Методика поверки «Трансформаторы тока электронные оптические типа ТТЭО» (MП 206.1/047-2021)

СОГЛАСОВАНО

Руководитель у^^^адтательного центра ПхВДИИМС » <О-,~». Г’'*' ИО

** * ’*

Q5*     *     - kV’vX^wv

г. Москва

2021 г.

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Настоящая методика поверки устанавливает методы и средства первичной и периодической поверок трансформаторов тока электронных оптических типа ТТЭО (далее - ТТЭО).

Настоящая методика поверки обеспечивает прослеживаемость к ТЭТ 88-2014 и к ТЭТ 181-2010.

Реализацию методики поверки обеспечивает метод сравнения с мерой.

Устройства подлежат поверке с периодичностью, устанавливаемой потребителем с учётом режимов и интенсивности эксплуатации, но не реже одного раза в восемь лет.

2 ПЕРЕЧЕНЬ ОПЕРАЦИЙ ПОВЕРКИ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

При проведении поверки выполняют операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1

3 МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СРЕДСТВАМ ПОВЕРКИ

При проведении поверки рекомендуется применять средства и вспомогательное оборудование, указанные в таблице 2.

Т аб л и ца 2

4 ТРЕБОВАНИЯ К СПЕЦИАЛИСТАМ, ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИМ ПОВЕРКУ

К проведению поверки допускают лица, аттестованные в качестве поверителей средств измерений электрических величин.

Поверитель должен пройти инструктаж по технике безопасности и иметь действующее удостоверение на право работы в электроустановках с напряжением выше 1000 В с квалификационной группой по электробезопасности не ниже III.

5 ТРЕБОВАНИЯ (УСЛОВИЯ) ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ПОВЕРКИ

• 5.1 При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности, установленные ГОСТ 12.3.019-80, ГОСТ 12.2.007.0, ГОСТ 12.2.007.3, «Правилами техники безопасности, при эксплуатации электроустановок потребителей», «Межотраслевыми правилами по охране труда (правилами безопасности) при эксплуатации электроустановок». Соблюдают также требования безопасности, изложенные в эксплуатационных документах на устройство и применяемые средства измерений.

• 5.2 Средства поверки, которые подлежат заземлению, должны быть надежно заземлены. Подсоединение зажимов защитного заземления к контуру заземления должно производиться ранее других соединений, а отсоединение - после всех отсоединений.

• 5.3 Должны также быть обеспечены требования безопасности, указанные в эксплуатационных документах на средства поверки.

6 ТРЕБОВАНИЯ К УСЛОВИЯМ ПРОВЕДЕНИЯ ПОВЕРКИ

При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия применения:

• - температура окружающего воздуха 20 ± 5 °C;

• - относительная влажность воздуха не более 80 %;

• - атмосферное давление от 80 до 106,7 кПа;

7 ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ И ОПРОБОВАНИЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Перед проведением поверки необходимо выполнить следующие подготовительные работы:

• - провести технические и организационные мероприятия по обеспечению безопасности проводимых работ в соответствии с действующими положениями ГОСТ 12.2.007.0-75;

• - выдержать установку в условиях окружающей среды, указанных в п.7, не менее 4 ч., если она находилась в климатических условиях, отличающихся от указанных в п.7;

• - подготовить к работе средства поверки, используемые при поверке, в соответствии с настоящей Методикой (все средства измерений должны быть исправны и поверены).

• 1) Подключить персональный компьютер (далее по тексту - ПЭВМ) к выходным интерфейсам ТТЭО.

• 2) Включить ТТЭО (подать питание) и ПЭВМ, убедиться во в наличии индикации на экране (в течение 2-3 секунд происходит загрузка программного обеспечения).

• 3) При успешном окончании процесса загрузки внутреннего программного обеспечения преобразователя загорается зеленый светодиод (Норма).

• 4) Убедиться в приеме на ПЭВМ сигналов с выходных интерфейсов, соответствующих показаниям индикатора ТТЭО.

Результат проверки считают положительным, если после подачи питания на ТТЭО включился индикатор (экран) и появилась на нем соответствующая надпись, загорелся зеленый светодиод (Норма) и при отсутствии силы тока показания преобразователя близки к нулевым значениям.

8 ВНЕШНИЙ ОСМОТР

При проведении внешнего осмотра ТТЭО проверяют:

• - соответствие комплектности перечню, указанному в паспорте ТТЭО;

• - соответствие серийного номера указанному в паспорте;

• - маркировку и наличие необходимых надписей на наружных панелях;

• - разборные контактные соединения должны иметь маркировку, а резьба винтов и гаек должна быть исправна;

• - на корпусе трансформаторов не должно быть трещин, царапин, забоин, сколов;

• - соединительный провод не должен иметь механических повреждений;

- отдельные части трансформаторов должны быть прочно закреплены.

