Трансформаторы напряжения цифровые ЦТН. Характеристики, описание, методика поверки.
Госреестр средств измерений РФ на основании сведений из ФГИС “АРШИН”

Трансформаторы напряжения цифровые ЦТН

Основные
Тип
Межповерочный интервал / Периодичность поверки 8 лет

Назначение

Трансформаторы напряжения цифровые ЦТН (далее по тексту - трансформаторы, ЦТН) предназначены для измерений и масштабного преобразования напряжения переменного и постоянного тока, а также передачи результатов преобразований в системы учета электрической энергии, устройствам измерений, защиты, автоматики, сигнализации и управления.

Описание

Принцип действия трансформаторов заключается в преобразовании напряжения переменного и постоянного тока с применением делителей напряжения. В зависимости от варианта исполнения оцифровка и обработка результатов преобразований осуществляется одним электронным блоком или несколькими электронными блоками, расположенными на вторичной стороне (низкого напряжения).

Трансформаторы конструктивно состоят из следующих компонентов:

-    первичные преобразователи напряжения переменного и постоянного тока;

-    электронный(-е) блок(-и) расположенный на обмотке низкого напряжения;

-    объединяющий электронный блок (опция);

-    устройство отображения результатов измерения (далее - устройства отображения) (опция).

Первичный преобразователь напряжения переменного и постоянного тока представляет собой делитель напряжения, содержащий высоковольтное и низковольтное плечи. Первичный преобразователь напряжения переменного и постоянного тока обеспечивает преобразование высокого напряжения переменного и постоянного тока в низкое напряжение переменного и постоянного тока для дальнейшего преобразования его в цифровую форму электронным блоком.

Электронные блоки выполняют преобразование выходных сигналов первичных преобразователей напряжения переменного и постоянного тока в цифровой сигнал, его обработку и передачу измеренных значений силы и напряжения переменного и постоянного тока устройствам релейной защиты, автоматики, коммерческого учета электроэнергии и другим устройствам на подстанции в соответствии с протоколом IEC 61850-9-2 (протокол передачи может быть изменен либо дополнен другим протоколом по требованию заказчика). Объединяющий электронный блок обрабатывает полученные пакеты данных и отправляет их по оптическим кабелям устройствам подстанции, перечисленным выше. Функции объединяющего электронного блока могут быть возложены на электронный блок, оцифровывающий и обрабатывающий данные от одного из первичных преобразователей напряжения (опция). На выходе трансформаторы формируют несколько потоков измеренных мгновенных значений силы тока и напряжения со следующими частотами дискретизации:

1)    4000 Гц (80 отчетов на период промышленной частоты 50 Гц) - для устройств релейной защиты и автоматики, коммерческого учета электроэнергии;

2)    12800 Гц (256 отчетов на период промышленной частоты 50 Гц) - для устройств контроля качества электроэнергии.

Трансформаторы также могут формировать потоки измеренных мгновенных значений со следующими частотами дискретизации (опция) метрологические характеристики которых не нормируются:

1)    4800 Гц (96 отчетов на период промышленной частоты 50 Гц и 80 отчетов на период промышленной частоты 60 Гц);

2)    15360 Гц (256 отчетов на период промышленной частоты 60 Гц);

3)    14400 Гц (288 отчетов на период промышленной частоты 50 Гц и 240 отчетов на период промышленной частоты 60 Гц);

4) 96000 Гц - для целей учета электроэнергии и релейной защиты и автоматики (РЗА) в сетях постоянного тока.

Частота дискретизации может быть изменена по требованию заказчика, но не должна превышать 96 000 Гц.

Опционально ЦТН может выдавать дополнительную служебную информацию о параметрах измеряемых электрических сигналов и передаваемой электрической энергии, а также служебную информацию отражающую состояние трансформатора.

Синхронизация электронных блоков с системой точного времени осуществляется по внешнему стробирующему сигналу 1PPS или данным синхронизации по протоколу PTP.

ЦТН может выпускаться в резервированном исполнении, при этом в изоляционной колонне устанавливаются два и более высоковольтных делителя. Передача информации от ЦТН также может резервироваться по протоколам PRP и HSR.

Для проверки работоспособности и обеспечения совместимости с устройствами измерений, защиты, автоматики, сигнализации и управления, получающими информацию о напряжении по аналоговым цепям, ЦТН могут содержать аналоговые выходы с первичных измерительных преобразователей напряжения переменного и постоянного тока.

Структура условного обозначения:

ЦТН - А -Б - В - Г - Д - Е - Ж - З - И - К - Л.

Расшифровка структуры условного обозначения трансформатора представлена в таблице 1.

