Назначение
Устройства сопряжения с шиной процесса TOPAZ MU (далее - устройства) предназначены для преобразований среднеквадратического значения напряжений и силы переменного тока в цифровой сигнал по МЭК 61850-9-2.
Описание
Принцип действия устройств основан на аналого-цифровом преобразовании (далее -АЦП) входных сигналов и их последующей обработке встроенным микроконтроллером.
Устройства осуществляют преобразование аналоговых сигналов тока и напряжения в потоки мгновенных значений измеряемых электрических величин (SV-потоки), передаваемые в порт/порты Ethernet по протоколу МЭК 61850-9-2. Передаваемые SV-потоки измеряемых величин могут быть использованы устройствами (алгоритмами) релейной защиты и автоматики (далее по тексту - РЗА), измерительными преобразователями, приборами учета электроэнергии, контроля качества электроэнергии, регистрации МЭК 61850-9-2.
Устройства могут выполнять следующие дополнительные функции, в зависимости от модификации:
- телесигнализации (далее по тексту - ТС) дискретного состояния объектов;
- телеуправления (далее по тексту - ТУ) объектами;
- дискретного контроля наличия напряжения сети (далее по тексту - КФ);
- передачи данных ТС и КФ по каналам связи;
- прием и выполнение команд ТУ, в том числе по протоколу МЭК 61850-8-1. Модификации (исполнения) устройств отличаются количеством и типом аналоговых
входов, дискретных входов и выходов, коммуникационных портов, входа синхронизации. Так же исполнения отличаются видом напряжения питания (24 В постоянного тока и/или 220 В постоянного/переменного тока).
В зависимости от исполнения устройства имеют возможность подключения внешних выносных трансформаторов тока.
Корпус устройств выполнен из негорючего пластика или металла, с креплением для установки на DIN-рейку.
Расшифровка исполнений устройств, представлена в таблице 1.
Таблица 1 - Расшифровка исполнений устройств TOPAZ MU
TOPAZ MU-A-[B1- ... -Bx]-[C]-[D1- ... -Dx]-[E1- ... -Ex]-[F]-[G]-H-[I] |
Позиция | Код1) | Описание |
A | - | В пластиковом корпусе IP20 |
M | В металлическом корпусе IP20 исполнение 1 |
SR | Блочный каркас (subrack) по ГОСТ 60917-1 |
ML | В металлическом корпусе IP20 исполнение 2 |
Позиция | Код1} | Описание |
Коммуникационные порты Ethernet |
| nGSFP | Ethernet 1000 Мбит/с SFP |
| nGTXSFP | Ethernet 1000 Мбит/с combo-port RJ-45/SFP |
| nGTx | Ethernet 1000 Мбит/с TX RJ-45 |
PQ и | nGFxS | Ethernet 1000 Мбит/с FX LC single-mode |
nGFxM | Ethernet 1000 Мбит/с FX LC multi-mode |
| nTx | Ethernet 100 Мбит/с TX RJ-45 |
| nFxS | Ethernet 100 Мбит/с FX LC single-mode |
| nFxM | Ethernet 100 Мбит/с FX LC multi-mode |
Наличие последовательных портов |
C | nR | Порты RS-485 |
Дискретные входы/выходы |
| nDI | Дискретные входы |
Q Q | пООС | Дискретные выходы типа «реле управления» |
nDOS | Дискретные выходы типа «сигнальные реле» |
| nL | Входы контроля наличия напряжения |
Аналоговые входы |
| nU | Входы измерения напряжения переменного тока |
| nUDC | Входы измерения напряжения постоянного тока |
| nIMC | Измерительные каналы переменного тока с диапазоном до 50 А |
| nIPC | Измерительные каналы переменного тока с расширенным диапазоном до 200 А |
к E E1 | nEMC | Измерительные каналы переменного тока с выносными измерительными трансформаторами тока с диапазоном до 50 А |
| nEPC | Измерительные каналы переменного тока с выносными измерительными трансформаторами тока с расширенным диапазоном до 200 А |
| nEPCО | Измерительные каналы переменного тока с разборными выносными измерительными трансформаторами тока с расширенным диапазоном до 200А |
Позиция | Код1) | Описание |
Наличие входа синхронизации PPS |
F | PPS | Клеммный разъем, который настраивается из конфигуратора в режим приема или в режим выдачи сигнала |
G | BNC | BNC разъем |
FO | Оптический ST разъем |
Исполнение по питанию |
H | LV | Один вход питания для напряжения постоянного тока 24 В |
2LV | Два входа питания для напряжения постоянного тока 24 В |
HV | Один вход питания для напряжения питания постоянного/переменного тока 220 В2) |
2HV | Два входа питания для напряжения питания постоянного/переменного тока 220 В2) |
I | 24OUT | Выход 24 В |
1) n - количество интерфейсов связи/аналоговых входов 2) в модификации MU-M дополнительно предусмотрено два входа питания 24 В |
Общий вид устройств с обозначением мест пломбирования от несанкционированного доступа и нанесения знака поверки представлен на рисунке 1.
