Вольтамперфазометры AnCom VAP

Назначение

Вольтамперфазометры AnCom VAP (далее - ВАФ) предназначены для измерений напряжения и силы постоянного и переменного тока (по всем гармоникам, с 1 до 50, а также на первой гармонике), частоты периодического сигнала, углов сдвига фаз между напряжениями и токами.

Описание

Конструктивно ВАФ представляют собой носимые автономные малогабаритные приборы, которые состоят из:

- приборного блока;

- планшетного компьютера;

- измерительных кабелей;

- комплектов измерения тока с токовыми клещами (в зависимости от варианта исполнения).

Приборный блок выполнен из негорючего материала со степенью защиты оболочки IP20 и имеет три измерительных входа по напряжению и три измерительных входа по току, к которым подключаются токовые клещи с пределом измерений до 30 А. Измерения силы тока производятся токовыми клещами без разрыва цепи. Приборный блок имеет на передней панели индикаторы «MODE», «LINK» и «POWER», а так же выключатель питания.

Приборный блок оснащен разъемом «FUNCTIONS» предназначенным для расширения измерительных возможностей блока. Через данный разъем подключаются комплекты измерения тока (в зависимости от комплекта поставки). Тип токовых клещей автоматически распознается приборным блоком при подключении комплекта измерения тока к приборному блоку.

Комплект поставки ВАФ может включать в себя комплекты для измерения тока с токовыми клещами:

- «/30AC», токовые клещи ТК-ЗОАС-А (B, C) - для измерений силы переменного тока в диапазоне до 30 А, 3 шт.;

- «/800АС», комплект измерения тока с токовыми клещами ТК-800АС-А (B, С) (3 шт.) -для измерений силы переменного тока в диапазоне до 800 А;

- «/2000АС», комплект измерения тока с токовыми клещами ТК-2000АС-А (B, С) (3 шт.) - для измерений силы переменного тока в диапазоне до 2000 А;

- «/200DC», комплект измерения тока с токовыми клещами TK-2OODC - для измерений силы постоянного тока в диапазоне до 200 А.

Все дополнительные комплекты, поставляемые вместе с ВАФ, проходят индивидуальную настройку при выпуске из производства, и им присваивается одинаковый с приборным блоком заводской номер.

ВАФ поддерживает схемы подключения: трехфазная четырехпроводная (звезда), трехфазная трехпроводная (треугольник и Арона), однофазная двухпроводная, постоянный ток и напряжение, «прозвонка» электрической цепи.

Приборный блок выполнен в изолированном корпусе из ударопрочной пластмассы. Электропитание ВАФ обеспечивается от встроенного аккумуляторного источника питания постоянного тока или комплектного источника питания с номинальным выходным напряжением постоянного тока 5 В. Источник питания должен подключаться к сети питания переменного тока. Автономность приборного блока при полном заряде встроенного Li-ion аккумулятора не менее 24 часов. Зарядка приборного блока осуществляется посредством порта

USB-mini type B, расположенного на передней панели приборного блока, через комплектный источник питания.

Принцип действия средства измерений основан на прямом измерении всех сформированных сигналов, которые после преобразования в АЦП поступают на микроконтроллер, осуществляющий управление режимами работы прибора, обработку поступающих сигналов и выдачу результатов измерений на внешний интерактивный индикатор. В качестве интерактивного индикатора ВАФ используется планшетный компьютер с операционной системой Android версии не ниже 4.0. Связь приборного блока с планшетным компьютером организуется по радиоканалу Bluetooth с допустимым удалением не более 6 метров.

ВАФ применяется для настройки и контроля измерительных трансформаторов тока и напряжения, контроля качества электрической энергии в области электроэнергетики. Для проверки правильности выполнения фазочувствительных схем релейной защиты и противоаварийной автоматики прибор отображает векторную диаграмму токов и напряжений первой гармоники по трем фазам с проверкой порядка чередования фаз.

ВАФ производит измерения в ручном и автоматическом режиме, представляет результаты в графической и табличной формах, сопоставляет результаты с заданными нормами.

