Назначение
Устройства микропроцессорные серии ЭКРА ТН1010 (далее - устройства) предназначены для измерений среднеквадратического значения фазного и линейного напряжений переменного тока, силы переменного тока и преобразований в цифровой сигнал по протоколу IEC 61850-9-2LE.
Описание
Принцип действия устройств основан на аналого-цифровом преобразовании (далее -АЦП) входных сигналов, их цифровой обработке, предоставлении результатов измерений через web-интерфейс и (или) передачи результатов измерений по цифровым интерфейсам связи RS485 или Ethernet в информационные системы и системы управления более высокого уровня.
Устройства имеют восемь аналоговых входов, гальванически развязанных от внутренних цепей устройства, предназначенных для подключения внешних цепей напряжения и силы переменного тока.
Входные цепи устройства подключаются к вторичным обмоткам трансформаторов тока и трансформаторов напряжения.
Устройства поддерживают следующие протоколы: Modbus/RTU, Modbus TCP/IP, SNTP, PTPv2, IEC 61850-9-2LE, IEC 61850-8-1. В соответствии с выбранным типом интерфейса и протокола обмена обеспечивается программная поддержка синхронизации времени внутренних часов устройства.
Конструктивно устройства выполняются в виде блочного каркаса. В состав устройств входят блок питания, блок (блоки) аналоговых входов переменного тока, блок (блоки) дискретных входов, блок (блоки) дискретных выходов, блок (блоки) дискретных входов/выходов, блок объединительный.
Электрическая связь между блоками внутри устройства осуществляется через объединительную печатную плату, выполняющую функцию общей шины устройства.
Блок питания является центральной частью устройства. Блок питания содержит процессор. Процессор выполняет цифровую обработку входных сигналов, также через последовательные интерфейсы RS485, порты Ethernet поддерживает обмен информацией с внешними цифровыми устройствами.
Блок питания осуществляет питание всех узлов устройства, а также защиту электронных элементов от воздействия помех и перенапряжений.
Для записи аналоговой и дискретной информации используется специальная легкосъемная память (карта памяти), информация в которой сохраняется при отсутствии напряжения питания.
Функционирование устройства происходит по программе, записанной в постоянном запоминающем устройстве блока питания.
Уставки функций и конфигурация устройства хранятся в карте памяти, допускающей многократное изменение содержимого.
Часы реального времени позволяют фиксировать текущее время регистрируемых событий. Для сохранения информации о текущем времени при отключении питания в блоке питания предусмотрен элемент питания.
Блок питания управляет работой остальных блоков устройства через общую шину, роль которой выполняет блок объединительный. По этой шине передаются сигналы входных и выходных цепей, и производится питание всех блоков устройства.
Светодиодные индикаторы на передней панели устройства обеспечивают сигнализацию текущего состояния устройства.
В блок аналоговых входов в зависимости от типоисполнения входят трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, обеспечивающие гальваническую развязку внутренних цепей устройства от внешних цепей и преобразование входного сигнала. Оцифрованные посредством АЦП сигналы в виде цифрового кода передаются в блок питания.
Устройства изготавливаются как самостоятельное изделие, а также для установки в шкаф.
Структура условного обозначения типоисполнения устройств:
ЭКРА ТН1010 - 1 Х ХХ ХХ ХХ - ХХХХ УХЛ 3Л
000 НПП «ЭКРА» - предприятие-изготовитель
-----------ПАО «Транснефть»
----------Порядковый номер разработки (серия)
Функциональное назначение:
5 - устройства сопряжения с объектом (УСО)
Конструктивное исполнение:
02 - аналоговое устройство сопряжения с объектом Исполнение по составу функций:
01 - сбор сигналов, выдача сигналов управления и передача информации в другие устройства
Исполнение:
ХХ - аппаратный состав и программное обеспечение
Исполнение по максимальному значению номинальных токов:
61 - номинальное значение силы переменного тока 1 или 5 А (задается программно)
Исполнение по номинальному
----напряжению переменного тока:
Е - 100 В, 50 Гц
Исполнение по номинальному ---оперативному напряжению питания:
2 - 220 В постоянного тока Климатическое исполнение по ГОСТ 15150
— Категория размещения по ГОСТ 15150
Устройства ЭКРА ТН1010-1502, предназначенные для измерений и преобразований сигналов силы и напряжения переменного тока, имеют два исполнения по количеству входов тока и напряжения:
- ЭКРА ТН1010-1502 0102, исполнение 4I, 4U;
- ЭКРА ТН1010-1502 0103, исполнение 3I, 5U.
