Назначение
Установки электроэнергетические эталонные "ВЭТ-МЭ 1.0" (далее - ВЭТ) предназначены для измерения активной, реактивной, полной электрической мощности и энергии, частоты переменного тока, напряжения и силы тока, углов сдвига фаз, коэффициентов мощности, и следующих показателей качества электрической энергии и параметров энергопотребления:
- напряжение основной гармонической составляющей (далее - гармоники) (U1);
- частота основной гармоники (f1);
- напряжение гармоники порядка h (UH,h), при значениях h до 50;
- напряжение интергармоники (Uc,);
- сила тока основной гармоники тока (I1);
- сила тока гармоники порядка h (IH,h), при значениях h до 50;
- сила тока интергармоники (Ic,m);
- угла сдвига фаз между гармониками порядка h напряжения и тока одной фазы;
- коэффициент гармоники напряжения порядка h (Кц^));
- коэффициента гармоники тока порядка h (KI(h));
- активная электрической мощности основной гармоники (P1);
- реактивная электрической мощности основной гармоники (Q1);
- суммарный коэффициент гармоник напряжения (Кц);
- суммарный коэффициент гармоник тока (К1).
ПРИМЕЧАНИЕ - Здесь и далее под терминами "напряжение" и "сила тока" понимаются соответственно: среднеквадратическое значение напряжения переменного тока и среднеквадратическое значение силы переменного тока.
Описание
Принцип действия ВЭТ основан на аналого-цифровом преобразовании мгновенных значений входных сигналов напряжения и тока в цифровые коды, из которых формируются массивы оцифрованных выборок, с последующим вычислением значений измеряемых величин из полученного массива данных в соответствии с программой.
Метод измерения активной электрической мощности состоит в интегрировании произведения синхронных отсчетов мгновенных значений напряжения и тока по периоду частоты их основной гармоники. Измерение реактивной электрической мощности реализуется по тому же алгоритму при сдвиге отсчетов мгновенных значений напряжения от мгновенных значений тока на 1/4 периода частоты их основной гармоники.
ВЭТ состоит из комплекса технических средств, включающего:
- источник фиктивной мощности на основе: программируемого генератора-синтезатора сигналов переменного напряжения и тока "Энергоформа-3.1", усилителя тока, усилителя напряжения и понижающего трансформатора напряжения;
- первичные измерительные масштабные преобразователи напряжения и тока (делитель напряжения и комплект шунтов);
- два синхронизированных аналого-цифровых преобразователя (АЦП) мгновенных значений сигналов напряжения и тока на основе мультиметра 3458A (Госреестр № 25900-03);
- прецизионный источник опорной частоты для синхронизации АЦП ВЭТ и АЦП поверяемых СИ на основе генератора сигналов произвольной формы 33521В (Г осреестр № 53565-13);
- системы управления, обработки и представления информации на основе персонального компьютера (ПК), реализующая с использованием специализированного программного обеспечения (ПО) "EnergoEtalon™" функции вычисления значений измеряемых величин, приема и обработки результатов измерений поверяемых (калибруемых) СИ, а также вычисления погрешностей этих СИ.
В составе ВЭТ могут использоваться устройства (например, радиочасы) для приёма сигналов спутниковой навигационной системы (шкала UTC), формирования временного кода (информации о текущих значениях времени) и передачи этих данных оборудованию и приборам, входящим в состав ВЭТ.
Для реализации поверки СИ электрической энергии с импульсным выходным устройством методом сравнения частот применяется входящий в состав ВЭТ преобразователь "ПТНЧ" (Госреестр № 34892-07).
Конструктивно ВЭТ выполнена в виде приборной стойки, в которой размещены указанные выше компоненты установки. ПК, входящий в состав системы управления, обработки и представления информации, размещен на рабочем столе оператора.
Электрическое питание ВЭТ производится от однофазной сети переменного тока частотой (50 ±2,5) Гц, напряжением (220 ±22) Вис коэффициентом искажения синусоидальности кривой напряжения не более 5 %.
