Назначение
Трансформаторы напряжения электронные типа ДНЕЭ (далее по тексту -трансформаторы) предназначены для 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 передачи результатов преобразования на электрические измерительные приборы, в системы коммерческого учета электрической энергии, устройствам измерения (в том числе показателей качества электроэнергии), защиты, автоматики, сигнализации и управления.
Описание
Принцип действия трансформаторов основан на измерении значения напряжения переменного тока с выхода встроенного емкостного делителя. 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, при этом питание электроники выносного блока осуществляется посредством оптического излучения, передаваемого по соединительному оптоволоконному кабелю из электронно-оптического блока, 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 электроннооптического блока и дешифруется для дальнейшей обработки электронно-оптическом блоке, где цифровой код синхронно подается на цифро-аналоговый преобразователь напряжения (для выходов 100/V3B), цифро-аналоговый преобразователь напряжения (для потенциальных выходов). Логическая схема трансформаторов представлена на рисунке 1.
Трансформаторы включают в свой состав:
- выносные блоки измерения, расположенные в основаниях высоковольтных колонн емкостных делителей (рисунки 2, 3, 4);
- электронный блок (рисунок 5);
- блок вторичного преобразования измеренного сигнала в аналоговый вид (рисунки 6, 7)
- резервированный блок питания повышенной надежности (в вариантном исполнении) (рисунки 8, 9).
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.
Трансформаторы 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 трансформаторов в систему онлайн-мониторинга работоспособности трансформаторы имеют 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.
Емкостной делитель
АД
VV
АД
\rV
Выход 0.1 .. 10В
АД
VV
Цифровой выход
АЛ
Вход синхронизации 1PPS
■N
т/
Цифро-аналоговый преобразователь напряжения (ЦАП Н)
Выход 57.7В
| | |
| i /I Внешний | Модуль индикации |
| : интерфейс I/RS232 |
| диагностики |
Электронный
блок
трансформатора
Внешняя шина
Выносной блок измерения
| Датчик | | |
| температуры | | Сигнальный |
| чувствительного | | процессор DSP |
| элемента | | |
Внутренняя шина передачи результатов измерений в цифровой форме
/1_1Ч|
Г Внешняя шина)
Чг^п/
Цифро
аналоговый
преобразователь
напряжения
Блок формирования пакетов SV80 и SV256
Рисунок 1 - Логическая схема трансформаторов
Трансформаторы 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-220 - трансформатор опорного исполнения с номинальным фазным напряжением 220/V3 кВ. (рисунок 4)
.........................J i ‘П— 1.1 II I P- 1 vIHIJ .1. .
Рисунок 5 - Электронный блок трансформаторов (вид спереди)
Рисунок 4 - высоковольтный емкостной делитель ДНЕЭ-220
«€•
ее
*
Рисунок 6 - Электронный блок ЦАП Н для вывода пропорционального аналогового сигнала трансформаторов
100/V3 В
Рисунок 7 - Электронный блок ЦАП Н для вывода пропорционального аналогового сигнала 100/43 В трансформаторов вид сзади
| ^- | ш | •W—W] * | * | •j | -ш- ■ ■ - В. 1 |
| | | | 0- | 1 | Ш |
| л | _я | | | | |
F
Рисунок 8 - Электронный блок резервированного блока питания повышенной надежности (вид спереди)
Условное обозначение трансформаторов представлено в таблице 1. Таблица 1 - Условное обозначение трансформаторов
| ДНЕЭ | Обозначение типа: Трансформаторы напряжения электронные типа ДНЕЭ |
| А | Исполнение |
| 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 |
| | Тв w ®Vi ■' 1 1 - Mr | и | л | = |
| | | | _В | 9 |
Рисунок 9 - Электронный блок резервированного блока питания повышенной надежности (вид сзади)
| 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 (минус 60... плюс 40 °С) |
| УХЛ1-Т | УХЛ1 по ГОСТ 15150-69 с расширенным температурным диапазоном (минус 60. плюс 60 °С) |
| Д | Типы используемых выходов, комбинация из символов |
| А | Аналоговый 100/V3 В |
| П | Потенциальный выход |
| М | 2 Цифровых выхода с числом выборок 4000 и 12800 в секунду (80 и 256 выборок на период промышленной частоты) |
| 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. |
Пример обозначения:
ДНЕЭ - 220 - 3 - 0.2 - 3P - УХЛ1-Т - МА - 2
Два универсальных входа 220 В постоянного и переменного тока
Один аналоговый выход 100/V3 и два цифровых выхода
Расширенный температурный диапазон от минус 60 до плюс 60 °С
Класс точности 3P для цепей защиты
Класс точности 0. 2 для коммерческого учета
Три модуля (трехфазная сеть)
Трансформатор напряжения электронный типа ДНЕЭ
Встроенное программное обеспечение (далее по тексту - ПО) трансформаторов представляет собой набор микропрограмм, предназначенных для обеспечения нормального функционирования аппарата, управления интерфейсом и т.д. Данное ПО имеет метрологически значимые и незначимые части.
Уровень защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «Высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные ПО трансформаторов представлены в таблицах 2 и 3.
