Номер по Госреестру СИ: 64135-16
64135-16 Трансформаторы тока электронные оптические эталонные
(ТТЭО)
Назначение средства измерений:
Трансформаторы тока электронные оптические ТТЭО эталонные (далее по тексту - ТТЭО) предназначены для измерения и масштабного преобразования значения силы переменного и постоянного тока, выработки сигнала измерительной информации в аналоговом и цифровом виде согласно стандарту "IEC 61850-9-2:2011 на русском языке" (далее - IEC 61850-9-2), а так же - в качестве эталонного средства измерения при поверке и калибровке.
Внешний вид.
Трансформаторы тока электронные оптические эталонные
Рисунок № 1
Внешний вид.
Трансформаторы тока электронные оптические эталонные
Рисунок № 2
Внешний вид.
Трансформаторы тока электронные оптические эталонные
Рисунок № 3
Внешний вид.
Трансформаторы тока электронные оптические эталонные
Рисунок № 4
Внешний вид.
Трансформаторы тока электронные оптические эталонные
Рисунок № 5
Внешний вид.
Трансформаторы тока электронные оптические эталонные
Рисунок № 6
Внешний вид.
Трансформаторы тока электронные оптические эталонные
Рисунок № 7
Внешний вид.
Трансформаторы тока электронные оптические эталонные
Рисунок № 8
Внешний вид.
Трансформаторы тока электронные оптические эталонные
Рисунок № 9
Внешний вид.
Трансформаторы тока электронные оптические эталонные
Рисунок № 10
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) ТТЭО является встроенным и представляет собой набор микропрограмм, предназначенных для обеспечения нормального функционирования аппарата, управления интерфейсом и т.д. По своей структуре ПО ТТЭО разделено на метрологически значимую (таблица 1) и метрологически не значимую части. Встроенное ПО формирования пакета данных по стандарту IEC 61850-9-2 и встроенное ПО индикации состояния на экране устройства является метрологически не значимой частью ПО ТТЭО.
Влияние программного обеспечения учтено при нормировании метрологических и технических характеристик приборов.
Идентификационные данные ПО трансформаторов представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Характеристики метрологически значимого ПО
Идентификационные данные (признаки) |
Значение | ||
Встроенное ПО оптической схемы |
Встроенное ПО формирования данных замеров |
Встроенное ПО формирования пропорциональных выходов | |
Идентификационное наименование ПО |
DSP.bin |
FPGA.bin |
Measure.bin |
Номер версии (идентификационный номер) ПО |
2.01 |
2.09 |
2.13 |
Цифровой идентификатор |
4F7F1448ED8B9F4 |
D8D78B4767F3140 |
E0D33FCC52D5C4 |
ПО |
8E11274EC4FFB20 |
17C86B7D1F703E |
8E4F5EB8B2AA9D |
A8 |
CD5 |
639F | |
Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
md5 |
md5 |
md5 |
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «высокий» в соответствии с рекомендациями по метрологии Р 50.2.077-2014.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типананосят на табличку ТТЭО методом механического нанесения или трафаретной печати и на титульные листы паспорта-формуляра типографским способом.
Сведения о методиках измерений
Сведения о методиках (методах) измерений изложены в руководстве по эксплуатации РЭ 422740-010-69571383-2015.
Нормативные и технические документы
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к трансформаторам тока электронным оптическим ТТЭО эталонным
ГОСТ Р МЭК 60044-8-2010 «Трансформаторы измерительные. Часть 8. Электронные трансформаторы тока».
ГОСТ 23624-2001 «Трансформаторы тока измерительные лабораторные. Общие технические условия».
ГОСТ Р 8.859-2013 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений коэффициента и угла масштабного преобразования синусоидального тока».
IEC 61850-9-2:2011 на русском языке "Системы автоматизации и сети связи на подстанциях.
Часть 9-2.Схема особого коммуникационного сервиса (SCSM). Значения выборок по ISO/IEC 8802-3"
ТУ 6681-003-69571383-2014 Технические условия «Трансформаторы тока электронные оптические ТТЭО эталонные».
Поверка
Поверка осуществляется по документу МП 2203-0294-2015 «Трансформаторы тока электронные оптические ТТЭО эталонные. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» в ноябре 2015 г.Основные средства поверки: трансформатор тока типа ТТИ-5000.51 (ФИФОЕИ № 55278-13), прибор сравнения типа КНТ-05 (КНТ-03) (ФИФОЕИ № 37854-08 (24719-03)), нановольтметры/микроомметры типа 34420 А (ФИФОЕИ № 47886-11), частотомер типа 53220A (ФИФОЕИ № 51077-12), шунт токовый типа АКИП-7501 (ФИФОЕИ № 49121-12), установка поверочная векторная компарирующая типа "УПВК-МЭ 61850" (ФИФОЕИ № 60987-15).
