Назначение
Трансформаторы напряжения волоконно-оптические ВОТН-220 с цифровым выходом (далее - ВОТН) предназначены для измерения высокого значения напряжения переменного тока промышленной частоты 50 Гц с заземленной нейтралью и выработки сигнала измерительной информации согласно МИ 3476-2015 «Технические требования по реализации цифрового интерфейса для измерительных преобразователей с использованием МЭК 61850-9-2 LE» для передачи результатов измерений на электрические измерительные приборы и в системы коммерческого учета электрической энергии.
Описание
Принцип действия ВОТН основан на линейном электрооптическом эффекте в кристаллах кварца (эффект Поккельса). ВОТН измеряет изменение эллиптичности поляризации оптического излучения, прошедшего через чувствительный элемент под действием электрического поля, которое пропорционально напряжению, прикладываемому к высоковольтному выводу.
Прибор состоит из двух основных частей: высоковольтного первичного преобразователя (ВПП) и электронно-оптического блока цифровой обработки (БЦО).
ВПП выполнен в виде изолирующей колонны, состоящей из стеклопластиковой трубы, покрытой внешней силиконовой оболочкой с верхним и нижним металлическими фланцами. Колонна крепится на стальную подставку-основание, обработанную антикоррозионным покрытием. Сам корпус колонны не подвержен коррозии. Внутри корпуса размещена конструкция с оптическим чувствительным элементом. Весь внутренний свободный объем колонны заполнен диэлектрическим компаундом, соответствующим всем требованиям к высоковольтной изоляции данного типа оборудования. Измерительная колонна через аппаратный разъем на верхнем фланце подключается к высоковольтной секции шин. Одна колонна рассчитана на подключение к одной фазе линии электропередач.
Обработка оптического сигнала осуществляется в электронно-оптическом БЦО, который состоит из электронно-оптической схемы преобразования, цифровой системы приема и обработки измерительной информации, системы формирования цифровых данных согласно стандарту МЭК 61850-9-2 (аутентичный перевод на русский язык, зарегистрировано во ФГУП «Стандартинформ» от 29.05.2015 № 8065/IEC).
Передача сигнала от ВПП до БЦО осуществляется по оптоволоконному кабелю на расстояние от 20 до 1000 м, что позволяет разместить БЦО в помещение с требуемыми условиями эксплуатации.
Информация в цифровом виде передается вторичному оборудованию. В БЦО также происходит прием внешнего GPS/GLONASS сигнала синхронизации (1PPS либо 1588).
Внешний вид ВОТН приведен на рисунках 1, 2.
Рисунок 1 - Высоковольтный первичный „ _ „ „ г
_ J г Рисунок 2 - Электронно-оптический блок
преобразователь (В1Ш) с оптическим датчиком , „ r г
* * к ’ цифровой обработки (БЦО)
внутри.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) ВОТН является встроенным и представляет собой набор микропрограмм, предназначенных для обеспечения нормального функционирования аппарата, управления интерфейсом и т.д.
Влияние программного обеспечения учтено при нормировании метрологических и технических характеристик приборов.
