Трансформаторы тока электронные оптические с цифровым выходом ТТЭО

Основные
Тип
Зарегистрировано поверок 69
Межповерочный интервал / Периодичность поверки 8 лет
Найдено поверителей 1

Назначение

Трансформаторы тока электронные оптические ТТЭО с цифровым выходом (далее по тексту - ТТЭО) предназначены для измерения и масштабного преобразования значения силы переменного (в том числе - с апериодической составляющей) импульсного и постоянного тока 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.

Описание

Принцип действия ТТЭО основан на двух физических законах: законе полного тока и эффекте Фарадея. ТТЭО содержит чувствительный элемент (магниточувствительное оптоволокно), в котором происходит преобразование измерительной информации о силе тока в набег фаз поляризованного излучения.

Отклик чувствительного элемента прямо пропорционален величине измеряемого тока и числу витков чувствительного контура.

Сигнал пропорциональный силе тока полученный на выходе оптической схемы ТТЭО преобразуется в цифровую форму. Цифровой код синхронно подается на цифро-аналоговый преобразователь тока (для токовых выходов), цифро-аналоговый преобразователь напряжения (для потенциальных выходов), блок формирования цифровых пакетов данных, а также через дециматор на расположенный на передней панели формирователь пропорциональных амплитуде измеренного тока частотных, импульсных и токовых выходов, а также цифрового кода в протоколе Modbus/ Profibus (см. рисунок 1).

,

->

<£>

Сигнальный процессор DSP

-

Вход синхронизации 1 РРЬ'РТР

-\

т/

Ж

Цифро-аннгкжиый преобразователь тока (ЦАП Tf

Выход 1А

>

ч Внешняя шинау

Оптическая

-►

ск&ма

измерения

Датчик

температуры

чувствительного

элемента

Внутренняя шина передачи результатов измерений в цифровой форме

УиФро-

йаапйюеыЙ

преобразователь

нвпр™еняя

блок формирования пакетов МЭК 61350-9-2

Панель формирователя пропорциональных амплитуде частотных, импульсных и токоеых выходов

Выход МЭК 61850

Выход 0.1 ..10В

Рисунок 1 - Логическая схема ТТЭО

ТТЭО представляет собой комплектное устройство, включающее электронный блок (рисунки 7 - 9), подключенные к нему оптоволоконные чувствительные элементы (гибкие (рисунок 6), шинные (рисунки 4 и 5) или опорные (рисунки 2 и 3), а также блок вторичного преобразования измеренного сигнала в цифровой и аналоговый вид (рисунок 10) и (в вариантном исполнении) резервированный блок питания повышенной надежности (рисунки 11 и 12).

Передача сигнала от чувствительного элемента 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.

Для измерения тока трансформатором в исполнении ТТЭО-Г гибкий чувствительный элемент должен быть размещен таким образом, чтобы токонесущая шина была внутри замкнутого оптического контура чувствительного элемента, который должен сделать указанное в паспорте на прибор число витков вокруг шины, соответствующее номинальному значению измеряемого тока. При этом должны быть совмещены при помощи штатно поставляемого элемента крепления метки начала и конца чувствительного элемента. Правильная установка гибкого чувствительного элемента прибора ТТЭО показана на рисунке 14 и в паспорте на прибор.

Для обеспечения возможности включения ТТЭО в систему онлайн-мониторинга работоспособности трансформатор имеет специальный последовательный 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.

Положение в пространстве - вертикальное или горизонтальное.

Трансформаторы тока электронные оптические с цифровым выходом ТТЭО выполняются в следующих исполнениях:

1    ТТЭО-110 - трансформатор опорного исполнения с номинальным фазным напряжением 110/V3 кВ (рисунок 2).

2    ТТЭО-220 - трансформатор опорного исполнения с номинальным фазным напряжением 220/V3 кВ (рисунок 3).

3    ТТЭО-Ш - трансформатор шинного исполнения, предназначенный для установки непосредственно на жесткую ошиновку (вариант поставки с штатной шиной) или для пропускания сквозь отверстие гибкой или жесткой ошиновки (рисунки 4 и 5).