Знак поверки, в виде оттиска поверительного клейма, наносится на свидетельство о поверке.
Изготовитель
ЗАО «Профотек», г. Москва
Адрес: 123104, Россия, г. Москва, Тверской б-р, д.13, стр.1
ИНН 7703733861
Тел: (495) 775-83-39; E-mail: info@profotech.ru , http://www.profotech.ru
Испытательный центр
ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»190005, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д.19
Тел. (812) 251-76-01, факс (812) 713-01-14
E-mail:info@vniim.ru
Принцип действия ТТЭО основан на двух физических законах: законе полного тока и эффекте Фарадея. ТТЭО содержит чувствительный элемент (магниточувствительное оптоволокно), в котором происходит преобразование измерительной информации о силе тока в набег фаз поляризованного излучения.
Отклик чувствительного элемента прямо пропорционален величине измеряемого тока и числу витков чувствительного контура.
Сигнал пропорциональный силе тока полученный на выходе оптической схемы ТТЭО преобразуется в цифровую форму. Цифровой код синхронно подается на цифро-аналоговый преобразователь тока (для токовых выходов), цифро-аналоговый преобразователь напряжения (для потенциальных выходов), блок формирования цифровых пакетов данных, а также через дециматор на расположенный на передней панели формирователь пропорциональных амплитуде измеренного тока частотных, импульсных и токовых выходов, а также цифрового кода в протоколе Modbus/Profibus
(см. рисунок 1).
Чувствительный
Выход 0.1 ..10В
Сигнальный процессор DSP
Внутренняя шина передачи результатов измерений в цифровой форме
Панель формирователя пропорциональных амплитуде частотных, импульсных и токовых выходов
I
Рисунок 1 - Логическая схема ТТЭО
Оптическая схема измерения
Датчик температуры чувствительного элемента
Цифро-
аиалотовый реобразователь напряжения
формирования пакетов МЭК
Внешний интерфейс "ИН1 пестики
. Электронный
I блок ■трансформатора -
! напряжения
ТТЭО представляет собой комплектное устройство, включающее электронный блок (рисунки 3 - 5), подключенные к нему гибкие оптоволоконные чувствительные элементы (рисунок 2), а также блок вторичного преобразования измеренного сигнала в цифровой и аналоговый вид (рисунок 6) и (в вариантном исполнении) резервированный блок питания повышенной надежности (рисунки 7 и 8).
Передача сигнала от чувствительного элемента до измерительного блока осуществляется по оптоволоконному кабелю на расстояние от 20 до 1200 м, что позволяет разместить измерительный блок в помещении с требуемыми условиями эксплуатации.
Для измерения тока гибкий чувствительный элемент должен быть размещен таким образом, чтобы токонесущая шина была внутри замкнутого оптического контура чувствительного элемента, который должен сделать указанное в паспорте на прибор число витков вокруг шины, соответствующее номинальному значению измеряемого тока. При этом должны быть совмещены при помощи штатно поставляемого элемента крепления метки начала и конца чувствительного элемента. Правильная установка гибкого чувствительного элемента прибора ТТЭО показана на рисунке 10 и в паспорте на прибор.
Для обеспечения возможности включения ТТЭО в систему онлайн-мониторинга работоспособности прибор имеет специальный последовательный порт для чтения данных диагностики (доступных так же оператору на дисплее прибора). Порт диагностики работает только в режиме чтения данных и не имеет возможности изменения настроек прибора.
Трансформаторы тока электронные оптические ТТЭО эталонные выполняются в исполнении ТТЭО-Г - трансформатор с чувствительным элементом в виде размыкаемой гибкой петли (рисунок 2).
В исполнении для измерения постоянного тока по заказу может изменяться функция одного из частотных выходов: он может работать в качестве датчика внешнего запускающего импульса для начала измерения.
Внешний вид ТТЭО в зависимости от исполнения приведен на рисунках 2-10.
