Принцип действия калибраторов основан на формировании цифровых (дискретизированных и квантованных) сигналов, рассчитанных на основании заданных значений параметров напряжения и тока с помощью внешнего программного обеспечения, их последующем цифро-аналоговом преобразовании, усилении и воспроизведении с помощью аппаратного блока. Значения расчетных параметров выходных сигналов калибратора определяются с помощью внешнего программного обеспечения.

Калибраторы состоят из аппаратной и программной частей. Аппаратная часть представляет собой единую конструкцию, выполненную в настольном варианте. Программная часть представляет собой внешнее программное обеспечение, которое функционирует на базе компьютера подключаемого к аппаратной части калибратора с помощью интерфейса RS-232. Внешний вид аппаратной части калибраторов представлен на рисунке 1.

Рисунок 1

На лицевой панели калибраторов расположены зажимы выходных каналов напряжения и тока, зажима для подключения защитного проводника, выключатель питания, разъем интерфейса RS-232, кнопка сброса выходных сигналов и светодиодная индикация перегрузки выходов напряжения и тока. На задней панели калибраторов расположены разъем сетевого питания и два держателя плавких предохранителей.

Калибраторы имеют три выходных канала напряжения и три выходных канала тока. Каналы фазного напряжения и фазного тока соединяются по схеме «звезда» с общей точкой, изолированной от корпуса калибраторов и зажима для подключения защитного проводника.

Калибраторы имеют две модификации, которые отличаются друг от друга количеством воспроизводимых параметров и метрологическими характеристиками: «Ресурс-К2» и «Ресурс-К2М».

Модификация калибраторов «Ресурс-К2» предназначена для формирования сигналов переменного напряжения и тока сложной формы, состоящих из синусоидального сигнала основной частоты и п-ых гармонических составляющих (п - номер гармонической составляющей, изменяется от 2 до 40). Эта модификация калибратора используется для испытаний средств измерений показателей качества электрической энергии (ПКЭ), соответствующих требованиям ГОСТ 13109-97.

Модификация калибраторов «Ресурс-К2М» предназначена для формирования сигналов переменного напряжения и тока сложной формы, состоящих из синусоидального сигнала основной частоты, п-ых гармонических составляющих (п изменяется от 2 до 50), m-ых интергармонических составляющих (m - номер интергармонической составляющей, изменяется от 1 до 49). Эта модификация калибратора используется для испытаний средств измерений ПКЭ, соответствующих требованиям ГОСТ Р 51317.4.30-2008, ГОСТ Р 51317.4.7-2008, ГОСТ Р 51317.4.15-99, ГОСТ Р 8.655-2009, ГОСТ 13109-97.

Номинальное   среднеквадратическое   значение   воспроизводимого   фазно-

го/междуфазного напряжения и_ном:

• - 220/(220-43') В (диапазон 1U);

• - (100Д/3)/100 В (диапазон 2U).

Номинальное среднеквадратическое значение воспроизводимой силы тока 1_ном:

• - 5 А (диапазон 1I);

• - 1 А (диапазон 2I).

Диапазоны значений параметров и пределы допускаемых основных погрешностей калибраторов приведены в таблице 2.

Пределы допускаемых погрешностей калибраторов установлены для следующих диапазонов значений влияющих величин, если не указано иного:

а) модификация калибраторов «Ресурс-К2»: среднеквадратическое значение напряжения от 0,7-ином до 1,4-ином В;

б) модификация калибраторов «Ресурс-К2М»:

• - среднеквадратическое значение напряжения от 0,1-и_ном до 2,0-и_ном В;

• - частота основного сигнала от 42,5 до 69 Гц;

• - коэффициенты несимметрии напряжений по обратной и нулевой последовательностям от 0 до 10 %;

• - коэффициент искажения синусоидальности напряжения от 0,1 до 30 %;

• - коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения от 0,05 до 30 %;

• - коэффициент m-ой интергармонической составляющей напряжения от 0,05 до 30 %.

Лист № 4 всего листов 12 Если не указано иного, требования предъявляются к параметрам фазных и междуфаз-

ных напряжений.