Место пломбирования от несанкционированного доступа
Место нанесения знака поверки
б) общий вид устройств модификации TOPAZ MU-2FxS-4U-4IPC-LV.
Место пломбирования от несанкционированного доступа
Место нанесения знака поверки
г) общий вид устройств модификации TOPAZ MU-M-2GTXSFP-2Tx-3R-20DI-3DOC-5DOS-3L-
4U-4IMC-4EPC-PPS-HV-24OUT
Место нанесения знака поверки
е) общий вид выносного трансформатора тока
Рисунок 1 - Общий вид устройств с обозначением мест пломбирования от несанкционированного доступа и нанесения знака поверки
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) устройств состоит из встроенного и внешнего. Встроенное ПО записывается в энергонезависимой памяти EEPROM на стадии производства. Встроенное ПО является метрологически значимым.
Влияние встроенного ПО учтено при нормировании метрологических характеристик устройств. Устройства имеют защиту встроенного ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений, реализованную изготовителем на этапе производства. Уровень защиты встроенного ПО - «Высокий» в соответствии с рекомендациями Р 50.2.077-2014.
Для настройки устройств предусмотрено внешнее инструментальное ПО HWITDSConfigurator. Данное ПО не является метрологически значимым.
Устройства поддерживают протоколы передачи данных МЭК 60870-5-101, МЭК 60870-5-104, IEC 61850-8-1, МЭК 61850-9-2, протоколы резервирования PRP.
Устройства поддерживает синхронизацию внутренних часов по протоколам IEEE 1588v2 (PTP), 1PPS (электрический, оптический).
Идентификационные данные встроенного ПО приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Идентификационные данные встроенного ПО
Идентиф икационные данные (признаки) | Значение |
MU | MU-M | MU-SR | MU-ML |
Идентификационное наименование ПО | TOPAZ.MU | TOPAZ.MU-M | TOPAZ.MU-SR | TOPAZ.MU-ML |
Номер версии (идентификационный номер ПО), не ниже | 1.0.0.0 | 1.0.0.0 | 1.0.0.0 | 1.0.0.0 |
Цифровой идентификатор ПО | - | - | - | - |
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики устройств представлены в таблицах
3 и 4.
Таблица 3 - Метрологические характеристики устройств
Наименование характеристики | Значение |
Номинальные значения фазного напряжения переменного тока ^ном1), В | 57,7/220 |
Диапазон преобразований среднеквадратического значения напряжения переменного тока в диапазоне частот от 40 до 70 Гц, В | от 5,7 до 330 |
Пределы допускаемой относительной погрешности преобразований среднеквадратического значения напряжения переменного тока в диапазоне частот от 40 до 70 Гц, % | ±0,1 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности преобразований угла фазового сдвига между входным и выходным напряжениями переменного тока в диапазоне угла от -180 до +180°, минут | ±5 |
Номинальные значения силы переменного тока /ном2), А | 1; 5 |
Диапазон преобразований среднеквадратического значения силы переменного тока в диапазоне частот от 40 до 70 Гц, А - для исполнений nIMC, nEMC, - для исполнений nIPC, nEPC, nEPCO | от 0,01 до 50 от 0,05 до 200 |
Стартовый ток (чувствительность), А | 0,001 |
Пределы допускаемой относительной погрешности преобразований среднеквадратического значения силы переменного тока от 0,01 до 10 А в диапазоне частот от 40 до 70 Гц, % | ±0,1 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности преобразований угла фазового сдвига между входной и выходной силами переменного тока в диапазоне угла от -180 до +180°, минут | ±5 |
Наименование характеристики | Значение |
Диапазон преобразований частоты переменного тока при преобразовании напряжения и силы переменного тока, Гц | от 40 до 70 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности преобразования частоты переменного тока при преобразовании напряжения и силы переменного тока, Гц | ±0,01 |
Пределы допускаемой погрешности преобразований среднеквадратического значения гармонической составляющей напряжения переменного тока порядка h (для h от 2-ой до 50): - абсолютной погрешности для 0 < U(h)3) < 0,01- Цном1), В - относительной погрешности для 0,01- Цном1) < U(h)3) < 0,6 - Цном1), % | ±0,0003-Цном ±3,0 |