4    ТТЭО-Г - трансформатор с чувствительным элементом в виде размыкаемой гибкой петли (рисунок 6).

Внешний вид ТТЭО в зависимости от исполнения приведен на рисунках 2-14.

Рисунок 7 - Электронный блок трансформаторов ТТЭО в исполнении без модуля частотных выходов (вид спереди) и схема пломбировки от _несанкционированного доступа_

ШГЦа

*0«а*1ГТ*0**^#С01 TWO

-■’

ваяв

О

40

* м ^ т-

а:

«

-а-

*

V ■

_

Место пломбировки от несанкционированного доступа

Рисунок 9 - Электронный блок трансформаторов ТТЭО (вид сзади) и схема пломбировки от несанкционированного _доступа_

Места пломбировки от несанкционированного доступа

!"/ А 1*0*

I

—ш

■=-ф

—а

ТЛ П ФТ'О. У П V.TO ГППЛЛЙПР пел; ПД iorvtiui. ГО 1Г ■.

Рисунок 10 - Электронный блок ЦАП Т для вывода пропорционального аналогового сигнала 1 А трансформаторов ТТЭО

Q

ш

нш

ЦИПЯШВ ■ИМП

»ат

• • • • « дд •

я

о

О

Л--

:£ Г?Ци _*

м_

-щ,

с

Рисунок 11 - Электронный блок резервированного блока питания повышенной надежности (вид спереди)

I

гт

Рисунок 12 - Электронный блок резервированного блока питания повышенной

_надежности (вид сзади)_

$

А

Ч>"

Метки

Рисунок 14 - Схема правильной установки гибкого чувствительного элемента ТТЭО-Г

Условное обозначение ТТЭО при поставке:

ТТЭО - А - Б - В - Г - Д - Е - Ж - З - И,

где:

ТТЭО - Обозначение типа: Трансформатор Тока Электронный Оптический с цифровым выходом;

А - Исполнение прибора:

-    110 Опорного исполнения с высоковольтными колоннами 110 кВ;

-    220 Опорного исполнения с высоковольтными колоннами 220 кВ;

-    Ш Безопорного исполнения (шинный);

-    Г С гибким чувствительным элементом;

Б - Количество измерительных блоков в крейте электронно-оптического блока:

-    1 Один модуль (однофазная сеть или одна линия постоянного тока);

-    2 Два модуля (две фазы или две линии постоянного тока);

-    3 Три модуля (трехфазная сеть или три линии постоянного тока);

В - Вариант настройки режима отображения на экране электронного блока:

-    Без буквы Переменный ток (среднеквадратичное значение);

-    П    Постоянный ток (среднее значение);

Г - Номинальный ток в амперах, для исполнения ТТЭО-Г указывается на один виток чувствительного элемента;

Д - Класс точности прибора и предельная кратность для исполнения релейном классе точности;

Е - 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;

-    С Специальный температурный диапазон, указывается в паспорте на прибор;

-    П Для установки в помещениях от минус 10 до 40 °С;

Ж - Типы используемых выходов, комбинация из символов:

-    А Аналоговый 1 А;

-    Ч Вынесенный на переднюю панель блок частотных, импульсных, Modbus/Profibus, слаботочных токовых выходов;

-    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;

З - 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;

И - Признак наличия внешнего проводного термометра для компенсации температурной зависимости:

-    Без буквы Измерение в полном диапазоне рабочих температур производится без внешнего датчика, либо с применением встроенного в чувствительный элемент оптического термометра;

-    П    Проводной термометр, размещаемый в зоне установки чувствительного элемента (рисунок13).

Пример обозначения прибора:

ТТЭО - 110 - 3 - 2000 - 0,2Б-5ТРЕ63 - УХЛ1-Т - МА - 2.