Таблица 2 - Характеристики метрологически значимого ПО
| Наименование ПО | Идентификацион ное наименование ПО | Номер версии (идентифика ционный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Встроенное ПО формирования данных замеров | FPGA_U.bin | 2.09 | D8D78B4767D2150 07EE64ED1F801EB A3 | md5 |
Таблица 3 - Характеристики метрологически не значимого ПО
| Наименование ПО | Идентификацион ное наименование ПО | Номер версии (идентифика ционный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Встроенное ПО формирования пакета данных МЭК 61850-9-2 | Mod_61850.bin | 2.08 | E86E4BC58934D10 01E90AC3EC3C0B 618 | md5 |
| Встроенное ПО индикации состояния на экране устройства | MU_U.bin | 2.17 | 06E771E1AC291E0 EB53E12F01343A1 FB | md5 |
Технические характеристики
Диапазоны измеряемых величин, технические характеристики, а также пределы допускаемых погрешностей измерений приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Метрологические и технические характеристики трансформаторов
| Характеристика | Значение |
| Номинальное напряжение, кВ | Вариант исполнения | Фазное напряжение |
| ДНЕЭ-110 | 110/V3 |
| ДНЕЭ-110-ВК | 110/V3 |
| ДНЕЭ-220 | 220/V3 |
| Номинальное вторичное напряжение для аналогового выхода внешнего цифроаналогового преобразователя, В | 100/V3 |
| Классы точности по ГОСТ Р МЭК 60044-7-2010 | 0,2; 0,5; 1,0; 3P |
| Характеристика | Значение |
| Номинальная емкость, пФ | ДНЕЭ-110 | 830±15% |
| | ДНЕЭ-110-ВК | 1000±15 % |
| ДНЕЭ-220 | 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 |
| Коэффициент безопасности внешнего цифро-аналогового преобразователя напряжения | 3,0 |
| Номинальное напряжение потенциального выхода, В | От 0,1 до 10 |
| Минимальное входное сопротивление приборов, подключаемых к потенциальному выходу, кОм | 400 |
| Количество измеряемых фаз | 1 - 3 |
| Диапазон полосы пропускания частот при наличии гармоник в измеряемом сигнале, Гц | 20 -5000 |
| Рабочая температура, °С | Чувствительный элемент | Минус 60. плюс 60 |
| Электронные блоки | Минус 10. плюс 40 |
| Относительная влажность воздуха, % | от 10 до 95 |
| Атмосферное давление, кПа (мм. рт. ст.) | от 60 до 106,7 (от 460 до 800) |
| Г руппа 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 тяжения 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 |
| Характеристика | Значение |
| | 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 |
| Габаритные размеры электронных блоков (ДХШ*В), мм | 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 |
| Г абаритные размеры высоковольтной колонны ДНЕЭ-220 (ДхШ*В), 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-220, кг, не более | 175 |
| Средний срок службы, лет | 25 |
| Наработка на отказ, ч | 120000 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносят на табличку трансформаторов методом термопечати или трафаретной печати и на титульные листы паспорта типографским способом.
| Наименование изделия | Кол-во |
| Измерительный блок | 1 - 2 шт. |
| Цифро-аналоговый преобразователь напряжения | 0 - 2 шт. |
| Внешний резервированный блок питания с защитой от кратковременного пропадания напряжения и возможностью замены блоков в горячем режиме | 0 - 2 шт |
| Высоковольтные колонны | По числу фаз |
| Шкаф с оптической кабельной муфтой | 1-2 шт. |
| Комплект соединительных кабелей | 1-2 шт. |
| Паспорт | 1 шт. |
| Инструкция по монтажу и наладке | 1 шт. |
Поверка
осуществляется в соответствии с документом МП 60488-15 «Трансформаторы напряжения электронные типа ДНЕЭ. Методика поверки», утвержденным ФГУП «ВНИИМС» в январе 2015 г.
Основные средства поверки приведены в таблице 6.
Таблица 6 - Основные средства поверки трансформаторов
| Наименование и тип средства поверки | Требуемые характеристики |
| Трансформатор напряжения измерительный эталонный 4820spez | Номинальные напряжения: 110000: V3/ 100: V3 В, 220000: V3/100: V3 В, 250000: V3/100: V3 В, 500000: V3/100: V3 В, класс точности 0,02 |
| Прибор сравнения КНТ-05 (КНТ-03) | Пределы допускаемой относительной погрешности ± 0,0005 %; пределы допускаемой абсолютной угловой погрешности ± 0,005 мин. |
| Магазин нагрузок МР 3025 | Пределы допускаемой погрешности от номинального значения нагрузки ± 4 % |
| Прибор электроизмерительный эталонный многофункциональный Энергомонитор-3.1 КМ | Пределы допускаемой относительной погрешности измерения напряжения переменного тока ±[0,01+0,002- (1,2Uh/U-1)] %; пределы допускаемой относительной погрешности измерения напряжения постоянного тока ±[0,01+0,005- (1,7 Uh/U-1)] %; пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения угла фазового сдвига ±0,01 градуса |
Сведения о методах измерений
Сведения о методиках (методах) измерений приведены в паспорте.
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к трансформаторам напряжения электронным типа ДНЕЭ
1. ГОСТ Р МЭК 60044-7-2010 «Трансформаторы измерительные. Электронные трансформаторы напряжения».
2. ГОСТ 1983-2001 «Трансформаторы напряжения. Общие технические условия».
3. ТУ 6681-001-69571383-2014 Технические условия «Трансформаторы напряжения электронные типа ДНЕЭ.
Рекомендации к применению
При выполнении работ по оценке соответствия продукции и иных объектов обязательным требованиям в соответствии с законодательством Российской Федерации о техническом регулировании.
60488-15: Описание типа СИСкачать166.2 Кб
