Версия v. 1 | 0xe7496a7f 0x8b19dc8d | CRC32 CRC32 |
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «А» по МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики преобразователей приведены в таблицах 2 - 7.
Таблица 2
| Номинальное значение |
| Напряжение междуфазное имф н, В | Напряжение фазное иф н, В | Ток фазы 1н, А | Мощность фазы Рф ном, Вт Qфном, вар | Мощность трёхфазной системы Р ном , Вт Q ном,вар N ном, вар |
| 100 | 100. \3 | 1,0 | 100. \3 | 100^3 |
| 5,0 | 500.//3 | 500^3 |
| 220-^3 | 220 | 1,0 | 220 | 660 |
| 5,0 | 1100 | 3300 |
| Номинальное значение измеряемой частоты /ном = 50 Гц |
| Номинальное значение коэффициента мощности Кном = 1 |
Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности измерений на каждые 10 °С, вызванной изменением температуры окружающего воздуха от нормальной до любой в пределах от минус 30 до плюс 50 °С, равны половине значений, указанных в таблицах 2 - 6.
Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности измерений, вызванной изменением влажности от нормальной до 98 % при температуре 35 °С, равны половине значений, указанных в таблицах 2 - 6.
| Параметры электрической сети |
| № | Наименование | Обозначение | Сеть 3-х пров | Сеть 4-х пров | Диапазон измерений | Пределы допускаемой основной приведённой погрешности, % | Примеч ание |
| 1.1 | Среднеквадратическое значение фазных напряжений, В | UA, Ub, Uc | - | + | от 0,05 Пфн до 1,3 Пфн | ± 0,2 | |
| 1.2 | Среднеквадратическое значение междуфазных напряжений, В | Uab, Ubc, Uga | + | + | от 0,05 Цмф н до 1,3 Цмфн | ± 0,2 | |
| 1.3 | Среднеквадратическое значение фазных токов, А | Ia, Ib, Ic | + | + | от 0 до 1,3 1н | ± 0,2 | |
| 1.4 | Среднеквадратическое значение тока нейтрали, А | In | - | + | от 0 до 1,3 1н | ± 0,2 | |
| 1.5 | Активная мощность фазы, Вт | Pa, Pb, Pc | - | + | от 0 до 1,5 Пфн* 1н | ±0,5 | 1) |
| 1.6 | Реактивная мощность фазы, вар | Oa, Qb, Qc | - | + | от 0 до 1,5 Пфн * 1н | ±0,5 | 1) |
| 1.7 | Полная мощность фазы, Вт | Sa, Sb, Sc | - | + | от 0 до 1,5 U фн * 1н | ±0,5 | |
| 1.8 | Коэффициент мощности фазы | Kma, Kmb, Kmc | - | + | ±(о-1) | ±0,5 | |
| 1.9 | Активная мощность сети, Вт | P | + | + | от 0 до 2,5 11мф н * 1н | ±0,5 | 1) |
| 1.10 | Реактивная мощность сети, вар | Q | + | + | от 0 до 2,5 11мф н * 1н | ±0,5 | 1) |
| 1.11 | Полная мощность сети, В" А | Se | + | + | от 0 до 2,5 11мф н * 1н | ±0,5 | |
| 1.12 | Неактивная мощность сети, вар | N | + | + | от 0,05 до 2,5 11мф н * 1н | ±0,5 | |
| 1.13 | Коэффициент мощности сети | Кме | + | + | ±(о-1) | ±0,5 | |
Лист № 4
Всего листов 13
Продолжение таблицы 3
| Параметры электрической сети (продолжение) |
| № | Наименование | Обозначение | Сеть 3-х пров | Сеть 4-х пров | Диапазон измерений | Пределы допуск, основной приведённой погрешности у% | Примеч ание |
| 1.14 | Полная мощность искажений и гармоник сети, В ■ А | SeN | + | + | от 0,05 до 1,5 Пмфн* 1н | ±0,5 | Ки=30% К ,=80% |
| 1.15 | Полная мощность гармоник сети, В-А | Sen | + | + | от 0 до 0,5 Пмф н * 1н | ±0,5 | Ки=30% К!=80% |
| 1.16 | Коэффициент влияния гармоник | Kn | + | + | от 0,05 до 1 | ± 0,8 | |
| 1.17 | Частота сети | f | + | + | (43 - 57) Гц | ± 0,03 | |