В данных исполнениях устройств имеется функция блокировки при неисправностях в цепях напряжения (БНН), при срабатывании которой устройство изменяет метки качества сигналов напряжения в исходящем потоке SV в соответствии с IEC 61850-9-2LE.
Общий вид устройств с обозначением мест пломбирования от несанкционированного доступа и нанесения знака поверки представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 - Общий вид устройств с обозначением мест пломбирования от несанкционированного доступа и нанесения знака поверки
Программное обеспечение
Устройства работают под управлением встроенного программного обеспечения (далее -
ПО).
Встроенное ПО устройства состоит из следующих видов:
- базовое (операционное), обязательное, поставляемое в составе устройства и обеспечивающее реализацию базовых задач;
- прикладное, определяющее пользовательские алгоритмы функционирования и параметры настройки на объект в соответствии с требованиями заказчика.
Для настройки устройств предусмотрено инструментальное ПО. Данное ПО не является метрологически значимым.
Предусмотрена возможность обновления базового и инструментального ПО.
Базовое ПО обеспечивает непрерывный самоконтроль, контроль достоверности входной информации, а также выполнение процедур контроля технических средств.
Прикладное ПО реализует следующие базовые функции устройства:
- связь с верхним уровнем;
- сбор аналоговых/дискретных сигналов, передачу информации другим устройствам;
- интерфейс взаимодействия с обслуживающим персоналом.
Отображение информации о текущем состоянии устройства реализовано через web-интерфейс (в составе прикладного ПО).
Идентификационные данные встроенного ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО устройств
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| базовое ПО | прикладное ПО |
| Идентификационное наименование ПО | FreeRTOS | CIFRA |
| Номер версии (идентификационный номер ПО), не ниже | 9.0.0 | 1.0.7.7624 |
| Цифровой идентификатор ПО | - | - |
Таблица 2 - Основные метрологические и технические характеристики устройств
| Наименование характеристики | Значение |
| Номинальное значение силы переменного тока аналоговых входов /ном, А | 1; 5 |
| Стартовый ток (чувствительность), А | 0,001/ном |
| Диапазон измерений и преобразований силы переменного тока, силы тока нулевой последовательности аналоговых входов в частотном диапазоне от 47,5 до 52,5 Гц, А | от 0,05/ном до 40,0/ном |
| Пределы допускаемой основной приведенной (к номинальному значению силы переменного тока) погрешности измерений и преобразований силы переменного тока аналоговых входов в диапазоне от 0,05/ном до 1,207ном включ. в частотном диапазоне от 47,5 до 52,5 Гц, % | ±5 |
| Пределы допускаемой дополнительной приведенной (к номинальному значению силы переменного тока) погрешности измерений и преобразований силы переменного тока аналоговых входов в диапазоне от 0,05/ном до 1,207ном включ. в частотном диапазоне от 47,5 до 52,5 Гц, вызванной изменением температуры окружающей среды от нормальных условий измерений на каждые 10 °С, % | ±0,5 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений и преобразований силы переменного тока аналоговых входов в диапазоне св. 1,207ном до 40,0/ном, в частотном диапазоне от 47,5 до 52,5 Гц, % | ±5 |
| Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности измерений и преобразований силы переменного тока аналоговых входов в диапазоне св. 1,207ном до 40,0/ном, в частотном диапазоне от 47,5 до 52,5 Гц, вызванной изменением температуры окружающей среды от нормальных условий измерений на каждые 10 °С, % | ±0,5 |
| Пределы допускаемой основной приведенной (к номинальному значению силы переменного тока) погрешности измерений и преобразований силы тока нулевой последовательности аналоговых входов в диапазоне от 0,05/ном до 2,07ном включ. в частотном диапазоне от 47,5 до 52,5 Гц, % | ±5 |