Результат внешнего осмотра считают положительным, если комплектность и серийный номер соответствуют указанным в паспорте, маркировка и надписи на наружных панелях соответствуют эксплуатационной документации, а также отсутствуют механические повреждения, способные повлиять на работоспособность ТТЭО.

9 ПРОВЕРКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЧЕЕНИЯ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

• 9.1 Подтверждение соответствия программного обеспечения (ПО) ТТЭО должно выполняться путем контроля идентификационных данных программного обеспечения:

• - наименования метрологически значимых частей ПО;

• - версии метрологически значимых частей ПО;

• - контрольных сумм метрологически значимых части ПО.

Идентификационные данные метрологически незначимых частей являются справочными и контролю не подлежат.

• 9.2 Идентификацию ПО производить следующим образом:

• - произведите подготовку ТТЭО к работе согласно руководству по эксплуатации;

• - включите ТТЭО.

Выполнить проверку встроенного ПО.

Для этого необходимо зайти в подменю «информация о ПО». В открывшемся диалоговом окне отобразятся версии ПО.

Версии ПО должны быть не ниже, чем версии указанные в описании типа на ТТЭО.

10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧСЕКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ

• 10.1 Определение погрешности коэффициента масштабного преобразования силы постоянного тока ТТЭО, оснащённого аналоговыми выходами, проводится в следующей последовательности:

• 1. Собирают схему подключений согласно Рисунок 1.

Для проверки ТТЭО в данной схеме используются соленоиды (см. приложение Б), включенные последовательно и подключаемые к источнику постоянного тока Delta Elektronika SM 30-200 (далее по тексту - источник).

• 2.    Для поверяемого ТТЭО устанавливают в зависимости от номинального первичного тока соответствующее количество витков гибкого чувствительным элемента, опираясь на паспорт и РЭ на устройство. Для остальных исполнений данный пункт требуется пропустить.

• 3.    Воспроизводят 5 различных испытательных сигналов, равномерно распределённых в диапазоне от 10 до 120 % от номинального тока, с помощью источника питания.

• 4.    Выходную силу постоянного тока рассчитывают, снимая показания с нановольтметра/микроомметра 34420А (далее по тексту - 34420А), подключенного к шунту АКИП-7501, по формуле (1):

где U — измеренное значение напряжение постоянного тока с помощью 34420А; R - номинальное сопротивление шунта АКИП-7501; N- число витков в соленоидах (см. приложение Б).

Рисунок 1. Схема для определения погрешности коэффициента масштабного преобразования силы постоянного тока.

• 5. Измеряют значения силы постоянного тока от ТТЭО:

  • 5.1 Для токового выходы 1А - Мультиметр 34461 А.

  • 5.2 Для потенциального выхода - Мультиметр 34461 А.

  • 5.3 Для частотного выхода - Частотомер 53220А.

  • 5.4 Для токового выхода 4-40 мА - Мультиметр 34461 А.

• 6. Рассчитывают относительную погрешность по формуле (2):

5Х = ^-100%              (2)

X

где X - установленное значение силы постоянного тока, получаемое по формуле (1);

Х_и - значение силы постоянного тока, транслируемое с ТТЭО и приведенное к первичным значениям путем умножения на передаточный коэффициент.

Результаты испытания считают удовлетворительными, если погрешность коэффициента масштабного преобразования силы постоянного тока находится в пределах, указанных в приложении А.

• 10.2 Определение погрешности коэффициента масштабного преобразования силы постоянного тока ТТЭО, оснащённого цифровыми выходами, проводится в следующей последовательности:

• 1. Собирают схему подключений согласно Рисунок 1.

Для проверки ТТЭО в данной схеме используются соленоиды (см. приложение Б), включенные последовательно и подключаемые к источнику постоянного тока Delta Elektronika SM 30-200 (далее по тексту - источник).

• 2.    Для поверяемого ТТЭО устанавливают в зависимости от номинального первичного тока соответствующее количество витков гибкого чувствительным элемента, опираясь на паспорт и РЭ на устройство. Для остальных исполнений данный пункт требуется пропустить.

• 3.    Воспроизводят 5 различных испытательных сигналов, равномерно распределённых в диапазоне от 10 до 120 % от номинального тока, с помощью источника питания.

• 4.    Выходную силу постоянного тока рассчитывают, снимая показания с нановольтметра/микроомметра 34420А (далее по тексту - 34420А), подключенного к шунту АКИП-7501, по формуле (1).

• 5.    Измеряют значения силы постоянного тока от ТТЭО:

  • 5.1 Для выхода 61850 - УПВК-МЭ 61850

  • 5.2 Для Modbus путем считывания значений регистров с помощью ПЭВМ

• 6.    Рассчитывают относительную погрешность по формуле (2).