Трансформатор тока электронный оптический ТТЭО с цифровым выходом, в опорном исполнении на 110 кВ, трехфазный, номинальный ток 2000 А, имеющий класс точности 0,2S для коммерческого учета и класс точности 5TPE с предельной кратностью 63 для релейной защиты, с расширенным температурным диапазоном температур от минус 60 до 60 °С, с аналоговым выходом 1 А и цифровым выходом с двумя универсальными входами питания 220 В постоянного или переменного тока.

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) ТТЭО является встроенным и представляет собой набор микропрограмм, предназначенных для обеспечения нормального функционирования аппарата, управления интерфейсом и т.д. По своей структуре ПО ТТЭО разделено на метрологически значимую (таблица 1) и метрологически не значимую части. Встроенное ПО формирования пакета данных по стандурту IEC 61850-9-2 и встроенное ПО индикации состояния на экране устройства является метрологически не значимой частью ПО ТТЭО.

Таблица 1- Характеристики метрологически значимого ПО

Идентификационные данные (признаки)

Значение

Встроенное ПО оптической схемы

Встроенное ПО формирования данных замеров

Встроенное ПО формирования пропорциональных выходов

Идентификационное наименование ПО

DSP.bin

FPGA.bin

Measure.bin

Номер версии (идентификационный номер) ПО

2.01

2.09

2.13

Цифровой идентификатор ПО

4F7F1448ED8B9F4

8E11274EC4FFB20

A8

D8D78B4767F3140

17C86B7D1F703E

CD5

E0D33FCC52D5C4

8E4F5EB8B2AA9D

639F

Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО

md5

md5

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 таблицах 2, 3, 4 и 5.

Таблица 2 - Диапазоны и пределы допускаемых погрешностей преобразования силы переменного тока_

Характеристика

Значение

Номинальное фазное напряжение переменного тока, кВ ТТЭО-110 ТТЭО-220 ТТЭО-Г и ТТЭО-Ш

110/V3 кВ

220/V3 кВ

от 0 до 750 кВ

Номинальный первичный ток !ном, А* ТТЭО-110, ТТЭО-220 и ТТЭО-Ш;

ТТЭО-Г

от 100 до 3000

от 300 до 190000

Номинальный вторичный ток для аналогового выхода внешнего цифроаналогового преобразователя, А

1

Классы точности по ГОСТ Р МЭК 60044-8-2010

0,1; 0,2S; 0,5S; 1,0; 5P; 5ТРЕ

Номинальная нагрузка на аналоговом выходе внешнего цифро-аналогового преобразователя S^^ (коэффициент мощности cos9=1), В-А

от 1 до 15

Характеристика

Значение

Номинальная частота измеряемого тока, Гц

50

Номинальный коэффициент расширенного первичного тока

от 1,2 до 2,0 для аналоговых выходов от 1,2 до 8,0 для цифровых выходов

Количество измеряемых фаз

от 1 до 3 **

Примечание:

* Значение номинального тока зависит от количества оборотов гибкого чувствительного элемента вокруг токоведущей шины, числа оборотов токоведущей шины вокруг чувствительного элемента и настроек прибора. Точное число витков чувствительного элемента для получения заданного номинального тока указывается в паспорте на прибор. Прибор допускает снижение номинального тока относительно указанных значений путем кратного (допускается только целое число витков) увеличения оборотов токоведущей шины вокруг чувствительного элемента, при этом механические, термические и динамические показатели использованной для таких целей шины должны быть подтверждены соответствующими расчетами при проектировании;

** Количество зависит от варианта исполнения.

Таблица 3 - Диапазоны и пределы допускаемых погрешностей преобразования силы постоянного тока

Характеристика

Значение

Номинальное напряжение постоянного тока, кВ

ТТЭО-110

ТТЭО-220

ТТЭО-Г и ТТЭО-Ш

100 кВ

200 кВ

0-1000 кВ

Номинальное значение первичной силы постоянного тока 1ном, А*

ТТЭО-110, ТТЭО-220 и ТТЭО-Ш;