| Примечания 1) Измерение значений активной и реактивной мощностей выполняется со знаком. Знаки "+" или характеризуют режимы потребления или генерации относительно источника электрической энергии. 2) Положительная реактивная мощность соответствует индуктивной нагрузке при потреблении и емкостной при генерации, отрицательная - емкостной нагрузке при потреблении и индуктивной при генерации. |
Лист № 5
Всего листов 13
| Параметры электрической сети по основной частоте |
| № | Наименование | Обозначение | Сеть 3-х пров | Сеть 4-х пров | Диапазон измерений | Пределы допуск, основной приведённой л,О/„ | Приме чание |
| 2.1 | Среднеквадратическое значение фазных напряжений основной частоты, В | Uai, Ubi, Uci | - | + | от 0,05 U ф н до 1,2 U ф н | ± 0,2 | |
| 2.2 | Среднеквадратическое значение между фазных напряжений основной частоты, В | Uabi, Ubci, UcAl | + | + | от 0,05 имфн до 1,2 Цмф н | ± 0,2 | |
| 2.3 | Среднеквадратическое значение фазных токов основной частоты, В | Iai, Ibi, Ici | + | + | от 0 до 1,2 1н | ± 0,2 | |
| 2.4 | Активная мощность фазы основной частоты, Вт | Pa, Pb, Pc | - | + | от 0 до 1,5 ифн* 1н | ±0,5 | 1) |
| 2.5 | Реактивная мощность фазы основной частоты, вар | Oai, Qbi, Cl . | - | + | от 0 до 1,5 Пфн* 1н | ±0,5 | 1) |
| 2.6 | Полная мощность фазы основной частоты, Вт | Sai, Sbi, Sci | - | + | от 0 до 1,5 U ф н* 1н | ±0,5 | |
| 2.7 | Коэффициент мощности фазы по основной частоте | Kmai, Kmbi, Kmci | - | + | ±(о-1) | ±0,5 | |
| 2.8 | Активная мощность сети по основной частоте, Вт | Pi | + | + | от 0 до 2,5 11мф н * 1н | ±0,5 | 1) |
| 2.9 | Реактивная мощность сети по основной частоте, вар | Qi | + | + | от 0 до 2,5 11мф н * 1н | ±0,5 | 1) |
| 2.10 | Полная мощность сети по основной частоте, ЕРА | Sel | + | + | от 0 до 2,5 11мф н * 1н | ±0,5 | |
| 2.11 | Неактивная мощность сети по основной частоте, вар | Ni | + | + | от 0,05 до 2,5 11мф н * 1н | ±0,5 | |
| 2.12 | Коэффициент мощности сети по основной частоте, | Кме1 | + | + | ±(о-1) | ±0,5 | |
| 1) см. Примечание к Таблице 2 |
Лист № 6
Всего листов 13
| Показатели качества электрической энергии |
| № | Наименование | Обозначение | Сеть 3-х пров | Сеть 4-х пров | Диапазон измерений | Пределы допуск, основной погрешности у%- приведённой, Д-абсолютной | Примем ание |
| 3.1 | Среднеквадратическое значение напряжения прямой последовательности, В | Um) | + | + | от 0,05 Имф и до 1,2 Имф и | ±0,2 (у) | |
| 3.2 | Среднеквадратическое значение напряжения обратной последовательности, В | U2(i) | + | + | от 0,05 Имф и до 1,2 Имф и | ±0,2 (у) | |
| 3.3 | Среднеквадратическое значение напряжения нулевой последовательности, В | и0(1) | - | + | от 0,05 Имф и до 1,2 Имф и | ±0,2 (у) | |
| 3.4 | Установившееся отклонение напряжения, % | 5Uy | + | + | от -30 до +30 | ±0,2 (А) | |
| 3.5 | Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности, % | K-2U | + | + | 0 - 20 | ±0,2 (А) | |
| 3.6 | Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности. % | Кои | - | + | 0 - 20 | ±0,2 (А) | |
| 3.7 | Отклонение частоты, Гц | Af | + | + | ±7 | ±0,02 (А) | |
Продолжение таблицы 5
| Показатели качества электрической энергии (продолжение) |