Результаты испытания считают удовлетворительными, если погрешность коэффициента масштабного преобразования силы постоянного тока находится в пределах, указанных в приложении А.

10.3 Определение соответствия классу точности измерительного ТТ для выхода 61850 проводится в следующей последовательности:

• 1.    Собирают схему подключений согласно Рисунок 3.

• 2.    Для поверяемого ТТЭО устанавливают в зависимости от номинального первичного тока соответствующее количество витков гибкого чувствительным элемента, опираясь на паспорт и РЭ на устройство. Для остальных исполнений данный пункт требуется пропустить.

• 3. Воспроизводят испытательный сигнал с помощью источника в соответствии с п.12.2 ГОСТ Р МЭК 60044-8-2010.

  

Рисунок 3. Схема для определения соответствия классу точности измерительного ТТ для выхода 61850

Таблица 4. Состав приборов испытательного стенда

• 4. Получают значения погрешности коэффициента масштабного преобразования и угла фазового сдвига силы переменного тока (для выхода 61850) с АРМ УПВК-МЭ 61850.

Результаты испытания считают удовлетворительными, если погрешность коэффициента масштабного преобразования и угла фазового сдвига силы переменного тока (для выхода 61850) находится в пределах, указанных в п.12.2 ГОСТ Р МЭК 60044-8-2010.

• 10.4 Определение соответствия классу точности защитного ТТ для выхода 61850 на номинальном токе проводится в следующей последовательности:

• 1. Собирают схему подключений согласно Рисунок 3.

• 2. Для поверяемого ТТЭО устанавливают в зависимости от номинального первичного тока соответствующее количество витков гибкого чувствительным элемента, опираясь на паспорт и РЭ на устройство. Для остальных исполнений данный пункт требуется пропустить.

• 3. Воспроизводят испытательный сигнал равный номинальному значения тока с помощью источника.

• 4.    Получают значения погрешности коэффициента масштабного преобразования и угла фазового сдвига силы переменного тока (для выхода 61850) на номинальном токе с АРМ УПВК-МЭ 61850.

Результаты испытания считают удовлетворительными, если погрешность коэффициента масштабного преобразования на номинальном токе, погрешность угла фазового сдвига на номинальном токе находятся в пределах, указанных в п.13.1 ГОСТ Р МЭК 60044-8-2010.

• 10.5 Определение соответствия классу точности защитного ТТ для выхода 61850 в диапазоне от номинального тока до тока предельной кратности проводится в следующей последовательности:

• 1. Собирают схему подключений согласно Рисунок 3.

• 2. Для поверяемого ТТЭО устанавливают в зависимости от номинального первичного тока соответствующее количество витков гибкого чувствительным элемента, опираясь на паспорт и РЭ на устройство. Для остальных исполнений данный пункт требуется пропустить.

  

Рисунок 4. Схема для определения соответствия классу точности защитного ТТ в диапазоне токов предельной кратности для выхода 61850

Таблица 5. Состав приборов испытательного стенда

• 3. Воспроизводят 5 испытательных сигналов каждой полярности с равномерным распределением в диапазоне от номинального тока до тока предельной кратности для данного ТТЭО. Допускается применение затухающего синусоидального сигнала.

• 4. Получают значения полной токовой погрешности и максимальной пиковой мгновенной погрешности силы переменного тока (для выхода 61850) в диапазоне от номинального тока до тока предельной кратности с ПК Analyzed 1850.

Результаты испытания считают удовлетворительными, если полная токовая погрешность в номинальном диапазоне первичного тока и максимально пиковая мгновенная погрешность в диапазоне от номинального тока до тока предельной кратности (для выхода 61850) находятся в пределах, указанных в п.13.1 ГОСТ Р МЭК 60044-8-2010.

• 10.6 Определение погрешности интегратора значения силы постоянного тока (импульсный выход) проводится в следующей последовательности:

• 1.    Собирают схему подключений согласно Рисунок 1.

• 2. Воспроизводят испытательный сигнал равный номинальному значения тока с помощью источника.

11 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

На основании положительных результатов по пунктам раздела 9 выписывают свидетельство о поверке, по форме и содержанию соответствующее требованиям Приказа Минпромторга России от 31.07.2020 № 2510 (Приложение №3) "Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требований к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке".

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке или средство измерений путем нанесения оттиска поверительного клейма. Знак поверки наносится на средства измерений, которые по результатам поверки соответствуют метрологическим требованиям, и конструкция которых предусматривает возможность нанесения знаков поверки.

На основании отрицательных результатов по пунктам раздела 9, выписывают извещение о непригодности, по форме и содержанию соответствующее требованиям Приказа Минпромторга России от 31.07.2020 № 2510 (Приложение №3) "Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требований к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке", с указанием причин непригодности.

Результаты поверки оформляют путем записи в протоколе поверки. Рекомендуемая форма протокола представлена в приложении В.

