Назначение
Устройства контроля параметров трансформаторов интеллектуальные QUALITROL серии 500 (далее - устройства) предназначены для измерения напряжения и силы постоянного и переменного тока, электрического сопротивления постоянному току, температуры, а также для выполнения функций сигнализации, управления исполнительными механизмами при оценке состояния и рабочих характеристик маслонаполненных силовых трансформаторов.
Описание
Устройства устанавливаются в шкафу управления силового трансформатора или в собственном кожухе на его баке, или рядом и служат для защиты трансформатора от аварийных ситуаций и мониторинга следующих характеристик:
- ток обмотки;
- ток группы охлаждения;
- температура обмоток, РПН (устройство для регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой), масла, окружающей среды;
- давление в баке;
- расчета выработанного ресурса;
- оценки перегрузочной способности;
- содержания растворенных в масле газов и т.д.
Указанные характеристики определяются на основании результатов измерений различных физических величин внешними датчиками (первичными измерительными преобразователями), которые устанавливаются в различных точках силового трансформатора. Внешние датчики представляют собой трансформаторы тока, термопреобразователи сопротивления, потенциометры, мосты сопротивлений, датчики давления и т.д.
Выходные аналоговые сигналы с внешних датчиков преобразуются устройствами в цифровой код с помощью АЦП, результаты обрабатываются по математическим алгоритмам и отображаются на дисплее. По умолчанию, переключение между датчиками (каналами измерений) с отображением номера канала и измеренного параметра происходит автоматически. Результаты измерений могут быть сохранены как во встроенной памяти, так и переданы на внешний ПК с помощью интерфейсов RS-232, RS-485, USB. Кроме этого, системы осуществляют цифро-аналоговое преобразование цифрового кода в стандартные унифицированные выходные сигналы постоянного тока (по умолчанию 0 - 1 мА; 4 - 20 мА) для использования совместно с системами SCADA. Для подачи аварийных сигналов и управления исполнительными механизмами имеются релейные выходы.
Основные режимы работы устройств: измерение, регистрация данных и событий, управление.
Каждое устройство настраивается в заводских условиях в соответствии с требованиями заказчика. В процессе эксплуатации настройка и конфигурирование систем может проводиться через интерфейсы RS-232 и USB и Ethernet с помощью специализированного ПО.
Основные узлы устройств: модули для обработки входных сигналов, модули контроля текущего состояния, АЦП, микропроцессор, устройство управления, схема интерфейсов, ЖК-дисплей, блок питания.
Конструктивно устройства выполнены в корпусе для установки в шкаф или щит или в собственный защищенный кожух навесного типа, с открывающейся лицевой панелью. На лицевой панели корпуса расположены: ЖК-дисплей, клавиатура, светодиодные индикаторы состояния, разъемы интерфейсов RS-232 USB и другие. Внутри корпуса, на встроенной панели
расположены клеммы для подключения внешних датчиков и цепей, сети питания, интерфейса RS-485 и другие.
Устройства выпускаются в следующих модификациях: 505 ITM, 506 VTM, 507 ITM, 509 ITM, отличающихся функциональностью, комплектацией, габаритными размерами и массой. Все модификации устройств могут иметь исполнение DW - со встроенным оптическим модулем прямого измерения температуры обмотки трансформатора посредством оптоволоконных зондов. Модификация 509 ITM имеет также следующие исполнения: 509 ITM-100 (базовое), 509 ITM-200 (с расширенными функциями мониторинга системы охлаждения трансформатора), 509 ITM-300 (с расширенными функциями мониторинга РПН трансформатора).
Основные функциональные возможности модификаций приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Функциональные возможности устройств
| Характеристика | Значение для модификации |
| 505 ITM | 506 VTM | 507 ITM | 509 ITM |
| Число каналов измерений | 4 | 4 | 4 | 8/16 |
| Число релейных выходов | 4 | 4 | 4 | 8 |
| Число выходов унифицированных сигналов 4-20 мА | 2 | 2 | 2 | 4 |
| Оптический коммуникационный порт | нет | нет | есть | есть |
| Встроенная память | есть | есть | есть | есть |
| Регистратор событий | нет | есть | есть | есть |
Для защиты от несанкционированного доступа к внутренним частям корпус приборов пломбируется. Для защиты от несанкционированного доступа к измерительной информации и управлению приборами предусмотрена система паролей.
Фотография общего вида устройства приведена на рисунке 1
Рис.1 Устройство модификации 509 ITM
Программное обеспечение
Устройства имеют встроенное и внешнее программное обеспечение (ПО). Их характеристики приведены в таблице 2.
Встроенное ПО (микропрограмма) - внутренняя программа микропроцессора для обеспечения нормального функционирования прибора, управления интерфейсом. Оно реализовано аппаратно и является метрологически значимым. Метрологические характеристики устройств нормированы с учетом влияния ПО. Микропрограмма заносится в программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) измерителей предприятием-изготовителем и не доступна для пользователя.
Внешнее ПО (Qualitrol ITM Manager) функционирует в операционной системе Microsoft Windows NT, 98, 2000, XP, Vista и позволяет настраивать и конфигурировать устройства, осуществлять удаленный доступ, выполнять загрузку данных на ПК, просмотр, анализ и печать полученных результатов. ПО не является метрологически значимым.