| № | Наименование | Обозначение | Сеть 3-x пров | Сеть 4-х пров | Диапазон измерений | Пределы допуск, основной абсолютной погрешности, Л | Примеч ание |
| 3.8 | Длительность провала напряжения (канала и сети), с | At dip К- Atdip | + | + | 0,02 - 60 | ±0,02 (А) | 1) |
| 3.9 | Глубина провала напряжения (канала и сети), % | $UdipK,$Udip | + | + | 0-100 | ±1,0 (А) | 1) |
| 3.10 | Остаточное напряжение провала (канала и сети), В | UresK, Ures | + | + | от 0 до UH | ±1,0 (А) | 1) |
| 3.11 | Длительность перенапряжения (канала и сети), с | AtSWK, Atsw | + | + | 0,02 - 60 | ±0,02 (А) | 1) |
| 3.12 | Коэффициент временного перенапряжения (канала и сети), отн етт | K-swi<- Ksw | + | + | 1 - 1,35 | ±0,01 (А) | 1) |
| 3.13 | Максимальное значение напряжения при перенапряжении (канала и сети), В | Uswk, Usw | + | + | 1,35 UH | ±1,0 (А) | 1) |
| 3.14 | Длительность прерывания напряжения (канала и сети), с | AtintK5Atint | + | + | от 0,02 | ±0,02 (А) | 1) |
| Примечание - Напряжения каналов - фазные напряжения для 4-х проводной сети или междуфазные напряжения для 3-х проводной сети |
ОО
Лист № 7
Всего листов 13
Таблица 6
| 4 Показатели качества электрической энергии (гармонический анализ) |
| № | Наименование | Обознач ение | Диапазон измерений | Пределы допускаемой основной абсолютной | Приме чание |
| 4.1 | Среднеквадратическое значение напряжения гармонической подгруппы порядка h, В | Usg, h | от 0 до 0,3 UH | ± (0,05 + 0,03KU(h)) | 1) |
| 4,2 | Коэффициент гармонической составляющей напряжения порядка h, %напряжения, В | KU(h) | 0 - 30 | ± (0,05 + 0,03KU(h)) | |
| 4.3 | Суммарный коэффициент гармонических подгрупп напряжения, % | KU | 0 - 30 | ± (0,1+0,03Ku) | 1), 2) |
| 4.4 | Среднеквадратическое значение тока гармонической подгруппы порядка h, А | Isg, h | от 0 до 0,3 1НОМ | ± (0,1 + 0,03Ki(h)) | 1) |
| 4.5 | Коэффициент гармонической составляющей тока порядка h, % | KI(h) | 0 - 30 | ± (0,1 + 0,03Ki(n)) | |
| 4.6 | Суммарный коэффициент гармонических подгрупп тока, % | KI | 0 - 80 | ± (0,1 + 0,03Ki(n)) | 1), 2) |
| Примечания 1) Наименование ПКЭ и выполнение измерений - в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.30-2008 и ГОСТ Р 51317.4.7-2008. 2) Соответствует «Коэффициенту искажения синусоидальности» по ГОСТ 13109-97. |
Вычислении параметров и ПКЭ производится по формулам:
1) Действующее значение фазного напряжения:
где Щ; -спектральные составляющие АЧХ фазного напряжения;
N- число выборок.
2) Действующие значения междуфазного напряжения 2. ... и фазного тока определяются
аналогично с использованием 2. 7 (спектральных составляющих междуфазного напряжения) и л. спектральных составляющих фазного тока).
3) Реактивная мощность фазы (сеть 4-х проводная):
N
2
Оф=£<24Р (2)
i=i
где Qфi -спектральная составляющая реактивной мощности фазы;
Qrpi — ■ 1ф, ■ sintp. (3)
4) Реактивная мощность сети (сеть 4-х проводная): Q = QA + QB + QC (4)
5) Реактивная мощность сети (сеть 3-х проводная): Q = Q1 + Q2 (5)
N 2
(6)
Qi = / Uabi'Iai ■ sitifv^) i=i
N
2
Qa = / ^CDi ■ Tci ■ sin(tp )
(П
i=l
где ф— разность спектральных составляющих ФЧХ фазного тока и междуфазного напряжения
6) Полная мощность сети Se
Яе = 3-(]в-Те.