Результаты измерений предоставляются на интерактивном индикаторе (планшетный компьютер) в виде значений измеряемых параметров и фазовой диаграммы, запасов/превышений по заданным нормам, осциллограмм, временных диаграмм, спектров напряжений и токов.

ВАФ обеспечивает создание, сохранение и последующие загрузки пользовательских настроек ВАФ, характерных для требуемых измерительных задач.

ВАФ обеспечивает накопление получаемых результатов измерений и значений параметров настройки в базе данных, что позволяет посредством персонального (планшетного) компьютера выводить результаты на экран и бумажный носитель, осуществлять вторичную обработку, сохранять в долговременной памяти. Маркировка ВАФ выполнена в соответствии с ГОСТ 14192-96.

Внешний вид приборного блока и комплектов измерения тока c указанием мест нанесения знака утверждения типа и защиты от несанкционированного доступа в виде пломбировки корпусов, приведены на рисунках 1-7.

Рисунок 1 - Внешний вид приборного блока и планшетного компьютера

Место нанесения знака утверждения типа

Рисунок 2 - Внешний вид приборного блока

I Места

! пломбировки

Рисунок 3 - Места пломбировки и нанесения знака утверждения типа на корпусе приборного блока

Рисунок 4 - Комплект измерения тока с токовыми клещами ТК-ЗОАС-А (В, С) «/30AC»

Рисунок 5 - Комплект измерения тока с токовыми клещами ТК-800АС-А (В, С) «/800АС»

Рисунок 6 - Комплект измерения тока с токовыми клещами ТК-2000АС-А (В, С) «/2000АС»

Рисунок 7 - Комплект измерения тока с токовыми клещами TK-2OODC «/200DC»

Для сохранности и удобства в работе, ВАФ комплектуется сумкой функциональной на магнитах - для крепления ВАФ к объекту измерений. Для транспортировки приборного блока, планшетного компьютера, комплектов измерения тока, принадлежностей - ВАФ комплектуется сумкой транспортной.

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) ВАФ представляет собой приложение, устанавливаемое на планшетный компьютер, а так же специализированное ПО «vap.dfu», устанавливаемое в приборный блок при его изготовлении и содержащее метрологически значимую часть.

Планшетный компьютер с установленным приложением используется в качестве интерактивного индикатора и должен удовлетворять следующим требованиям: ОС Android версии 4.0 и выше, разрешение экрана (1024 х 600) пикселей и выше, беспроводная связь Bluetooth.

ПО приборного блока представляет собой программный продукт в виде прошиваемых в программируемые микросхемы специальных программ при его изготовлении, которые осуществляют управление всеми его элементами, математическую обработку входных сигналов и организует связь с планшетным компьютером через интерфейс Bluetooth. Любые изменения специализированного ПО без нарушения целостности конструкции приборного блока и его пломб невозможны.

Идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части ПО указаны в таблице 1.

Таблица 1

Метрологически значимая часть ПО и измеренные данные достаточно защищены с помощью специальных средств защиты от несанкционированного пользования. Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню защиты «Высокий» по Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

1. Приборный блок

Диапазон измерений частоты периодического сигнала на первой гармонике опорного канала фазы A (UA или IA), Гц ...................................................................................от 42,5 до 57,5.

Пределы допускаемой основной погрешности измерений частоты периодического сигнала на первой гармонике опорного канала фазы A (UA или IA) 1, Гц ............................ ±0,01.

Диапазон измерений углов между напряжением фазы A и напряжениями фаз B и C,°..........................................................................................................................от 0 до 360.

Пределы допускаемой основной погрешности измерений углов между напряжением фазы A и напряжениями фаз B и C2, °:...................................................................................... ±0,1.