Таблица 1 - Структура условного обозначения трансформатора

ЦТН

Обозначение типа: Трансформатор напряжения цифровой

А

Исполнение трансформатора по способу установки

О

Опорного исполнения

П

Подвесного исполнения

Б

Исполнение трансформатора по количеству измерительных фаз

1

Однофазное исполнение

2

Двухфазное исполнение

3

Трехфазное исполнение

В

Исполнение трансформатора по классу напряжения

6

6 кВ

10

10 кВ

15

15 кВ

20

20 кВ

24

24 кВ

27

27 кВ

35

35 кВ

110

110 кВ

150

150 кВ

220

220 кВ

Г

Класс точности для коммерческого учета

Д

Класс точности для релейной защиты

Е

Климатическое исполнение и категория размещения

У1 по

ГОСТ 15150-69

для работы на открытом воздухе (от -45 до +40 °С )

УХЛ1 по ГОСТ 15150-69

для работы на открытом воздухе (от -60 до +40 °С )

У2 по

ГОСТ 15150-69

для работы в помещениях (от -45 до +40 °С )

Е

УХЛ2 по ГОСТ 15150-69

для работы в помещениях (от -60 до +40 °С )

П

для работы в помещениях (-10 до +40 °С )

Ж

Тип используемых выходов, комбинация из символов

U

Аналоговый выход - выходной сигнал напряжения переменного и постоянного тока, с указанием напряжения в вольтах (выполняется по согласованию)

D

Цифровые выходы с указанием числа выходов

З

Тип 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

И

Наличие резерви

я

и

ан

в

о

- (Без символа)

Без резервирования

Р

С двойным резервированием - два комплекта первичных преобразователей напряжения в едином измерительном узле с резервированными электронными блоками

К

Наличие устройства отображения информации

- (Без символа)

Без устройства отображения результатов

Д

С устройством отображения результатов с дисплеем

Л

Расположение электронного блока на стороне низкого напряжения

- (Без символа)

В основании колонны

ОК

В отдельном корпусе

Пример условного обозначения:

ЦТН - О - 3 - 110 - 0.2 - 3Р- УХЛ1 - U1-D2 - 2 - Р - Д.

Трансформатор напряжения цифровой ЦТН, в опорном и трехфазном исполнении, на класс напряжения 110 кВ, с классом точности 0,2 для коммерческого учета и 3Р для релейной защиты, для наружной установки с рабочим температурным диапазоном от минус 60 до плюс 40 °С, с аналоговым выходом по напряжению 1 В и двумя цифровыми выходами, с резервированием аналогового и цифрового каналов, с устройством отображения результатов измерений, электронный блок на стороне низкого напряжения расположен в основании колонны.

Общий вид и места пломбирования трансформаторов представлены на рисунках 1-9. Общий вид устройства отображения представлен на рисунке 10.

Место

пломбирования

п

Рисунок 1 - Общий вид ЦТН 6 (10) кВ опорного исполнения, электронный блок располагается в

основании первичного преобразователя

SV MONITOR

Программное обеспечение

Встроенное программное обеспечение (далее по тексту - ПО) трансформаторов представляет собой набор микропрограмм, предназначенных для обеспечения нормального функционирования трансформатора, управления интерфейсом и т.д. Данное ПО является метрологически значимым, характеристики нормируются с учетом влияния ПО.

Уровень защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «Высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Идентификационные данные метрологически значимой части встроенного ПО приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Характеристики метрологически значимой части встроенного ПО

Идентификационные данные (признаки)

Значение

Идентификационное наименование ПО

ctn.bin

Номер версии (идентификационный номер ПО), не ниже

1.1.0

Технические характеристики

Основные метрологические и технические характеристики трансформаторов представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Метрологические и технические характеристики трансформаторов

Значение

Наименование характеристики

напряжения переменного тока

6/V3

10/V3

15/V3

20/V3

24/V3

27/V3

35/V3

110/V3

150/V3

220/V3

- 6 - 10

-    15 .- 20 .- 24 .- 27

-    35 .- 110 .- 150 .- 220

Номинальные значения

Uном, кВ.

