Делители напряжения емкостные электронные с цифровым выходом ДНЕЭ

Назначение

Делители напряжения емкостные электронные ДНЕЭ с цифровым выходом (далее по тексту - ДНЕЭ) предназначены для измерения и масштабного преобразования высокого значения напряжения переменного тока промышленной частоты 50 Гц с заземленной нейтралью в низкое значение напряжения переменного тока промышленной частоты 50 Гц и выработки сигнала измерительной информации согласно стандарту "IEC 61850-9-2:2011 на русском языке" (далее - IEC 61850-9-2) для передачи результатов измерений и преобразования на электрические измерительные приборы, в системы коммерческого учета электрической энергии, устройствам измерения (в том числе показателей качества электроэнергии), защиты, автоматики, сигнализации и управления в качестве электронных трансформаторов напряжения.

Описание

Принцип действия ДНЕЭ основан на масштабном преобразовании (делении) напряжения переменного тока при помощи емкостного делителя и последующем его оцифровке АЦП. Измерение напряжения производится при помощи специального выносного блока, помещаемого в основание колонны емкостного делителя и подключаемого к его средней точке. Соединение выносного блока и электронно-оптического блока обработки производится волоконно-оптическим кабелем по которому передаются опорные частоты синхронизации измерений и данные об измеренных величинах, самодиагностике в цифровом формате, тем самым обеспечивается полная гальваническая развязка первичной и вторичной цепей, а также независимость системы измерений от наличия напряжения переменного тока в первичной сети. Выносной блок формирует цифровой код измеренного сигнала, который привязывается к сетке синхронизации электронно-оптического блока и преобразуется для дальнейшей обработки электронно-оптическом блоке, где цифровой код синхронно подается на цифро-аналоговый преобразователь напряжения (для выходов 100/^ЗВ), блок формирования цифровых пакетов данных по стандарту IEC 61850-9-2, цифро-аналоговый преобразователь напряжения (для потенциальных выходов) (см. рисунок 1).

ДНЕЭ представляют собой комплектное устройство, включающее электронный блок (рисунок 6), подключенные к нему выносные блоки измерения, расположенные в основаниях высоковольтных колонн емкостных делителей (рисунки 2, 3, 4, 5), а также блок вторичного преобразования измеренного сигнала в аналоговый вид (рисунки 7 и 8) и (в вариантном исполнении) резервированный блок питания повышенной надежности (рисунки 9 и 10).

Передача сигнала от чувствительного элемента (колонны емкостного делителя) 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.

ДНЕЭ могут выпускаться в резервированном исполнении, при этом к одной колонне высоковольтного емкостного делителя подключаются два независимых выносных блока, каждый из которых работает со своим электронно-оптическим блоком.

Для обеспечения возможности включения ДНЕЭ в систему онлайн-мониторинга работоспособности прибор имеет специальный RS232/485 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.

Рисунок 1 - Логическая схема ДНЕЭ

ДНЕЭ выполняются в следующих исполнениях:

1. ДНЕЭ-110 - трансформатор опорного исполнения с номинальным фазным напряжением 110/^3 кВ (рисунок 2).

2. ДНЕЭ-110-ВК - трансформатор опорного исполнения с номинальным фазным напряжением 110/^3 кВ с встроенным в изоляционную колонну компенсатором температурного расширения (рисунок 3).

3. ДНЕЭ-123-М - трансформатор опорного исполнения с номинальным фазным напряжением 110/^3 и 123/^3 кВ с встроенным в изоляционную колонну компенсатором температурного расширения (рисунок 5).

4. ДНЕЭ-220 - трансформатор опорного исполнения с номинальным фазным напряжением 220/^3 кВ (рисунок 4).

Внешний вид ДНЕЭ в зависимости от исполнения приведен на рисунках 2-10.

Рисунок 4 - Высоковольтный емкостной делитель ДНЕЭ-220

Рисунок 5 - Высоковольтный емкостной делитель с встроенным в изолятор компенсатором температурного расширения ДНЕЭ-123-М

Место пломбировки от несанкционированного доступа

Рисунок 6 - Электронный блок ДНЕЭ (вид спереди) и схема пломбировки от несанкционированного доступа

Рисунок 7 - Электронный блок ЦАП Н для вывода пропорционального аналогового сигнала 100/^3 В ДНЕЭ

Рисунок 8 - Электронный блок ЦАП Н для вывода пропорционального аналогового сигнала 100/V3 В ДНЕЭ вид сзади