Диапазон измерений и пределы допускаемой основной погрешности измерений напряжения постоянного тока приведены в таблице 2:

Таблица 2

Диапазон измерений и пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений действующих значений напряжения переменного тока фаз А, B и C первой гармоники и с 1 по 50 гармонику приведены в таблице 3

Таблица 3

Диапазон измерений действующих значений напряжения переменного тока фаз А, B и C (на первой гармонике) для прямой, обратной и нулевой последовательности, В  от 0 до 330;

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений действующих значений напряжения переменного тока фаз А, B и C (на первой гармонике) для прямой, обратной и нулевой последовательности, В............................................................................±0,66.

2. Приборный блок с комплектом измерения силы переменного тока «/30AC»

Диапазон измерений и пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений силы переменного тока фаз А, B и C (на первой гармонике) для прямой, обратной и нулевой последовательности приведены в таблице 4.

Таблица 4

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений угла фазового сдвига между напряжением и током, °:

- для прямой последовательности

- для обратной и нулевой последовательности

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений коэффициента несимметрии напряжения по нулевой и обратной последовательности (в диапазоне измерений от 0,4 до 20) 3

Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений полного сопротивления, активной и реактивной составляющей полного сопротивления, %:

- при Z>125/I и I > 5 мА

- при Z>125/I и 1 мА < I < 5 мА

- при Z<=125/I

где:

Z - модуль полного сопротивления;

I - измеряемое значение силы переменного тока.

Диапазон измерений активной мощности на первой гармонике прямой, обратной и нулевой последовательностей............................................................от 0,05^Imax Umax до Imax Umax,

где:

Imax = 30 А - максимально измеряемое значение силы переменного тока;

Umax = 750 В - максимально измеряемое значение напряжения переменного тока.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений активной мощности на первой гармонике прямой, обратной и нулевой последовательностей..................±0,02-Imax Umax

Диапазон измерений коэффициента мощности (cosф) и коэффициента реактивной мощности ^дф) первой гармоники и с 1 по 50 гармонику (по каждой фазе и суммарно) .................................................................................................. от минус 1,0 до плюс 1,0;

Пределы допускаемой погрешности измерений коэффициента мощности (cosф) и коэффициента реактивной мощности (дф) первой гармоники и с 1 по 50 гармонику (по каждой фазе и суммарно)4 .................................................................................................. ±0,03;

Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений активной электрической мощности первой гармоники и с 1 по 50 гармонику (по каждой фазе и суммарная):

- при коэффициенте мощности КР/S = 1.....................................................................±0,5 %;

- при коэффициенте мощности KP/S = 0,5L.. .1.. ,0,5C..............................................±1,0 %;

- при коэффициенте мощности KP/S = 0,2C...1...0,2L............±[1,0 + 0,1-((Pmax/P) - 1)] %,

где:

Pmax = Imax • Umax = 30 А • 750 В = 22500 Вт - максимально измеряемое значение активной электрической мощности;

P - измеренное значение активной электрической мощности;

KP/S = P/S - коэффициент мощности (отношение активной мощности к полной).

Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений реактивной электрической мощности первой гармоники и с 1 по 50 гармонику (по каждой фазе и суммарная):

- при коэффициенте мощности KP/S = 0,45L.. .0... минус 0,45C;

KP/S = 0,45C.0. минус 0,45L................................................................................................±1,0 %;

- при коэффициенте мощности KP/S = 0,86L...0...минус 0,86C;

KP/S = 0,86C.0. минус 0,86L................................................................................................±2,0 %;

где L - нагрузка индуктивного характера, С - нагрузка емкостного характера.

Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений полной электрической мощности первой гармоники и с 1 по 50 гармонику (по каждой фазе и суммарная):

- в диапазоне измерений от 0,054maxUmax до 0,14maxUmax.....................................±2,0 %;

- в диапазоне измерений от 0,14maxUmax до ImaxUmax..............................................±1,0 %.

Диапазон измерений коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения и коэффициента гармонической составляющей напряжения со 2 по 50 гармоники, %................................................................................................................... от 0,2 до 30;

Пределы допускаемой основной погрешности измерений коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения и коэффициента гармонической составляющей напряжения со 2 по 50 гармоники:

- в диапазоне измерений от 0,2 до 1 %.........................................................................±0,05;

- в диапазоне измерений от 1 до 30 %.......................................................................... ±5 %.