-    для исполнения по классу

-    для исполнения по классу

-    для исполнения по классу

-    для исполнения по классу

-    для исполнения по классу

-    для исполнения по классу

-    для исполнения по классу

-    для исполнения по классу

-    для исполнения по классу

-    для исполнения по классу

напряжения ЦТН -напряжения ЦТН -напряжения ЦТН -напряжения ЦТН -напряжения ЦТН -напряжения ЦТН -напряжения ЦТН -напряжения ЦТН -напряжения ЦТН -напряжения ЦТН -

Наименование характеристики

Значение

Классы точности по напряжению согласно ГОСТ Р МЭК 60044-7-2010

0, 1 ; 0,2; 0,5; 1,0; 3,0; 3Р; 6Р

Номинальная частота, Гц

50 или 60

Диапазон номинальных вторичных напряжений переменного тока для аналогового выхода по напряжению, В 1)

от 0,1 до 100

Предельное значение выходной мощности для аналогового выхода по напряжению со встроенным усилителем, В А, не более

10

Количество измеряемых фаз 1)

от 1 до 3

Протокол синхронизации времени по входу

1PPS; PTP

Параметры электрического питания электронного блока, в зависимости от модификации:

- напряжение переменного тока частотой 50 Гц, В

от 176 до 264; от 88 до 132

- напряжение постоянного тока, В

от 176 до 264; от 88 до 132; от 48 до 72; от 38,4 до 57,6; от 28,8 до 43,2; от 19,2 до 28,8; от 21,6 до 32,4

- потребляемая мощность, Вт, не более

10

Габаритные размеры первичного преобразователя (для однофазного исполнения), (длинахширинахвысота), мм, не более:

-    для исполнения по классу напряжения ЦТН - ..6

-    для исполнения по классу напряжения ЦТН - .- 10

-    для исполнений по классу напряжения ЦТН - ...- 15, ЦТН - .- 20, ЦТН - .- 24, ЦТН - .- 27

-    для исполнения по классу напряжения ЦТН - .- 35

-    для исполнения по классу напряжения ЦТН - .- 110

-    для исполнений по классу напряжения ЦТН - .- 150, ЦТН - ...- 220

150х150х250

150х150х250

500x500x600 2) 500x500x700 2) 650x650x1500 2)

650x650x3000 2)

Масса первичного преобразователя (для однофазного исполнения), кг, не более:

-    для исполнения по классу напряжения ЦТН - .- 6

-    для исполнения по классу напряжения ЦТН - .- 10

-    для исполнений по классу напряжения ЦТН - ...- 15, ЦТН - .- 20, ЦТН - .- 24, ЦТН - .- 27

-для исполнения по классу напряжения ЦТН - .- 35

-    для исполнения по классу напряжения ЦТН - .- 110

-    для исполнений по классу напряжения ЦТН - .- 150, ЦТН - ...- 220

5

5

20

25

50

100

Г абаритные размеры электронного блока, выполненного в отдельном корпусе, (длинахширинахвысота), мм, не более

1000x500x1500

Масса электронного блока, выполненного в отдельном корпусе, кг, не более

50

Наименование характеристики

Значение

Климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69

У1, УХЛ1, У2, УХЛ2

Рабочие условия измерений (для климатического исполнения обозначенного «П»):

- температура окружающего воздуха, °С

от -10 до +40

Средняя наработка до отказа, ч, не менее

160000

Средний срок службы, лет, не менее

30 3)

Примечания

1)    - определяется вариантом исполнения;

2)    - размеры указаны с учетом экранных колец выравнивания потенциала;

3)    - срок указан для основных конструктивных элементов ЦТН и предполагает по согласованию между потребителем и изготовителем возможность замены программного обеспечения и (или) электронного блока.

Знак утверждения типа

наносится на табличку трансформаторов методом термопечати или трафаретной печати и (или) на титульные листы паспорта типографским способом.

Комплектность

Комплектность трансформаторов представлена в таблице 4.

Таблица 4 - Комплектность трансформаторов

Наименование

Обозначение

Количество

Трансформатор напряжения цифровой ЦТН

-

1 шт.

Руководство по эксплуатации

САПМ.671200.201 РЭ

1 экз.

Паспорт

САПМ.671200.201 ПС

1 экз.

Методика поверки

САПМ.671200.201 МП

1 экз.

Упаковка

-

1 шт.

Поверка

осуществляется по документу САПМ.671200.201 МП «Трансформаторы напряжения цифровые ЦТН. Методика поверки», утвержденному ООО «ИЦРМ» 26.12.2018 г.

Основные средства поверки:

-    преобразователи напряжения измерительные высоковольтные емкостные масштабные ПВЕ-10, ПВЕ-35 и ПВЕ-220 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде № 32575-11);

-    установка поверочная векторная компарирующая УПВК-МЭ 61850 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде № 60987-15);

-    прибор электроизмерительный эталонный многофункциональный Энергомонитор

3.1 КМ (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде № 52854-13).

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.

Знак поверки наносится в свидетельство о поверке или в паспорт.

Сведения о методах измерений

отсутствуют.

Нормативные документы

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

САПМ.671200.201 ТУ Трансформаторы напряжения цифровые ЦТН. Технические условия

Развернуть полное описание