Идентификационные данные ПО ВОТН представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Характеристики метрологически значимого ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО (Встроенное ПО формирования данных замеров) | dsp_fpga.jic |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 7.07 |
| Цифровой идентификатор ПО | 96C4AEA398C51A82E6A9EF5A16A41050 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | md5 |
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО (Встроенное ПО формирования данных замеров) | dsp.img.bin |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 2.01 |
| Цифровой идентификатор ПО | 8EAF23139DA13C2FCBF2EF289C198276 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | md5 |
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 - Метрологические и технические характеристики ВОТН
| Характеристика | Значение |
| 1 | 2 |
| Испытательное напряжение грозового импульса, кВ | 950 |
| Испытательное напряжение коммутационного импульса, кВ | 750 |
| Испытательное напряжение переменного тока (1 мин), кВ | 395 |
| Номинальное напряжение, кВ | 220/V3 |
| Класс точности по ГОСТ Р МЭК 60044-7-2010 (При коэффициенте искажения синусоидальной кривой не более 30 %) | 0,2; 3P |
| Частота дискретизации по выходу «МЭК 61850-9-2», выборок в секунду | 4000, 12800 |
| Количество одновременно передаваемых потоков по выходу «МЭК 61850-9-2» с различной частотой дискретизации | 2 |
| Тип входа синхронизации времени | 1PPS оптический (спад/фронт) 1PPS электрический (спад/фронт) PTP |
| Период удержания частоты при отсутствии внешней синхронизации, с, не менее | 20 |
| Номинальная частота измеряемого напряжения, Г ц | 50 |
| Количество измеряемых фаз | 1 |
| Диапазон пропускания частот при наличии гармоник в измеряемом сигнале, Гц | От 40 до 2500 |
| 1 | 2 |
| Рабочие условия применения, °С | ВПП | от - 60 до + 60 |
| БЦО | от - 5 до + 40 |
| Относительная влажность воздуха, % | от 10 до 93 |
| Атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.) | от 60 до 106,7 (от 460 до 800) |
| Группа механического исполнения по ГОСТ 17516.1-90 | М40 |
| Высота над уровнем моря, м, не более | 1000 |
| Окружающая атмосфера | Невзрывоопасная, несодержащая токопроводящую пыль и агрессивные газы, типа II по ГОСТ 15150-69 |
| Нагрузка от натяжения провода, Н | 1000 |
| Рабочее положение первичных датчиков напряжения | Вертикальное |
| Длина соединительного кабеля, м | 1000 |
| Напряжение питания измерительного блока, В | 220±44 Переменного или постоянного тока без резервирования |
| Номинальная частота питающей сети, Гц | 50 |
| Потребляемая мощность электронного блока, Вт, не более | 300 |
| Потребляемая мощность электронного блока ЦАП Н, Вт, не более | 200 |
| Габаритные размеры электронного блока (Ш*ВХГ), мм, не более | 480x270x500 |
| Габаритные размеры высоковольтной колонны ВОТН (ДхШхВ), мм, не более | 540x540x2850 |
| Масса электронного блока ВОТН, кг, не более | 14 |
| Масса высоковольтной колонны ВОТН, кг, не более | 345 |
| Средний срок службы, лет | 30 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 120000 |
Знак утверждения типа
наносят на табличку ВОТН методом механического нанесения или трафаретной печати и на титульные листы паспорта-формуляра типографским способом.
Комплектность
Комплект поставки приведён в таблице 3.
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Трансформаторы напряжения волоконнооптические ВОТН-220 с цифровым выходом (зав. №№ 1, 2, 3) | ВОТН | 3 шт. |
| БЦО | | 1 шт. |
| ВПП с комплектом кабелей | | 3 шт. |
| Методика поверки | МП 206.1-093-2019 | 1 шт. |
| Паспорт-формуляр | - | 3 шт. |
Поверка
осуществляется по документу МП 206.1-093-2019 «Трансформаторы напряжения волоконнооптические ВОТН-220 с цифровым выходом. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» 26 августа 2019 г.
Основные средства поверки:
- трансформатор напряжения эталонный измерительный 4820-HV spez, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 28982-05;
- прибор электроизмерительный многофункциональный «Энергомонитор-61850», регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 73445-18.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых ВОТН с требуемой точностью.
Знак поверки, в виде оттиска поверительного клейма, наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
отсутствуют.
Нормативные документы
ГОСТ Р МЭК 60044-7-2010 Трансформаторы измерительные. Часть 7. Электронные трансформаторы напряжения
ГОСТ 1983-2015 Трансформаторы напряжения. Общие технические условия ГОСТ IEC 61869-1-2015 Трансформаторы измерительные. Часть 1. Общие требования МИ 3476-2015 Технические требования по реализации цифрового интерфейса для измерительных преобразователей с использованием МЭК 61850-9-2 LE
76421-19: Методика поверки МП 206.1-093-2019Скачать4.8 Мб
22501-02