Таблица 2 - Характеристики программного обеспечения (ПО)
| Тип прибора | Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| 505 ITM | Встроен ное | Микропрограмма | Не ниже 1.05 | 3CC8 | CRC 16 |
| 506 VTM | Встроен ное | Микропрограмма | Не ниже 1.05 | 3CC8 | CRC 16 |
| 507 ITM | Встроен ное | Микропрограмма | Не ниже 1.05 | 3CC8 | CRC 16 |
| 509 ITM | Встроен ное | Микропрограмма | Не ниже 1.05 | 3CC8 | CRC 16 |
| Все модифи кации | Внешнее | Qualitrol ITM Manager | Не ниже 1.05 | 3CC8 | CRC 16 |
Уровень защиты встроенного программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «А» в соответствии с МИ 3286-2010, а уровень защиты внешнего ПО - уровню «С».
Технические характеристики
Таблица 3 - Метрологические характеристики
| Измеряемая величина | Диапазон измерений | Пределы допускаемой приведенной погрешности, %1) |
| Напряжение постоянного тока | 0 - 100 мВ; 0 - 10 В | ± 0,5 |
| Напряжение переменного тока частотой 50/60 Гц | 0 - 140 В; 0 - 320 В | ± 0,5 |
| Сила постоянного тока | 0 - 1 мА; 4 - 20 мА | ± 0,5 |
| Сила переменного тока2) частотой 50/60 Гц | 0 - 5 А; 0 - 10 А; 0 - 20 А; 0 - 100 А; 0 - 200 А | ± 0,5 |
| Сопротивление постоянному току | 1,5 - 15 кОм | ±0,5 |
| Сопротивление постоянному | 40 - 2500 Ом | ± 1,0 |
| Измеряемая величина | Диапазон измерений | Пределы допускаемой приведенной погрешности, %1) |
| току | | |
| Температура | от минус 40 до плюс 120 °С (при использовании термопреобразователей сопротивления типов Pt100, Cu10); от минус 40 до плюс 200 °С (при использовании оптоволоконных датчиков) | ± 0,5 |
Примечания: 1) - за нормирующее значение принимается верхний предел диапазона измерений.
2) - при использовании с внешним трансформатором тока.
Таблица 4 - Технические характеристики
| Характеристика | Значение для модификации |
| 505 ITM | 506 VTM | 507 ITM | 509 ITM |
| Электрическое питание | Переменный ток от 90 до 264 В, частота 47 - 63 Гц; Постоянный ток от 40 до 290 В |
| Габаритные размеры, мм, (длинахширинахвысота) | 215,9x76,3 х266,7 | 247,4x76,3 х215,9 | 215,9x76,3 х266,7 | 276x73x326 |
| Масса, кг | 1,82 | 1,82 | 1,82 | 2,0 |
| Температура окружающего воздуха, °С | От минус 40 до плюс 72 |
| Температура окружающего воздуха, °С (опционально при дополнительной функции обогрева прибора) | От минус 60 до плюс 72 |
| Относительная влажность, % | До 90 без конденсации |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации.
Комплектность
В комплект поставки устройств входят:
- устройство - 1 шт. (модификация и исполнение - в соответствии с заказом);
- руководство по эксплуатации - 1 экз.;
- методика поверки - 1 экз.;
- CD-диск с технической документацией и программным обеспечением - 1 шт.;
По дополнительному заказу: монтажные приспособления, внешние датчики и измерительные приборы (термопреобразователи сопротивления, трансформатор тока, датчик давления и др.).
Поверка
осуществляется по документу МП 58735-14 «Устройства контроля параметров трансформаторов QUALITROL серии 500. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» в январе 2014 г.
Основные средства поверки:
- калибратор универсальный Fluke 9100 (Госреестр № 25985-09);
- трансформатор тока измерительный лабораторный ТТИ-5000.5 (Госреестр № 27007-04);
- амперметр Д5080 (Госреестр № 10197-85);
- термометр электронный лабораторный «ЛТ-300», пределы допускаемой абсолютной погрешности: ± 0,05 °С в диапазоне температур от минус 50 до плюс 199,99 °С, ± 0,2 °С в диапазоне температур от плюс 200 до плюс 300 °С;
- калибраторы температуры серии ATC-R/RTC-R моделей ATC/RTC-157B, ATC-320B, ATC-650B, общий диапазон воспроизводимых температур от минус 45 до плюс 650 °С, пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения заданной температуры ± (0,04. ..0,35) °С, нестабильность поддержания заданной температуры: ± (0,005.0,02) °С.
Сведения о методиках (методах) измерений приведены в Руководствах по эксплуатации. Нормативные документы
ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие
технические условия.
ГОСТ 14014-91 Приборы и преобразователи измерительные цифровые напряжения, тока,
сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний.
ГОСТ 6651-2009 ГСИ. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля.
Общие технические требования и методы испытаний.
Техническая документация фирм «Qualitrol Company LLC», США и «Neoptix Canada LP», Канада.
ГОСТ 8.027-2001 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений
постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы.
ГОСТ Р 8.648-2008 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений
переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 1 •Ю-2 до 2409 Гц/ ГОСТ 8.022-91 ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная
схема для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне от 1-10-16 до 30 А.
МИ 1940-88 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений силы переменного электрического тока от 1 • 10-8 до 25 А в диапазоне частот 20 - 1-106 Гц.
ГОСТ 8.558-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры.
Рекомендации к применению
- осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта;
- выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.