Рисунок 2 - Гибкий чувствительный элемент ТТЭО-Г
Место пломбировки от несанкционированного доступа
Рисунок 3 - Электронный блок трансформаторов ТТЭО в исполнении без модуля частотных выходов (вид спереди) и схема пломбировки от
несанкционированного доступа
Рисунок 4 - Электронный блок трансформаторов ТТЭО в исполнении с модулями частотных/токовых выходов на передней панели (вид спереди)
трансформаторов ТТЭО (вид сзади) и схема пломбировки от несанкционированного доступа
SSS'ili
Рисунок 6 - Электронный блок ЦАП Т для вывода пропорционального аналогового сигнала 1А трансформаторов ТТЭО
■ ■ «
V V
III
Рисунок 8 - Электронный блок резервированного блока питания повышенной надежности (вид сзади)
Метки
Рисунок 10 - Схема правильной установки гибкого чувствительного элемента ТТЭО-Г
Рисунок 7 - Электронный блок резервированного блока питания повышенной надежности (вид спереди)
Рисунок 9 - Выносной проводной измеритель температуры
Условное обозначение трансформатора при поставке:
ТТЭО - 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9,
где:
ТТЭО - Обозначение типа: Трансформатор тока электронный оптический эталонный;
-
1 - Исполнение прибора: Г (с гибким чувствительным элементом );
-
2 - Количество измерительных блоков в крейте электронно-оптического блока:
- 1 Один модуль (однофазная сеть или одна линия постоянного тока);
- 2 Два модуля ( две фазы или две линии постоянного тока);
- 3 Три модуля (трехфазная сеть или три линии постоянного тока);
-
3 - Вариант настройки режима отображения на экране электронного блока:
- Без буквы Переменный ток ( среднеквадратичное значение);
- П Постоянный ток ( среднее значение);
- У Переменный или постоянный ток ( выбирается с панели прибора );
-
4 - Номинальный ток в амперах указывается на один виток чувствительного элемента;
-
5 - Класс точности прибора ;
-
6 - Диапазон рабочих температур чувствительного элемента:
- УХЛ1 УХЛ1 по ГОСТ 15150-69 (от минус 60 до 40 ° С);
- УХЛ1-Т УХЛ1 по ГОСТ 15150-69 с расширенным температурным диапазоном от минус 60 до 60 °С;
- С Специальный температурный диапазон , указывается в паспорте на
прибор (в диапазоне от минус 60 до 60 °С);
- П Для установки в помещениях от минус 10 до 40 °С;
-
7 - Типы используемых выходов, комбинация из символов:
- А Аналоговый 1 А ;
- Ч Вынесенный на переднюю панель блок частотных, импульсных,
Modbus/Profibus, слаботочных токовых выходов;
- П Потенциальный выход ;
- М Цифровые выходы по стандарту IEC 61850-9-2 с числом выборок 4000 и
12800 в секунду (80 и 256 выборок на период промышленной частоты). Опционально может быть изменена частота дискретизации на одно из значений: 1000, 2000, 16000, 32000, 64000 выборок в секунду;
-
8 - Тип примененного источника питания:
- 1 Один универсальный вход 220 В постоянного или переменного тока;
- 2 Два универсальных вход 220 В постоянного или переменного тока;
- В Высоконадежный резервированный блок питания;
-
9 - Признак наличия внешнего проводного термометра для компенсации температурной зависимости:
- Без буквы Измерение в полном диапазоне рабочих температур производится без внешнего датчика, либо с применением встроенного в чувствительный элемент оптического термометра;
- П Проводной термометр, размещаемый в зоне установки чувствительного
элемента.
Пример обозначения прибора: ТТЭО-Г - 3 - 80000 - 0,1 - УХЛ1-Т - МА - 2. Трансформатор тока электронный оптический ТТЭО эталонный, трехфазный, номинальный ток 80000 А, имеющий класс точности 0,1, с расширенным температурным диапазоном температур от минус 60 до 60 °С, с аналоговым выходом 1 А и цифровым выходом с двумя универсальными входами питания 220 В постоянного или переменного тока.
Комплект поставки приведён в таблице 6.