Сведения о результатах поверки средств измерений в целях подтверждения поверки должны быть переданы в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений в соответствии с порядком создания и ведения Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений, передачи сведений в него

и внесения изменений в данные сведения, предоставления содержащихся документов и сведений, предусмотренным частью 3 статьи 20 Федерального № 102-ФЗ, аккредитованным на поверку лицом, проводившим поверку, в согласованные с лицом, представляющим средства измерений в поверку,

превышающие 20 рабочих дней (для средств измерений, применяемых в качестве эталонов единиц величин) и 40 рабочих дней (для остальных ере измерений) с даты проведения поверки средств измерений.

Начальник отдела 206.1

ФГУП «ВНИИМС»

Заместитель начальника отдела 206.1

ФГУП «ВНИИМС»

Приложение А (обязательное)

Метрологические и технические характеристики

Таблица А - Метрологические и технические характеристики

Приложение Б (обязательное)

Обоснование методики проверки с использование соленоидов

В основе измерения тока ТТЭО лежит использование эффекта Фарадея. Эффект Фарадея вызывает сдвиг фаз Д(р между циркулярными световыми модами в отрезке чувствительного волокна dl, находящемся в магнитном поле измеряемого электрического тока согласно формуле:

&</> = 2-[V(B,dl)                                    (Б-1)

О

где - проекция индукции магнитного поля В, обусловленного протекающим током, на элемент длины волокна, умноженная на этот элемент, V- константа Верде, L - длина волокна.

При измерении чувствительное волокно ТТЭО замыкают в контур, охватывающем медные витки соленоидов с током, для того чтобы исключить паразитные сигналы. В этом случае с учетом двойного прохождения световых волн по волоконному контуру сдвиг фаз Д(р пропорционален циркуляции магнитного поля //по замкнутому волоконному контуру: Д<_Р = 4И^(В,«/7) = 4Ид₍₎|(Я,</7)                      (Б.2)

Если чувствительный элемент имеет Nf волоконных контуров (витков), то выражение для сдвига фаз Л(р имеет вид:

&<p = W§(B,d7) = Wii_aN_f^H,dl)                      (Б.З)

На основании уравнения Максвелла (теорема о циркуляции вектора магнитного поля) циркуляция вектора Н по произвольному замкнутому контуру равна алгебраической сумме токов, пересекающих произвольную поверхность, замыкаемую на этот контур: f(W,rf7) = £*/,                             (Б.4)

В используемой для поверки ТТЭО схеме чувствительное волокно проходит внутри нескольких соленоидов и замыкает контур вне этих соленоидов. Провода (медные витки) с одним и тем же током 1_вх пересекут плоскость контура столько раз, каково суммарное число витков в этих соленоидах. Тогда:

⁼ <^Б-⁵> 1_вх - значение силы постоянного тока установленной с источника и контролируемая с помощью катушки РЗ10 и вольтметра Agilent 34420 А;

N_K- количество токовых катушек; л- количество витков в одной токовой катушке (и=800).

И выражение (3) можно записать следующим образом:

Др = 4-Г-//₀-#_/-/_вх-#и или Д^ = 4-Г-д₎-^-/_экв,               (Б.6)

где 1_Э1(в —Iex'N^n                                      (Б.7)

- эквивалентная сила постоянного тока, позволяющая с помощью соленоида проверять ТТЭО, используя токи /_&г меньших значений.

Приложение В (рекомендуемое)

Протокол (первичной) поверки №_____

к свидетельству о поверке №

от_________________

• 1 Средство измерений:

Трансформатор тока электронный оптический типа ТТЭО исполнение ТТЭО-

Заводской №_________________________ год выпуска__________

Рег.№________________________

• 2 Изготовитель________________________

• 3 Поверено в соответствии с документом

• 2 Средства поверки:_____________________

• 3 При следующих значениях влияющих факторов:

• - температура ___°C

• - отн. влажность ___%

• - атм. давление ___кПа

4 Результаты поверки:

Метрологические характеристики

5.1 Определение соответствия классу точности измерительного ТТ для выхода 61850

Таблица 1 - Действительные значения амплитудной Af и угловой Д(р погрешностей тока ТТ кл. точности 0,2S по ГОСТ Р МЭК 60044-8-2010.

Таблица 2 - Действительные значения амплитудной Af и угловой Аф погрешностей тока ТТ кл.

Таблица 3 - Действительные значения полной токовой погрешности и максимальной пиковой мгновенной погрешности тока ТТ кл. точности 5ТРЕ по ГОСТ Р МЭК 60044-8-2010.

Таблица 4 - Действительные значения амплитудной Af и угловой Аф погрешностей напряжения модуля измерения напряжения кл. точности 0,1.

5 Вывод:

Подпись                Инициалы, фамилия

Дата поверки_____________________