Назначение
Анализаторы параметров качества электрической энергии UPM (далее - анализаторы UPM) предназначены для измерений и регистрации показателей качества электрической энергии (далее по тексту - ПКЭ) в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного (трех и четырех проводных сетей) тока с номинальной частотой 50 Гц, а так же могут быть использованы как самостоятельно, так и в составе программно-технических комплексов.
Описание
Принцип действия анализаторов основан на аналого-цифровом преобразовании измеренных мгновенных значений силы и напряжения электрического тока и их последующей обработке. При вычислении действующих значений силы и напряжения переменного тока, активной и реактивной мощности, энергии используется метод истинного среднеквадратического значения. При расчетах коэффициентов гармоник используется численный метод быстрого преобразования Фурье.
Анализаторы имеют модульную конструкцию, допускающую гибкую комплектацию по условиям заказчика. Конструктивно блоки выполняются в двух вариантах: для щитового монтажа (UPM3100) и в переносном исполнении (UPM6100). Анализаторы могут использоваться, для непосредственного подключения к сети 400 В, или для измерений с использованием трансформаторов тока и напряжения, токовых клещей или поясов Роговского.
Анализаторы могут программироваться пользователем для конкретных условий контролируемой электрической сети. Измерительные входы (вход) подключаются напрямую или через масштабные преобразователи и имеют гальваническую изоляцию.
Анализаторы имеют встроенную память для сбора данных о количестве потребленной и/или сгенерированной энергии, регистрации параметров качества электроэнергии и случаев нарушения электроснабжения, фиксации изменения статуса релейных входов и выходов. Измеренные, вычисленные и архивные данные могут транслироваться на персональный компьютер и другие внешние устройства сбора и обработки данных, используя порты связи RS-232, RS-485, TCP Ethernet, импульсные, аналоговые и релейные выходы. Возможно применение конвертеров интерфейсов для обработки интерфейсного сигнала.
Для работы в полевых условиях, а также для работы при отключении внешнего питания переносной анализатор UPM6100 оснащается встроенной аккумуляторной батареей.
В таблице 1 представлены модификации анализаторов.
Таблица 1
| Параметр | Модис | писания |
| UPM3100 | UPM6100 |
| Конструктивное исполнение | Щитовой | Портативный |
| Тип дисплея | Ж | Ж |
| Применение в трехфазных сетях до 1000 В | + | + |
| Измерение среднеквадратических значений напряжения и силы переменного тока | + | + |
| Измерение электрической мощности (полной, активной, реактивной) | + | + |
| Параметр | Модификация |
| UPM3100 | UPM6100 |
| Измерение электрической энергии (активной, реактивной, потребляемой, генерируемой, многотарифный учет) | + | + |
| Измерение коэффициента мощности (cos ф) | + | + |
| Измерение частоты | + | + |
| Вычисление коэффициента искажения синусоидальности кривых тока и напряжения | + | + |
| Измерение коэффициента несимметрии нулевой последовательности | + | + |
| Коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения (при n от 2 до 50) | + | + |
| Коэффициент n-ой гармонической составляющей тока (при n от 2 до 50) | + | + |
| Встроенные часы | + | + |
| Фиксация отклонения среднеквадратического значения напряжения и измерение действующего значения напряжения с шагом полпериода | опция | опция |
Программное обеспечение
Идентификационные данные программного обеспечения анализаторов приведены в таблице 2.
Системное программное обеспечение (встроенное) реализовано аппаратно и является метрологически значимым.
Программное обеспечение «Wintool», «Dedalo», «ElectricMA» (внешнее) устанавливается на персональный компьютер и предназначено для настройки работы анализаторов по интерфейсам RS-232, RS-485u TCP Ethernet и считывания показаний.
Встроенное программное обеспечение анализаторов может быть проверено, установлено или переустановлено только на заводе-изготовителе с использованием специальных программно-технических устройств.
