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
75299-19: Методика поверки САПМ.671200.201 МПСкачать5.2 Мб
9768-84