Диапазон измерений коэффициента искажения синусоидальности кривой силы тока и коэффициента гармонической составляющей тока со 2 по 50 гармоники, %................................................................................................................... от 0,3 до 50;

Пределы допускаемой основной погрешности измерений коэффициента искажения синусоидальности кривой силы тока и коэффициента гармонической составляющей тока со 2 по 50 гармоники:

- в диапазоне измерений от 0,3 до 1 %......................................................................... ±0,05;

- в диапазоне измерений от 1 до 50 %...........................................................................±5 %.

3. Приборный блок с комплектами измерения силы переменного тока «/30АС», «/800АС» и «/2000АС»

Диапазон измерений и пределы допускаемой основной погрешности измерений действующих значений токов фаз А, B и C первой гармоники и с 1 по 50 гармонику приведены в таблице 5.

Таблица 5

Диапазон измерений и пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений углов между напряжениями и токами одноименных фаз; напряжением фазы A и токами фаз A, B и C; током фазы A и напряжениями фаз A, B и C на первой гармонике5 приведены в таблице 6.

Таблица 6

Диапазон измерений и пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений углов между током фазы A и токами фаз B и C на первой гармонике приведены в таблице 7.

Таблица 7

4. Приборный блок с комплектом измерения силы постоянного тока «/200DC»

Диапазон измерений и пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений силы постоянного тока приведены в таблице 8.

Таблица 8

5. Общие характеристики

Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерений напряжения и силы постоянного тока и действующих значений напряжения и силы переменного тока фаз А, B и C (по всем гармоникам, от 1 до 50, а также на первой гармонике), углов сдвига фаз от изменения температуры окружающего воздуха составляет ±(0,5 от основной погрешности) на каждые 10 °С изменения температуры.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерений частоты от изменения температуры окружающего воздуха составляет ±(0,1 от основной погрешности) на каждые 10 °С изменения температуры.

Время установления рабочего режима (при условии установления соединения приборного блока с планшетным компьютером), с..................................................................... 10.

Электрическая ёмкость каждого измерительного входа напряжения на частоте 100 Гц, пФ, не более ..................................................................................................................................... 30;

Входное сопротивление для каждого измерительного входа напряжения по отношению к нейтрали, МОм ......................................................................................................................... 1±0,03;

Входное сопротивление между двумя любыми измерительными входами напряжения, МОм........................................................................................................................................... 2±0,06;

Электрическое сопротивление изоляции приборного блока ВАФ, МОм, не менее.... 2,6.

Электрическая прочность изоляции приборного блока ВАФ выдерживает без пробоя в течение 1 минуты испытательное напряжение, кВ..................................................................... 2,2.

Электрическая прочность изоляции токовых клещей выдерживает без пробоя в течение 1 минуты испытательное напряжение, указанное в таблице 9.

Таблица 9

По условиям эксплуатации в части климатических и механических воздействий ВАФ удовлетворяет требованиям группы 4 ГОСТ 22261-94.

Мощность, потребляемая каждой цепью измерений напряжения фазы по отношению к нейтрали, В •А, не более.................................................................................................................0,7.

Вход ВАФ выдерживает при измерении силы тока токовыми клещами ТК 30AC -перегрузку силы переменного тока до 60 А.

По защите от поражения электрическим током выполняется соответствие:

- приборный блок, токовые клещи для измерения постоянного тока до 200А TK-200DC-A - ГОСТ 12.2.091-2012, категория монтажа (категория перенапряжения) II (САТ. II), класс защиты от поражения электрическим током II по ГОСТ Р МЭК 536-94;

- токовые клещи для измерения переменного тока до 30 А ТК-30АС-А (B, C); до 800 А ТК-800АС-А (B, C) и до 2000 А ТК-2000АС-А (B, C) - ГОСТ 12.2.091-2012, категория монтажа (категория перенапряжения) - III (САТ. III), класс защиты от поражения электрическим током II по ГОСТ Р МЭК 536-94;

ВАФ соответствует требованиям безопасности по ГОСТ 12.2.091-2012, а также требованиям ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования».