| Пределы допускаемой дополнительной приведенной (к номинальному значению силы переменного тока) погрешности измерений и преобразований силы тока нулевой последовательности аналоговых входов в диапазоне от 0,05/ном до 2,07ном включ. в частотном диапазоне от 47,5 до 52,5 Гц, вызванной изменением температуры окружающей среды от нормальных условий измерений на каждые 10 °С, % | ±0,5 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений и преобразований силы тока нулевой последовательности аналоговых входов в диапазоне св. 2,07ном до 40,0/ном в частотном диапазоне от 47,5 до 52,5 Гц, % ’ | ±5 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности измерений и преобразований силы тока нулевой последовательности аналоговых входов в диапазоне св. 2,07ном до 40,0 1ном, в частотном диапазоне от 47,5 до 52,5 Гц, вызванной изменением температуры окружающей среды от нормальных условий измерений на каждые 10 °С, % | ±0,5 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности преобразований угла фазового сдвига между входной и выходной силой переменного тока, силы тока нулевой последовательности, минут: - при 0,051ном £ 1 £ 2,01ном | ±10 |
| Номинальное значение фазного (линейного) напряжения переменного тока аналоговых входов ином, В | 100/V3 (100) |
| Диапазон измерений и преобразований фазного (линейного) напряжения переменного тока, напряжением нулевой последовательности аналоговых входов в частотном диапазоне от 47,5 до 52,5 Гц, В | от 0,2ином до 2,0ином |
| Пределы допускаемой основной приведенной (к номинальному значению фазного (линейного) напряжения переменного тока) погрешности измерений и преобразований фазного (линейного) напряжения переменного тока, напряжением нулевой последовательности аналоговых входов в частотном диапазоне от 47,5 до 52,5 Гц, % | ±5 |
| Пределы допускаемой дополнительной приведенной (к номинальному значению фазного (линейного) напряжения переменного тока) погрешности измерений и преобразований фазного (линейного) напряжения переменного тока, напряжением нулевой последовательности аналоговых входов в частотном диапазоне от 47,5 до 52,5 Гц, вызванной изменением температуры окружающей среды от нормальных условий измерений на каждые 10 °С, % | ±0,5 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности преобразований угла фазового сдвига между входным и выходным фазным (линейным) напряжением переменного тока, напряжением нулевой последовательности, минут: - при 0,2 ином £ U £ 2,°' ином | ±10 |
| Номинальная частота переменного тока аналоговых сигналов _/ном, Гц | 50 |
| Номинальное напряжение питания постоянного тока ипитном, В | 220 |
| Диапазон изменения напряжения питания постоянного тока, В | (от 0,8 до 1,15)ипит.ном |
| Габаритные размеры (длинахвысотахширина), мм, не более | 94x105x157 |
| Масса, кг, не более | 1,3 |
| Нормальные условия измерений: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность воздуха, % | от +15 до +35 от 45 до 80 |
| Рабочие условия измерений: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность воздуха при температуре окружающей среды +25 °С, % | от -40 до +60 до 98 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 125000 |
| Срок службы, лет, не менее | 30 |
Знак утверждения типа
наносится на переднюю панель устройств способом наклейки, на титульные листы руководства по эксплуатации и паспорта типографским способом.
Комплектность
Комплектность устройств представлена в таблице 3.
Таблица 3- Комплектность устройств
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Устройство микропроцессорное серии ЭКРА ТН10101) | - | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | ЭКРА.656111.165 РЭ | 1 экз 2) |
| Паспорт | ЭКРА.656111.165 ПС | 1 экз. |
| Методика поверки | ИЦРМ-МП-140-18 | 1 экз 2) |
| Примечания 1) типоисполнение в соответствии с заказом. 2) поставляется в один адрес (при первой поставке) и/или в соответствии с договором |
Поверка
осуществляется по документу ИЦРМ-МП-140-18 «Устройства микропроцессорные серии ЭКРА ТН1010. Методика поверки», утвержденному ООО «ИЦРМ» 16.10.2018 г.
Основные средства поверки:
- установка поверочная векторная компарирующая УПВК-МЭ 61850 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 60987-15);
- трансформатор тока измерительный лабораторный ТТИ-5000.51 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 55278-13).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке и (или) на корпус устройств.
Сведения о методах измерений
отсутствуют.
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
ЭКРА.656111.165 ТУ Устройства микропроцессорные серии ЭКРА ТН1010. Технические условия
74046-19: Методика поверки ИЦРМ-МП-140-18Скачать5.2 Мб