Таблица 2
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер программного обеспечения) | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| Встроенное | 31k_2do_a2_nf.rn d | не ниже 1.27 | bc8f18e49a1d427a2 4d7ee513da4012d | md5 |
| Встроенное | 61k_hwn_nf. rnd | не ниже 1.29 | bf31ce7d622ff6114 7d01f7dbdd0ae0f | md5 |
| Внешнее | Wintool | не ниже 3.18 | d7 a700c4bbe5dd4cb e7440c498933d2c | md5 |
| Внешнее | Dedalo SP | не ниже 3.18 | ce2959c67e91332f1 940945f6166e34c | md5 |
| Внешнее | Dedalo NET | не ниже 6.14 | 597b36df0dee40ba6 694cfd0f927c721 | md5 |
| Внешнее | ElectricMA | не ниже 1.9 | c9a30f95a81efdcd40 6583dc04d18549 | md5 |
Назначение программного обеспечения для различных модификаций анализаторов приведено в таблице 3.
Таблица 3
| Наименование программного обеспечения | Модификация приборов |
| 31k_2do_a2_nf.rnd | UPM3100 |
| 61k_hwn_nf. rnd | UPM6100 |
| Wintool | UPM3100 и UPM6100 |
| Dedalo SP | UPM3100 и UPM6100 |
| Dedalo NET | UPM3100 и UPM6100 |
| ElectricMA | UPM3100 и UPM6100 |
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «С» в соответствии с МИ 3286-2010.
Внешний вид анализаторов различных модификаций представлены на рисунке 1 и рисунке 2.
Доступ внутрь прибора ограничен заводской этикеткой, блокирующей возможность открыть прибор.
Рисунок 1 - Внешний вид анализаторов модификации UPM3100
Рисунок 2 - Внешний вид анализаторов модификации UPM6100
Технические характеристики
Диапазоны измеряемых величин, технические характеристики, а также пределы допускаемых основных погрешностей измерений приведены в таблице 4.
Метрологические характеристики нормированы с учетом влияния программного обеспечения.
Таблица 4
| Технические и метрологические характеристики | UPM3100 | UPM6100 |
| Диапазон измерения среднеквадратических значений напряжений переменного тока, В | От 10 до 600 | От 10 до 600 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерения среднеквадратических значений напряжений переменного тока, В | ±(0,001- иизм * + 0,0003^ Uk **) | ±(0,002- иизм * + 0,0005^ Uk **) |
| Дополнительная погрешность измерения среднеквадратических значений напряжений переменного тока, вызванная изменением температуры окружающей среды на каждые 10 °С в пределах рабочих температур, % | ±0,04 |
Приложение к свидетельству № 48034 об утверждении типа средств измерений
| Технические и метрологические характеристики | UPM3100 | UPM6100 |
| Максимальная нагрузка измерительного входа по напряжению на каждую фазу, В А | 0,15 |
| Номинальный ток при прямом измерении, А*** | 1 или 5 | 1, 5 или 20 |
| Диапазон измерения силы переменного тока при прямом измерении, % от номинального значения*** | От 1 до 120 |
| Номинальное напряжение при измерении тока через токовые клещи, В | - | 1, 2, 3, 10 |
| Номинальный ток при измерении с использованием пояса Роговского, А | - | 700, 3000 |
| Чувствительность при измерении силы переменного тока с использованием пояса Роговского, мВ/кА | - | 40 |
| Перегрузка по измерительным токовым входам не более, А | 10 (непрерывно) или 100 (в течение 1 с) |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерения среднеквадратических значений силы переменного тока, А*** | ±(0,001- 1изм * + 0,0005^ 1к **) | ± (0,002-1изм * + 0,0005^ Ik **) |
| Дополнительная погрешность измерения среднеквадратических значений силы переменного тока, вызванная изменением температуры окружающей среды на каждые 10 °С в пределах рабочих температур, % | ±0,09 |
| Максимальная нагрузка измерительного входа по току на каждую фазу, В^А | 0,5 | Зависит от типа применяемых датчиков и от диапазона измерения |
| Максимальное напряжение пробоя изоляции между токовыми входами, В | 150 |
| Диапазон измерения активной (реактивной) мощности, кВт (квар) | (Umuh J-мин)• • •(UMakc J-макс) |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерения активной мощности (cos ф =1), кВт | ±(0,005- Ризм * + 0,001- Рк **) | ±(0,01- Ризм * + 0,001- Рк **) |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерения реактивной мощности, | ±(0,015- Qu3M * + 0,001- Qk **) |
| Технические и метрологические характеристики | UPM3100 | UPM6100 |
| квар | |