ВАФ в части электромагнитной совместимости соответствует требованиям ТР ТС 020/2011 «Электромагнитная совместимость технических средств».

Средняя наработка на отказ (То) прибора, ч, не менее .............................................10000.

Гамма-процентный срок службы прибора Тсл (у), при у = 95 %, лет, не менее

Масса приборного блока (без упаковки), кг, не более

Масса приборного блока в транспортной таре (сумка или чемодан) с комплектом принадлежностей и планшетным компьютером, кг, не более

Габаритные размеры приборного блока, мм, не более:

- длина

- ширина

- высота

Параметры питания при автономной работе:

- напряжение питания постоянного тока (от встроенного Li-ion аккумулятора), В

- длительность автономной работы, ч, не менее

Параметры питания от сети переменного тока:

- напряжение питания от сети переменного тока, В ..................................... от 187 до 242;

- частота напряжения питания от сети переменного тока, Гц .................................50±2,5;

- коэффициент нелинейных искажений, %, не более

Мощность, потребляемая от сети переменного тока источником питания с подключенным ВАФ в рабочем состоянии, Вт, не более

Длительность зарядки (при выключенном приборном блоке), ч, не более

Условия эксплуатации:

- температура окружающей среды, °С ......................................... от минус 20 до плюс 55;

- атмосферное давление, кПа ......................................................................... от 70 до 106,7;

- относительная влажность воздуха при температуре до плюс 30 °C, %.................до 90.

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист руководства по эксплуатации и формуляр типографским способом и на корпус приборного блока методом гравировки.

Комплектность

Комплект поставки ВАФ приведен в таблице 10.

Таблица 10

Поверка

осуществляется в соответствии с документом 4221-072-11438828-14МП «Вольтамперфазометр AnCom VAP. Методика поверки», утвержденным начальником ФГБУ «ГНМЦ» Минобороны России 23 декабря 2015 года.

Место нанесения знака поверки на корпус приборного блока не предусмотрено.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверки и на титульный лист формуляра типографским способом.

Основные средства поверки:

- калибратор переменного тока Ресурс-К2М (рег. № 31319-12): диапазон воспроизведения частоты периодического сигнала от 45 до 65 Гц, пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения ±0,003 Гц; диапазон воспроизведения действующих значений фазного напряжения от 0,01-UHOM до 1,44-UHOM, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения действующих значений фазного напряжения ±(0,03+0,01- (|Uhom /U - 1|)) %, где ином - номинальное значение установленного напряжения, диапазон воспроизведения действующих значений фазного тока от 0,001-!ном до 1Д1ном, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения действующих значений фазного тока ±(0,03 + 0,003^ (|1ном /I - 1|)) %, где 1ном - номинальное значение установленного тока, диапазон фазовых углов между фазными напряжениями основной частоты от минус 180 до 180 °;

- калибратор многофункциональный FLUKE 5522A (с токовой катушкой 5500A/COIL) (рег. № 51160-12): диапазон воспроизведения напряжения постоянного тока от 0,033 до 1020 В, пределы допускаемой абсолютной воспроизведения напряжения постоянного тока U48-6 + 2 мкВ, диапазон воспроизведения силы постоянного тока от 0,033 до 20,5 А (с токовой катушкой 5500A/COIL - до 1025 А), пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения силы постоянного тока от 140-2 до 1-10-1 %.

Сведения о методах измерений

4221-072-11438828-14 РЭ «Вольтамперфазометры AnCom VAP. Руководство по эксплуатации»

Нормативные документы

1 ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия».

2 ГОСТ 8.129-2013 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты».

3 ГОСТ Р 8.648-2015 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 140-2 до 2'109 Гц».

4 ТУ 4221-072-11438828-14. Вольтамперфазометры AnCom VAP. Технические условия.