(«)
а) для 4-х проводной сети
7) Полная мощность сети по основной частоте Se1
= |']£+]ё+]Ё+]& е A. q
- 3 ■ ив1 ■ /в1, (13)
72 I ?г I )г Щ 1 <Б' 1 ‘С
3
а) для 4-х проводной сети
| (14) б) для 3-х проводной сети | (15) el \ 3 |
| Uel = J | |ц^1 1 1 (16) /ei=j | Цм. 1 Jii 1 Jci |
8) Неактивная мощность сети IS'
9) Неактивная мощность сети по основной частоте 15'
р
10) Коэффициент мощности сети л — (20)
11) Полная мощность искажений и гармоник сети 5.-=. 5г — 5;. (21)
7) Полная мощность гармоник сети 5.. =.■
(22)
~ (23)
8) Коэффициент влияния гармоник
а;.=^ (25)
•^31
Таблица 7 Основные технические характеристики
| Параметры питания: - ФЕ1888.2-АДП-Х-Х-1-Х - ФЕ1888.2-АДП-Х-Х-2-Х | ~220 В (-15+10) %, частота (50 ± 3) Гц =220 В (-15+10) % =24 В ± 15 % |
| Потребляемая мощность, В •А, не более: | 6 |
| Габаритные размеры, мм, не более: - с коммутационным блоком типа А - с коммутационным блоком типа Б | 140 х 123 х 158 140 х 123 х 100 |
| Масса, кг, не более: | 2,3 |
| Средняя наработка на отказ, ч: | 100000 |
| Средний срок службы, лет: | 15 |
| Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность при температуре - атмосферное давление, кПа | от - 30 до + 50 35 оС, %, 98; от 84 до 106,7 |
| Преобразователи по стойкости к воздействию внешних механических факторов соответствуют группе М6 ГОСТ 17516.1-90 со следующим расширением: - синусоидальная вибрация в диапазоне частот (0,5 -100) Гц с амплитудой ускорения 10 м/с2; - удары одиночного действия с пиковым ускорением 30 м/с2 число ударов 80 - 120 в минуту |
| Преобразователи являются сейсмостойкими и обеспечивают работоспособность при землетрясении в 9 баллов при уровне установки над нулевой отметкой 20 м в соответствии с требованиями ГОСТ 17516.1-90 |
| Преобразователи ФЕ1888.2-АДП удовлетворяют требованиям по электромагнитной совместимости, предъявляемым к группе исполнения IV по ГОСТ Р 50746-2000, критерий качества функционирования В |
| Уровень индустриальных радиопомех, создаваемых преобразователями не превышает значений, установленных для оборудования класса Б по ГОСТ Р 51318.22-2006 |
Знак утверждения типа
наносят на табличку преобразователя методом пьезоструйной печати, на титульный лист руководства по эксплуатации и паспорт - типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки входят:
- преобразовательФЕ1888.2-АДП (по заказу 1 шт.;
- соединитель RJ-00AMMA-LL7001 1 шт;
- комплект перемычек 1 компл.;
- руководство по эксплуатации 3ПА.499.047РЭ
(включая раздел 7 «Методика поверки») 1 экз.;
- паспорт 3ПА.499.047 ПС 1 экз.;
- компакт-диск с программным обеспечением и документацией:
- программа представления параметров и ПКЭ «Electro» 1 экз.;
- руководство оператора 05755097.00012-01-34-01 1 экз;
- протокол информационного обмена 3ПА.499.047 Д12 1 экз;
- план качества 1 экз.
Поверка
осуществляется по документу 3ПА.499.047 РЭ (Раздел 7) «Преобразователи измерительные многофункциональные ФЕ1888.2-АДП. Руководство по эксплуатации», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева» 28 июня 2013 г.
Основные средства поверки:
Калибратор переменного тока «Ресурс-К2»: номинальное значение фазного напряжения 57,7 В, 220 В, КТ 0,05/0,01; номинальное значение тока 1 А, 5 А, КТ 0,05/0,01; фазовый угол от минус 180 ° до 180 °, ПГ ± 0,03 °; значения активной, реактивной и полной мощности, КТ 0,1/0,02; частота от 45 до 55 Гц. ПГ ± 0,005 Гц.
Сведения о методах измерений
изложены в документе 3ПА.499.047 РЭ «Преобразователи измерительные многофункциональные ФЕ18882-АДП. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия».
МИ 1940-88 ГСИ Государственная поверочная схема для средств измерений силы переменного электрического тока от V10-8 до 25 А в диапазоне частот от 20 до 1-106 Гц.
ГОСТ Р 8.648-2008 ГСИ Государственная поверочная схема для средств измерений переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от Г10’2 до 2409 Гц.
ГОСТ 8.551-86 ГСИ Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений электрической мощности и коэффициента мощности в диапазоне частот 40 - 20000 Гц.
ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.
ГОСТ Р 51317.4.30-2008 (МЭК 61000-4-30.2008) Национальный стандарт РФ. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электрической энергии.
ОПБ-88/97 (ПНАЭ Г-01-011-97) «Общие положения безопасности атомных станций».
СТО 1.1.1.07.001.0675 - 2008 «Атомные станции. Аппаратура, приборы, средства систем контроля и управления. Общие технические требования».
ТУ 4389-0237-05755097-2011 «Преобразователи измерительные многофункциональные
ФЕ1888.2-АДП».
Лист № 13
Всего листов 13
Рекомендации к применению
- при осуществлении деятельности в области использования атомной энергии.