| Диапазон измерения активной (реактивной) электрической энергии, кВт-ч (квар^ч) | (Umuh IMUH t)• • •(UMaKC Iмакс t) |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерения активной электрической энергии, кВт^ч | ±0,01- Waum** |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерения реактивной электрической энергии, квар^ч | ±0,015- Wpu3m * |
| Диапазон измерения коэффициента мощности | От 0,5 (L) до 0,8 (C) |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерения коэффициента мощности | ±0,01-cos физм * |
| Диапазон измерения частоты, Гц | От 45 до 65 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерения частоты, Гц | ±(0,0005-fU3M *+ 2 е.м.р.) |
| Диапазон измерения коэффициента n-ой гармонической составляющей тока и напряжения, % | От 0 до 999,9 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерения коэффициента n-ой гармонической составляющей тока и напряжения, % | ±(0,005- KI(U)nu3M *+ 1 е.м.р.) (для 5. .120 % конечного значения диапазона измерения для силы и напряжения переменного тока) |
| Диапазон измерения коэффициента искажения синусоидальности по току и напряжению, % | От 0 до 999,9 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерения коэффициента искажения синусоидальности по току и напряжению, % | ±(0,01- KI(U)u3M *+2е.м.р.) (для 5...120 % конечного значения диапазона измерения для силы и напряжения переменного тока) |
| Диапазон измерения коэффициента несимметрии напряжения по нулевой последовательности, % | От 0 до 200 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения коэффициента несимметрии напряжения по нулевой последовательности, % | ±(0,02- Коиизм *+2е.м.р.) |
| Технические и метрологические характеристики | UPM3100 | UPM6100 |
| Погрешность встроенных часов | ±30 ppm |
| Цифровой интерфейс | Оптоизолированный RS-232 или RS-485; инфракрасный порт; Ethernet | ОптоизолированныйRS-232 |
| Память | Энергонезависимая FLASH- память 2 Мб | FLASH- карта 4 Мб |
| Максимальная потребляемая мощность не более, ВА | 5 | 30 |
| Входное сопротивление по напряжению не менее, МОм | 1,3 |
| Наработка на отказ не менее, ч | 25 000 |
| Средний срок службы не менее, лет | 10 |
| Габаритные размеры не более, мм**** | 144x144x110 | 420x340x210 |
| Масса не более, кг**** | 0,9 | 6 (без дополнительных аксессуаров) |
| * UU3M, 1 изм, Pизм, QU3M, WAU3M, WPu3M, COSфUЗM, Ju3M, KI(U)U3M, KI(U)nU3M, K0Ull3M измеренные значения напряжения и силы переменного тока, активной, реактивной мощности, активной, реактивной энергии, коэффициента мощности, частоты, коэффициента искажения синусоидальности тока (напряжения), коэффициента n-ной гармонической составляющей, коэффициента несиммет-рии напряжения по нулевой последовательности; * * -UK, 1к, Рк, QK -конечное значение диапазона измерения напряжения и силы переменного тока, активной, реактивной мощности; * ** -характеристики токового входа даны для измерителей, использующих трансформаторы тока в качестве первичных преобразователей. Для расширения диапазона измерения силы переменного тока возможно использование специальных токовых клещей или колец Роговского. Кольца Роговского калибруются на заводе вместе с прибором и могут использоваться только вместе с конкретным прибором. Токовые клещи могут покупаться дополнительно отдельно от прибора. Диапазоны измерений и погрешность токовых клещей и колец Роговского приведены в таблице 5; * *** -габаритные размеры и масса даны без использования дополнительных интерфейсных модулей. |
Нормальные условия применения:
- нормальное значение температуры окружающего воздуха плюс 20 °С. Допускае
мые отклонения от нормального значения ± 10 °С;
- нормальная область значений относительной влажности воздуха от 30 до 80 %;
- нормальная область значений атмосферного давления от 84 до 106 кПа (от 630 до 795 мм рт.ст.);
- нормальное значение частоты питающей сети 50 Гц. Допускаемые отклонения от нормального значения ± 0,5 Гц.
- нормальное значение напряжение питающей сети переменного тока 220 В. Допускаемые отклонения от нормального значения ± 4,4 В.
- коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения питающей сети не более 5 %.