ТТЭО-Г

от 100 до 6000

от 200 до 450000

Номинальный вторичный ток для аналогового выхода внешнего цифро-аналогового преобразователя, А

1

Пределы допускаемой относительной погрешности измерений коэффициента масштабного преобразования силы постоянного тока, %

±0,1; ±0,2; ±0,5; ±1,0

Номинальная нагрузка на аналоговом выходе внешнего цифро-аналогового преобразователя тока, ВА

от 1 до 15

Количество измеряемых линий для постоянного тока

от1 до 3 **

Примечание:

* Значение номинального тока зависит от количества оборотов гибкого чувствительного элемента вокруг токоведущей шины, числа оборотов токоведущей шины вокруг чувствительного элемента и настроек прибора. Точное число витков чувствительного элемента для получения заданного номинального тока указывается в паспорте на прибор. Прибор допускает снижение номинального тока относительно указанных значений путем кратного (допускается только целое число витков) увеличения оборотов токоведущей шины вокруг чувствительного элемента, при этом механические, термические и динамические показатели использованной для таких целей шины должны быть подтверждены соответствующими расчетами при проектировании;

** Количество зависит от варианта исполнения.

Таблица 4 - Диапазоны и пределы допускаемых погрешностей преобразования силы переменного и постоянного тока для измерительных выходов_

Характеристика

Значение

Пределы допускаемой относительной погрешности измерений коэффициента масштабного преобразования силы постоянного и переменного тока для дополнительных выходов, %

±0,1; ±0,2; ±0,5; ±1,0

Число встроенных потенциального выходов

до 3 *

Номинальное напряжение потенциального выхода, В

от 0,05 до 10

Максимальное сопротивление вторичной цепи потенциального выхода, кОм

400

Число встроенных низкоуровневых токовых выходов

до 3 *

Номинальный вторичный ток встроенного низкоуровневого токового выхода, мА

от 4 до 40

Максимальное сопротивление вторичной цепи встроенного низкоуровневого токового выхода, Ом

50

Число встроенных частотных выходов

до 3 *

Номинальный коэффициент преобразования встроенных частотных выходов, Гц/кА

от 1 до 150 000

Минимальное сопротивление вторичной цепи частотных выходов, Ом

100

Число встроенных интегрирующих импульсных выходов

до 3 *

Номинальное значение интегрирующего импульсного выхода, кАс

от 1 до 400

Минимальное сопротивление вторичной цепи импульсного выхода, Ом

100

Число встроенных Modbus выходов

до 3 *

Период обновления данных на низкоуровневых частотных, импульсных, токовых и Modbus портах передней панели, мс

от 100 до 3000

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)

Пределы допускаемой относительной погрешности измерений силы постоянного и переменного тока для выходов " МЭК 61850-9-2", %

±0,1; ±0,2; ±0,5; ±1,0 для постоянного тока 0,1; 0,2S; 0,5S; 1,0; 5P; 5ТРЕ для переменного тока

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

Примечание:

* Количество и тип выходов зависит от варианта исполнения.

Характеристика

Значение

1

2

Диапазон пропускания частот при сохранении класса точности, Гц

от 0 до 9000*

Номинальное время активации, мкс, не более

16

Номинальный ток активации, не более

0,3 % от 1ном

Рабочие условия применения, °С

Чувствительный

элемент

УХЛ1 (ГОСТ 15150-69) или специальный (в диапазоне от -60 до +60)

Электронные блоки

от -10 до +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 - М29 по ГОСТ 17516.1-90

Исп.

Электронные

блоки

Чувствительный

элемент

ТТЭО-110

ТТЭО-220

ТТЭО-Ш

М40

М40

ТТЭО-Г

М5

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

Исполнение

Допустимая нагрузка

ТТЭО-110

2000

ТТЭО-220

2000

ТТЭО-Ш

2000

ТТЭО-Г

Не допускается приложение усилий к чувствительному элементу

Рабочее положение первичных датчиков тока

ТТЭО-110

ТТЭО-220

Вертикальное с отклонением не более 30 градусов

ТТЭО-Ш

ТТЭО-Г

Любое

Длина соединительного кабеля, м

от 20 до 1200

Длина чувствительного элемента для исполнения ТТЭО-Г, м

от 1 до 40

Примечание:

* Нижняя частота пропускания не ограничена (постоянный ток), верхняя частота - в соответствии со спецификацией договора поставки.