Пределы допускаемой погрешности преобразований среднеквадратического значения гармонической составляющей силы переменного тока порядка h (для h от 2-ой до 50): - абсолютной погрешности для 0 < /(h)4) < 0,017ном2), А - относительной погрешности для 0,017ном2) < /(h)4) < 0,67ном2), % | ±0,00037ном ±3,0 |
Пределы допускаемого смещения шкал времени часов устройств относительно шкалы UTC при синхронизации с источником точного времени, мкс | ±1 |
Поправка внутренних часов устройства при потере синхронизации с источником точного времени (в течение 10 с), мкс | ±1 |
| В; оставляющей напряжения ляющей силы переменного |
1) ином - номинальное значение напряжения переменного тока, 2) /ном - номинальное значение силы переменного тока, А; 3) U(h) - среднеквадратическое значение гармонической с переменного тока, В; 4) I(h) - среднеквадратическое значение гармонической состав тока, А. |
Таблица 4 - Основные технические характеристики устройств
Наименование характеристики | Значение |
Частота дискретизации*, Гц | 4000 (80 выборок за 20 мс) 12800 (256 выборок за 20 мс) |
Параметры питания: 1) от сети переменного тока (для исполнений HV, 2HV): - напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Гц 2) от источника питания постоянного тока (для исполнений HV, 2HV): - напряжение постоянного тока, В 3) от источника питания постоянного тока (для исполнений LV, 2LV): - напряжение постоянного тока, В | от 90 до 265 50±5 от 100 до 365 от 9 до 58 |
Потребляемая мощность цепи питания, В • А, не более | 16 |
Полная мощность, потребляемая каждой последовательной цепью (цепи измерения силы переменного тока), В • А, не более | 0,1 |
Полная мощность, потребляемая каждой параллельной цепью (цепи измерения напряжения переменного тока), В А, не более | 0,1 |
Наименование характеристики | Значение |
Время преобразования аналогового сигнала, мкс, не более | 500 |
Масса, кг | от 0,3 до 41) |
Г абаритные размеры (ширина * высота х глубина), мм, не более | стандартная модификация | n2)x99xm3) |
модификация MU-M | 159x100xm3) |
модификация MU-SR | p4)x265,5x251 |
модификация MU-ML | 100x120x50 |
Рабочие условия измерений: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность воздуха при температуре +30 °С, % - атмосферное давление, кПа | от -40 до +70 до 100 от 84 до 106,7 |
Средний срок службы, лет | 30 |
Средняя наработка на отказ, ч | 365 000 |
| зована возможность преобразования аналогового кретизации: 1000 (20 выборок за 20 мс); 1200 (24 выборки 4400 (288 выборок за 20 мс); олнения, определяется при заказе; г количества портов Ethernet, определяется при заказе; т типа портов Ethernet, определяется при заказе; и от количества функциональных плат модификации, мм |
* - кроме того, в устройствах реали сигнала со следующими частотами дис за 20 мс); 4800 (96 выборок за 20 мс); 1 1) зависит от конструктивного исп 2) «п» (ширина) - в зависимости ог 3) «т» (глубина) - в зависимости 4) «р» (ширина) - в зависимое определяется при заказе, не более 376 |
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 5.
Таблица 5- Комплектность устройств
Наименование | Обозначение | Количество |
Устройство сопряжения с шиной процесса TOPAZ MU1) | - | 1 шт. |
Руководство по эксплуатации2) | ПЛСТ.424129.013 РЭ | 1 экз. |
Паспорт | ПЛСТ.424129.013 ПС | 1 экз. |
Методика поверки2) | ИЦРМ-МП-097-19 | 1 экз. |
1) - типоисполнение в соответствии с заказом; 2) - поставляется на партию продукции. | | |
Поверка
осуществляется по документу ИЦРМ-МП-097-19 «Устройства сопряжения с шиной процесса TOPAZ MU. Методика поверки», утвержденному ООО «ИЦРМ» 20.05.2019 г.
Основные средства поверки:
- прибор электроизмерительный многофункциональный «Энергомонитор-61850» (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 73445-18);
- осциллограф цифровой запоминающий WaveRunner 62Xi-A (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 40909-09);
- устройство синхронизирующее Метроном-РТР (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 66731-17).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на корпус устройства, в паспорт и (или) свидетельство о поверке.
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
ТУ 26.51.45-019-89466010-2019 Устройства сопряжения с шиной процесса TOPAZ MU. Технические условия