Таблица 6
Наименование изделия |
Кол-во |
Электронный блок |
1 |
Цифроаналоговый преобразователь тока |
1 комплект* |
Наименование изделия |
Кол-во |
Внешний резервированный блок питания с защитой от кратковременного пропадания напряжения и возможностью замены блоков в горячем режиме |
1 комплект* |
Катушка с оптическим волокном для соединения чувствительного элемента с электронным блоком |
1 комплект* |
Г ибкий чувствительный элемент |
1 комплект |
Шкаф с оптической кабельной муфтой |
1 шт.* |
Методика поверки МП 2203-0294-2015 |
1 шт. |
Руководство по эксплуатации РЭ 422740-010-69571383-2015 |
1 шт. |
Паспорт-формуляр 422740-010-69571383-2014 ПС |
1 шт. |
Примечание: *В соответствии с договором поставки. |
Таблица 2 - Диапазоны и пределы допускаемых погрешностей преобразования силы переменного тока
Характеристика |
Значение |
Номинальное напряжение фазное переменного тока, кВ |
от 0 до 750 |
Номинальный первичный ток 1ном, А* |
от 400 до 190000 |
Номинальный вторичный ток для аналогового выхода внешнего цифроаналогового преобразователя, А |
1 |
Классы точности, по ГОСТ 23624-2001 (При коэффициенте искажения синусоидальной кривой не более 30 %) |
0,05; 0,1; 0,2 |
Номинальная нагрузка на аналоговом выходе внешнего цифро-аналогового преобразователя S2H0M (коэффициент мощности cosф=1), В-А |
от 1 до 15 |
Характеристика |
Значение |
Номинальная частота измеряемого тока, Гц |
50 |
Номинальный коэффициент расширенного первичного тока |
от 1,2 до 2,0 для аналоговых выходов от 1,2 до 8,0 для цифровых выходов |
Коэффициент безопасности внешнего цифро-аналогового преобразователя тока, не менее |
2,0 |
Количество измеряемых фаз |
От 1 до 3 ** |
Частота дискретизации по выходу "МЭК 61850-9-2", выборок в секунду |
4000, 12800 (стандартно) 1000, 2000, 16000, 32000, 64000 (специальное исполнение) |
Количество одновременно передаваемых потоков по выходу "МЭК 61850-9-2" с различной частотой дискретизации |
1; 2; 3 (специальное исполнение) |
Тип входа синхронизации времени |
1PPS оптический (спад/фронт), разъем ST MM 1PPS электрический (спад/фронт), разъем BNC PTP |
Период удержания частоты при отсутствии внешней синхронизации, с |
20 |
Примечание: * Значение номинального тока зависит от количества оборотов гибкого чувствительного элемента вокруг токоведущей шины, числа оборотов токоведущей шины вокруг чувствительного элемента и настроек прибора. Прибор допускает снижение номинального тока относительно указанных значений путем кратного (допускается только целое число витков) увеличения оборотов токоведущей шины вокруг чувствительного элемента, при этом механические, термические и динамические показатели использованной для таких целей шины должны быть подтверждены соответствующими расчетами при проектировании; ** Количество зависит от варианта исполнения. |
Таблица 3 - Диапазоны и пределы допускаемых погрешностей преобразования силы постоянного тока
Характеристика |
Значение |
Номинальное напряжение постоянного тока, кВ |
от 0 до 1000 |
Номинальное значение первичной силы постоянного тока 1ном, А* |
от 200 до 450000 |
Номинальный вторичный ток для аналогового выхода внешнего цифроаналогового преобразователя, А |
1 |
Пределы допускаемой относительной погрешности измерений постоянного тока соответствуют пределам допускаемой относительной погрешности измерения переменного тока приведенным в ГОСТ 23624-2001 для трансформаторов соответствующего класса точности, % |
0,05; 0,1; 0,2; |
Характеристика |
Значение |
Номинальная нагрузка на аналоговом выходе внешнего цифро-аналогового преобразователя тока, В-А |
от 1 до 15 |
Количество измеряемых линий для постоянного тока |
От 1 до 3 ** |
Частота дискретизации по выходу "МЭК 61850-9-2", выборок в секунду |
4000, 12800 (стандартно) 1000, 2000, 16000, 32000, 64000 (специальное исполнение) |
Количество одновременно передаваемых потоков по выходу "МЭК 61850-9-2" с различной частотой дискретизации |
1; 2; 3 (специальное исполнение) |
Тип входа синхронизации времени |
1PPS оптический (спад/фронт), разъем ST MM 1PPS электрический (спад/фронт), разъем BNC PTP |
Период удержания частоты при отсутствии внешней синхронизации, с, не менее |
20 |