Таблица 2

• ¹⁾ Указанные пределы допускаемой погрешности относятся к среднеквадратическому значению напряжения за 10 и более периодов сигнала основной частоты. Для среднеквадратического значения напряжения за интервал времени от одного до 10 периодов сигнала основной частоты, а также для остаточного напряжения при провале и максимального значения напряжения при перенапряжении, указанные пределы допускаемой погрешности удваиваются.

• ²⁾ Для модификации калибраторов «Ресурс-К2М» параметр нормируют в диапазоне среднеквадратических значений напряжения от 0,7-и_ном до 1,5-и_ном В.

• ³⁾ К длительности провала напряжения и длительности временного перенапряжения относят также интервал времени между изменениями напряжения ti,i+1.

• ⁴⁾ Глубину провала напряжения рассматривают как параметр, определяющий нижний уровень при задании размаха изменения напряжения bU_t, а коэффициент временного перенапряжения - как параметр, определяющий верхний уровень при задании размаха изменения напряжения.

• ⁵⁾ *^_ном - номинальное значение полной трехфазной (5_ном = 3-1_ном-и_ном) или однофазной (^Sll<>\l = ¹ном’ ^ином^{) мощности}.

• ⁶⁾ S(_n) - полная мощность n-ой гармонической составляющей, S(_n) = U^yKunyl^yKin/IOOOO.

• ⁷⁾ Для модификации калибратора «Ресурс-К2» к активной (реактивной, полной) мощности относят активную (реактивную, полную) мощность основной частоты и активную (реактивную, полную) мощность сигнала с учетом гармонических составляющих.

• ⁸⁾ Для модификации калибратора «Ресурс-К2М» к активной (реактивной, полной) мощности относят активную (реактивную, полную) мощность основной частоты и активную (реактивную, полную) мощность сигнала с учетом гармонических и интергармонических составляющих.

• ⁹⁾ При значении сопротивления нагрузки каналов тока Z_h меньше или равном 1 Ом. При значении сопротивления нагрузки каналов тока больше 1 Ом пределы допускаемой дополнительной погрешности составляют ± (0,005ZH/Z)°, где Z имеет значение, равное 1 Ом.

• ¹⁰⁾ При значении сопротивления нагрузки каналов тока Z_h меньше или равном 1 Ом. При значении сопротивления нагрузки каналов тока больше 1 Ом пределы допускаемой дополнительной погрешности составляют ± (0,02-Z_h/Z) %, где Z имеет значение, равное 1 Ом.

Пр имечания

• 1 К среднеквадратическому значению напряжения относят среднеквадратическое значение напряжения основной частоты U(1), среднеквадратическое значение напряжения с учетом всех спектральных составляющих выходного сигнала U, среднеквадратические значения напряжения прямой U1, обратной U2 и нулевой U0 последовательностей.

• 2 Для модификации калибраторов «Ресурс-К2М» к среднеквадратическому значению напряжения также относят остаточное напряжение при провале и_о (диапазон значений от 0 до и_ном) и максимальное значение напряжения при перенапряжении и_пер (диапазон значений от и_ном до 2Ди_ном).

• 3 Номер гармонической составляющей n изменяется от 2 до 40 для модификации калибраторов «Ресурс-К2», и от 2 до 50 для модификации калибраторов «Ресурс-К2М».

• 4 Номер интергармонической составляющей m изменяется от 1 до 49.

• 5 Коэффициент интергармонической составляющей напряжения вычисляется по формуле: K_Uig(_m) = (U_ig(_m)/U(₁)) 100, где U_ig(_m) - среднеквадратическое значение m-ой интергармонической составляющей напряжения.

• 6 К среднеквадратическому значению силы тока относят среднеквадратическое значение силы тока основной частоты I(1), среднеквадратическое значение силы тока с учетом всех спектральных составляющих выходного сигнала I и среднеквадратические значения силы тока прямой I1, обратной I2 и нулевой I0, последовательностей.