Рабочие условия применения:
- температура окружающего воздуха от минус 15 до плюс 60 °С для UPM3100 и от минус 10 до плюс 55 °С для UPM6100;
- относительная влажность воздуха 90 % при температуре окружающего воздуха плюс 30 °С;
Электропитание анализаторов модификации UPM3100 осуществляется переменным напряжением с действующим значением от 65 до 250 В или постоянным напряжением от 90 до 250 В (постоянное напряжении от 19 до 60 В - опция).
Электропитание анализаторов модификаций UPM6100 осуществляется переменным напряжением с действующим значением от 85 до 250 В или постоянным напряжением от 110 до 250 В, или от встроенного аккумулятора.
Таблица 5
| Тип датчика | Диапазон измерений, А | Погрешность измерений, % от измеренного значения |
| Кольца Роговского | 10-700 | 2 |
| 20-3000 | 1,5 |
| Токовые клещи 1000 А | 0,1-1200 | 0,1 - 10 А | 10 - 50 А | 50 - 200 А | 200 - 1200 А |
| 3 | 2 | 1,5 | 1 |
| Токовые клещи 20/200 А | 0,1 - 24 | 1,5 |
| 0,5- 240 | 0,5 - 10 А | 10 - 40 А | 40 - 100 А | 100 - 240 А |
| 3 | 2,5 | 2 | 1,5 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносят на корпус анализаторов в виде наклейки или на заводскую этикетку и на титульные лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Комплект поставки приборов приведён в таблице 6.
Таблица 6
| Наименование | Количество, шт. | Примечание |
| Анализатор параметров качества электрической энергии UPM | 1 | - |
| Аксессуары (токовые клещи, пояс Роговского, считыватель FLASH-карты, встроенный принтер) | - | По требованию заказчика для UPM6100 |
| Комплект проводов для подключения потенциала, зажимов типа «крокодил», проводов связи и питания | 1 | Для UPM6100 |
| Карта памяти | 1 | Для UPM6100 |
| Руководство по эксплуатации | 1 | - |
| Методика поверки | 1 | По требованию заказчика |
| Комплект программного обеспечения (с инструкцией по использованию программного обеспечения) | 1 | Для UPM6100 входит в комплект поставки, для UPM3100 по требованию заказчика |
Поверка
осуществляется в соответствии с документами «Анализаторы параметров качества электрической энергии UPM. Методика поверки», утверждённым ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» в феврале 2012 г. и ГОСТ Р 8.656-2009 «Государственная система обеспечения единства измерений. Средства измерений показателей качества электрической энергии. Методика поверки».
Основные средства поверки и их основные метрологические характеристики приведены в таблице 7.
Таблица 7
| Наименование и тип средства поверки | Требуемые характеристики |
| Калибратор переменного тока «Ресурс-К2» | Диапазон воспроизведения напряжения от 0,01 Uном до 1,5- Uном при Uном равном 220 и 57,7 В, относительная погрешность ± (0,03 + 0,01-(|Uном/U - 1|)) %; Диапазон воспроизведения частоты от 42,5 до 57,5 Гц, абсолютная погрешность ± 0,003 Гц; Диапазон воспроизведения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения от 0,1 до 30 %, абсолютная погрешность ± ((0,015 + 0,005^KU)• Uном/U); Диапазон воспроизведения коэффициентов несимметрии напряжений по обратной и нулевой последовательностям от 0 до 30 %, абсолютная погрешность ± 0,05 %; Диапазон воспроизведения коэффициента n-ой гармонической составляющей напряжения от 0,05 до 30 %, абсолютная погрешность ± ((0,01 + 0,005-KU(n))• Uном/U) %; Диапазон воспроизведения кратковременной и длительной доз фликера от 0,2 до 20, относительная погрешность ± 1,5 %. |
| Радиочасы МИР РЧ-01 | Синхронизация времени ± 1 мкс. |
Сведения о методах измерений
Сведения приведены в руководстве по эксплуатации на анализатор параметров качества электрической энергии UPM.
Нормативные документы
1. ГОСТ 13109-97 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электричества энергии в системах электроснабжения общего назначения».
2. ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия».
3. ГОСТ Р 8.655-2009 «Государственная система обеспечения единства измерений. Средства измерений показателей качества электрической энергии. Общие технические требования».
4. ГОСТ Р 8.656-2009 «Государственная система обеспечения единства измерений. Средства измерений показателей качества электрической энергии. Методика поверки».
5. Техническая документация фирмы «Algodue Elettronica s.r. l», Италия.
Рекомендации к применению
Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.