Рисунок 9 - Электронный блок резервированного блока питания повышенной надежности (вид спереди)

Рисунок 10 - Электронный блок резервированного блока питания повышенной надежности (вид сзади)

Условное обозначение ДНЕЭ при поставке:

ДНЕЭ - А - Б - В - Г - Д - Е - Ж,

где:

ДНЕЭ - Обозначение типа: Делители напряжения емкостные электронные с цифровым выходом;

А - Исполнение прибора:

- 110      Опорного исполнения с высоковольтными колоннами 110 кВ;

- 220      Опорного исполнения с высоковольтными колоннами 220 кВ;

- 110-ВК Опорного исполнения с высоковольтными колоннами 110 кВ с встроенным компенсатором температурного расширения;

- 123-М   Опорного исполнения с высоковольтными колоннами 123 (110) кВ с

встроенным компенсатором температурного расширения;

Б - Количество измерительных блоков в крейте электронно-оптического блока:

- 1        Один модуль (однофазная сеть)

- 2        Два модуля (две фазы)

- 3        Три модуля (трехфазная сеть)

В - Классы точности;

Г - 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);

Д - Типы используемых выходов, комбинация из символов:

- А       Аналоговый 100/^3 В;

- 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;

Е - Тип примененного источника питания:

- 1        Один универсальный вход 220 В постоянного или переменного тока;

- 2        Два универсальных входа 220 В постоянного или переменного тока;

- В        Высоконадежный резервированный блок питания;

Ж - Наличие резервирования:

- Без символа Без резервирования - с одним электронно-оптическим блоком и одним комплектом выносных блоков в основании колонн делителей;

- Р          С двойным резервированием - два электронно-оптических блока,

каждый из которых подключается к своему комплекту выносных блоков в основании общих колонн емкостных делителей.

Пример обозначения:

ДНЕЭ - 220 - 3 - 0,2 - 3P - УХЛ1-Т - МА - 2.

Делитель напряжения емкостной электронный ДНЕЭ, в опорном исполнении на 220 кВ, трехфазный, имеющий класс точности 0,2 для коммерческого учета и класс точности 3Р для целей защиты, с расширенным температурным диапазоном температур от минус 60 до 60 °С, с аналоговым выходом 100/^3 В и цифровым выходом с двумя универсальными входами питания 220 В постоянного или переменного тока.

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) ДНЕЭ является встроенным и представляет собой набор микропрограмм, предназначенных для обеспечения нормального функционирования аппарата, управления интерфейсом (и т.д). По своей структуре ПО ДНЕЭ 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 ДНЕЭ.

Влияние программного обеспечения учтено при нормировании метрологических и технических характеристик приборов.

Идентификационные данные ПО ДНЕЭ представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристики метрологически значимого ПО

Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «высокий» в соответствии с рекомендациями по метрологии Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

приведены в таблице 2.

Таблица 2

Знак утверждения типа

наносят на табличку ДНЕЭ методом механического нанесения или трафаретной печати и на титульные листы паспорта-формуляра типографским способом.

Комплектность

Комплект поставки приведён в таблице 3.

Таблица 3

Поверка

осуществляется по документу МП 2203-0292-2015 «Делители напряжения емкостные электронные ДНЕЭ с цифровым выходом. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» в ноябре 2015 г.

Основные средства поверки: преобразователи напряжения измерительные высоковольтные емкостные масштабные типа ПВЕ (ФИФОЕИ № 32575-11), прибор сравнения типа КНТ-05 (КНТ-03) (ФИФОЕИ № 37854-08 (24719-03)), магазин нагрузок типа МР 3025 (ФИФОЕИ № 22808-07), прибор электроизмерительный эталонный многофункциональный типа Энергомонитор-3.1 КМ (ФИФОЕИ № 52854-13), установка поверочная векторная компарирующая типа "УПВК-МЭ 61850" (ФИФОЕИ № 60987-15).

Знак поверки, в виде оттиска поверительного клейма, наносится на свидетельство о поверке.

Сведения о методах измерений

изложены в руководстве по эксплуатации РЭ 4222-003-69571383-2012.

Нормативные документы

ГОСТ Р МЭК 60044-7-2010 «Трансформаторы измерительные. Часть 7. Электронные трансформаторы напряжения».

ГОСТ 1983-2001 «Трансформаторы напряжения. Общие технические условия».

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 6681-005-69571383-2014 Технические условия «Делители напряжения емкостные электронные ДНЕЭ с цифровым выходом».