• 7 Коэффициент интергармонической составляющей тока вычисляется по формуле : KIig(m) = (I_ig(m)/I(y) 100, где I_ig(m) - среднеквадратическое значение m-ой интергармонической составляющей тока.

• 8 Под дозой фликера понимают кратковременную PSt и длительную PLt дозы фликера.

Пределы допускаемой дополнительной температурной погрешности модификации калибраторов «Ресурс-К2М» составляет 1/10 пределов допускаемой основной погрешности на 1 °С изменения температуры окружающей среды по отношению к области нормальных значений при воспроизведении параметров:

• - среднеквадратическое значение напряжения выходного сигнала;

• - частота выходного сигнала ;

• - коэффициенты несимметрии напряжений по обратной и нулевой последовательностям;

• - глубина провала напряжения;

• - коэффициент временного перенапряжения;

• - среднеквадратическое значение силы тока выходного сигнала;

• - трехфазная и однофазная активная мощность.

Нестабильность модификации калибраторов «Ресурс-К2М»:

• - выходного напряжения: за 1 ч не более ± 0,01 %, за 8 ч не более ± 0,02 %;

• - выходной силы тока: за 1 ч не более ± 0,01 %, за 8 ч не более ± 0,02 %;

• - выходной фиктивной мощности: за 1 ч не более ± 0,01 %, за 8 ч не более ± 0,02 %.

Нормальные условия применения:

• - температура окружающего воздуха (20 ± 5) °С;

• - относительная влажность воздуха от 30 до 80 %;

• - атмосферное давление от 84 до 106 кПа ( от 630 до 795 мм рт . ст.);

• - частота питающей сети (50 ± 0,5) Гц;

• - напряжение питающей сети переменного тока (220 ± 4,4) В;

• - коэффициент искажения синусоидальности напряжения питающей сети не более 5 %.

Рабочие условия применения:

• - температура окружающего воздуха от плюс 10 ° С до плюс 35 °С ;

• - относительная влажность воздуха не более 80 % при температуре окружающего воз -духа плюс 25 °С;

• - атмосферное давление от 70,0 до 106,7 кПа ( от 537 до 800 мм рт . ст.).

Максимальное среднеквадратическое значение силы тока в каналах напряжения 50 мА для напряжения основной частоты и 10 мА для:

• - всех n-х гармонических составляющих у модификации калибраторов «Ресурс-К2»;

• - всех n-х гармонических составляющих и m-ых интергармонических составляющих у модификации калибраторов «Ресурс-К2М».

Максимальная электрическая ёмкость нагрузки в каналах напряжения 2000 пФ.

Максимальное среднеквадратическое значение выходного напряжения в каналах тока 2 В.

Максимальная индуктивность нагрузки в каналах тока не более 0,1 мГн.

Электропитание калибраторов осуществляется от сети переменного тока частотой (50,0 ± 0,5) Гц и напряжением (220 ± 22) В.

Мощность, потребляемая калибраторами, не более 500 В^А.

Калибраторы имеют защиту от перегрузки выходов напряжения и тока со светодиодной индикацией на передней панели.

Время установления рабочего режима не более 30 мин.

Продолжительность непрерывной работы калибраторов не менее 8 ч.

Средняя наработка на отказ не менее 20 000 ч.

Средний срок службы не менее 10 лет.

Габаритные размеры калибраторов не более (высота ^х ширина ^х глубина) (190 ^х 490 ^х 550) мм.

Масса калибраторов не более 30 кг.

Сопротивление изоляции между корпусом калибраторов и контактами сетевого питания, зажимами выходных цепей напряжения и тока, между зажимом сетевого питания и зажимами выходных цепей напряжения и тока, между зажимами сетевого питания, выходных цепей напряжения, выходных цепей тока и разъемом интерфейса RS-232 в рабочих условиях применения не менее 20 МОм.

Сопротивление защитного заземления между зажимом для подключения защитного проводника и доступной металлической частью калибраторов, между зажимом для подключения защитного проводника и металлическими контактами разъема интерфейса RS-232 не превышает 0,1 Ом.