Примечание: * Значение номинального тока зависит от количества оборотов гибкого чувствительного элемента вокруг токоведущей шины, числа оборотов токоведущей шины вокруг чувствительного элемента и настроек прибора. Прибор допускает снижение номинального тока относительно указанных значений путем кратного (допускается только целое число витков) увеличения оборотов токоведущей шины вокруг чувствительного элемента, при этом механические, термические и динамические показатели использованной для таких целей шины должны быть подтверждены соответствующими расчетами при проектировании; ** Количество зависит от варианта исполнения. |
Таблица 4 - Диапазоны и пределы допускаемых погрешностей преобразования силы
переменного и постоянного тока для дополнительных измерительных выходов
Характеристика |
Значение |
Пределы допускаемой относительной погрешности измерений действующего значения переменного или постоянного тока соответствуют пределам допускаемой относительной погрешности измерения переменного тока приведенным в ГОСТ 23624-2001 для трансформаторов соответствующего класса точности, % |
0,05; 0,1; 0,2; |
Число встроенных потенциального выходов |
до 3 * |
Номинальное напряжение потенциального выхода, В |
от 0,05 до 10 |
Максимальное сопротивление вторичной цепи потенциального выхода, кОм |
400 |
Число встроенных низкоуровневых токовых выходов |
до 3 * |
Номинальный вторичный ток встроенного низкоуровневого токового выхода, мА |
от 4 до 40 |
Характеристика |
Значение |
Максимальное сопротивление вторичной цепи встроенного низкоуровневого токового выхода, Ом |
50 |
Число встроенных частотных выходов |
до 3 * |
Номинальный коэффициент преобразования встроенных частотных выходов, Гц/кА |
От 1 до 1 000 |
Минимальное сопротивление вторичной цепи частотных выходов, Ом |
100 |
Число встроенных Modbus/Profibus выходов |
до 3* |
Период усреднения и обновления данных на низкоуровневых частотных, импульсных, токовых и Modbus портах передней панели, мс |
От 100 до 3000 |
Примечание: * Количество и тип выходов зависит от варианта исполнения. |
Таблица 5 - Технические характеристики ТТЭО
Характеристика |
Значение | |
1 |
2 | |
Диапазон пропускания частот при сохранении класса точности, Гц |
от 0 до 9000* | |
Номинальный ток активации, не более |
0,3 % от !ном | |
Рабочие условия применения, °С |
Чувствительный элемент |
для класса точности 0,05: из диапазона от минус 10 до плюс 40; для класса точности 0,2 и 0,1: из диапазона от минус 60 до плюс 60 |
Электронные блоки |
от минус 10 до плюс 40 | |
Относительная влажность воздуха, % |
от 10 до 95 | |
Атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.) |
от 60 до 106,7 (от 460 до 800) | |
Группа механического исполнения - М29 по ГОСТ 17516.1-90 |
Электронные блоки |
Чувствительный элемент |
М40 |
М5 | |
Высота над уровнем моря, м, не более |
1000 | |
Окружающая атмосфера |
Не взрывоопасная, не содержащая токопроводящую пыль и агрессивные газы, типа II по ГОСТ 15150-69 | |
Нагрузка от тяжения провода, Н |
Не допускается приложение усилий к чувствительному элементу | |
Рабочее положение первичных датчиков тока |
Любое | |
Длина соединительного кабеля, м |
от 20 до 1200 | |
Длина чувствительного элемента, м |
от 1 до 40 | |
Примечание: * Нижняя частота пропускания не ограничена (постоянный ток), верхняя частота - в соответствии со спецификацией договора поставки. |
1 |
2 | |
Напряжение питания измерительного блока, В |
Исполнение с одним источником питания |
220±44 Переменного или постоянного тока без резервирования |
Исполнение с двумя источниками питания |
220±44 Переменного или постоянного тока с резервированием | |
Исполнение с источником питания для ответственных присоединений |
220±44 Переменного или постоянного тока с резервированием и возможностью горячей замены элементов и резервирования от кратковременных пропаданий напряжения длительностью до 2 секунд | |
Номинальная частота питающей сети, Гц |
50 | |
Потребляемая мощность электронного блока, Вт, не более |
150 | |
Потребляемая мощность электронного блока ЦАП Т, Вт, не более |
200 | |
Габаритные размеры электронных блоков (ДхШхВ), мм, не более |
390x465^220 (3U + оптический кросс) | |
Масса электронного блока ТТЭО, кг, не более |
12 | |
Масса электронного блока ЦАП Т, кг, не более |
15 | |
Средний срок службы, лет |
25 | |
Наработка на отказ, ч, не менее |
120 000 | |
Примечание: * Наличие и тип выходов зависит от варианта исполнения. |