1

2

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

150

Потребляемая мощность электронного блока ЦАП Т, Вт, не более

200

Г абаритные размеры электронных блоков (ДхШ*В), мм, не более

390^465x220 (3U + оптический кросс)

Г абаритные размеры высоковольтной колонны ТТЭО-110 (ДхШ*В), мм, не более

650x355x1900

Г абаритные размеры высоковольтной колонны ТТЭО-220 (ДхШ*В), мм, не более

660x500x3000

Г абаритные размеры чувствительного элемента ТТЭО-Ш (ДхШ*В), мм, не более

650x355x400

Масса электронного блока ТТЭО, кг, не более

12

Масса электронного блока ЦАП Т, кг, не более

15

Масса высоковольтной колонны ТТЭО-110, кг, не более

62

Масса высоковольтной колонны ТТЭО-220, кг, не более

120

Масса чувствительного элемента ТТЭО-Ш, кг, не более

10

Средний срок службы, лет

25

Наработка на отказ, ч, не менее

120000

Знак утверждения типа

наносят на табличку ТТЭО методом механического нанесения или трафаретной печати и на титульные листы паспорта-формуляра типографским способом.

Таблица 6

Наименование изделия

Кол-во

Измерительный блок

По числу контуров измерения

Цифроаналоговый преобразователь тока

1 комплект*

Внешний резервированный блок питания с защитой от кратковременного пропадания напряжения и возможностью замены блоков в горячем режиме

1 комплект*

Катушка с оптическим волокном для соединения чувствительного элемента с электронным блоком

1 комплект

Высоковольтные колонны для исполнений ТТЭО-110 и ТТЭО-220

1 комплект

Чувствительный элемент для исполнения ТТЭО-Ш

1 комплект

Г ибкий чувствительный элемент для исполнения ТТЭО-Г

1 комплект

Шкаф с оптической кабельной муфтой

1 шт.*

Руководство по эксплуатации РЭ 422740-009-69571383-2014

1 шт.

Методика поверки МП 2203-0293-2015

1 шт.

Паспорт-формуляр 422740-009-69571383-2014 ПС

1 шт.

Примечание:

*В соответствии с договором поставки.

Поверка

осуществляется по документу МП 2203-0293-2015 «Трансформаторы тока электронные оптические ТТЭО с цифровым выходом. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» в ноябре 2015 г.

Знак поверки, в виде оттиска поверительного клейма, наносится на свидетельство о поверке.

Основные средства поверки: трансформатор тока типа ТТИ-5000.51 (ФИФОЕИ № 55278-13), прибор сравнения типа КНТ-05 (КНТ-03) (ФИФОЕИ № 37854-08 (24719-03)), нановольтметры/микроомметры типа 34420 А (ФИФОЕИ № 47886-11), частотомер типа 53220A (ФИФОЕИ № 51077-12), шунт токовый типа АКИП-7501 (ФИФОЕИ № 49121-12), установка поверочная векторная компарирующая типа "УПВК-МЭ 61850" (ФИФОЕИ № 60987-15).

Сведения о методах измерений

изложены в руководстве по эксплуатации РЭ 422740-009-69571383-2014.

Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к трансформаторам тока электронным оптическим ТТЭО с цифровым выходом

ГОСТ Р МЭК 60044-8-2010 «Трансформаторы измерительные. Часть 8. Электронные трансформаторы тока».

ГОСТ 7746-2001 «Трансформаторы тока. 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 6681-001-69571383-2014 Технические условия «Трансформаторы тока электронные оптические ТТЭО с цифровым выходом».

Развернуть полное описание