Условное обозначение ВЭТ при их заказе и в документации другой продукции, в которой они могут быть применены:
ВЭТ-МЭ 1.0 - Х - UTC - П 1 2 3
где:
1 - обозначение модификации по верхнему пределу диапазона измерения силы тока (Imax):
• "5" - с Imax 5,5 А [номинальные значения поддиапазонов измерения силы тока (1Н) выбираются Заказчиком из ряда: 0,1; 0,5; 1; 2,5 и 5 А];
• "10" - с Imax 11 А [номинальные значения поддиапазонов измерения силы тока (1н) выбираются Заказчиком из ряда: 0,1; 0,5; 1; 2,5; 5 и 10 А];
• "40" - с Imax 44 А [номинальные значения поддиапазонов измерения силы тока (1Н) выбираются Заказчиком из ряда: 0,1; 0,5; 1; 2,5; 5; 10 и 40 А];
2 - обозначение модификации по наличию устройства для приёма сигналов спутниковой навигационной системы в комплекте поставки:
• “UTC” (с приёмником сигналов UTC);
• “0” (без приёма сигналов UTC),
3 - обозначение модификации по наличию прибора «ПТНЧ» в комплекте поставки:
• «П» (с прибором);
• «0» (без прибора).
ВЭТ могут использоваться для выполнения калибровки и поверки СИ указанных выше электроэнергетических величин.
ВЭТ применяются для комплектации испытательных лабораторий ЦСМ Росстандарта и ведомственных метрологических служб и могут быть аттестованы в качестве вторичных эталонов единиц электрической мощности в соответствии с государственной поверочной схемой для средств измерений электрической мощности и энергии ГОСТ 8.551-2013.
ВЭТ могут использоваться для хранения единиц активной (Вт) и реактивной (вар) электрической мощности и передачи этих единиц от Государственного первичного эталона единицы электрической мощности ГЭТ 153-2012 рабочим эталонам и средствам измерений (СИ) электрической мощности и электрической энергии.
Фотография ВЭТ с указанием мест пломбирования приведена на рисунке 1. Клеймо поверителя после поверки наносится на стационарную установку в виде наклейки на боковую стенку установки.
В качестве ПО в ВЭТ применяется ПО "EnergoEtalon™".
Программный код, выполняющий метрологически значимые операции и вычисления, а так же контролирующий значения поправочных множителей и поправок, которые учитываются при вычислении результатов измерений и определяются при регулировке или поверке, выделены в отдельную обособленную библиотеку "MeasureProcessor.Lib". Функции данной библиотеки остаются неизменными при любых изменениях программы, не связанных с вычислениями и расчетами.
Для проверки подлинности и неизменности данной библиотеки в программе предусмотрена функция расчета контрольной суммы по полиномиальному алгоритму CRC32. При обнаружении ошибки контрольной суммы на дисплей выводятся соответствующие сообщения. Эта контрольная сумма должна совпадать с контрольной суммой, полученной другими программами для расчета контрольных сумм. Идентификационные данные ПО и значения контрольной суммы, приведены в таблице 1.
ПО, а также массивы поправочных множителей и поправок защищены от изменений или удаления паролем. Приборы имеют защиту от подбора пароля.
Таблица 1
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | "EnergoEtalon™" |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.х.х 1) |
| Номер версии (идентификационный номер) метрологически значимой части ПО ("MeasureProcessor.Lib") | 1.0.0 1) |
| Цифровой идентификатор метрологически значимой части ПО ("MeasureProcessor.Lib") | 0xB9D73E72 (CRC32) |
| 1) -специальными символами х.х заменены элементы в обозначении версии, отвечающие за метрологически незначимую часть. |
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений
- «средний» в соответствии с рекомендациями по метрологии Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
ВЭТ обеспечивают передачу единиц электрической мощности от Государственного первичного эталона единицы электрической мощности ГЭТ 153-2012 рабочим эталонам и СИ электрической мощности и электрической энергии и измерение ряда электроэнергетических величин (в том числе информативных параметров активной и реактивной мощности) в диапазонах:
- напряжения - от 0,01 до 530 В и при номинальных значениях поддиапазонов (ЦН): 0,07; 0,7; 7, 60, 120, 240 и 480 В;
- силы тока - от 0,11Н до 1,11Н (для всех поддиапазонов измерения, имеющихся у данной модификации ВЭТ);
- частоты основной гармоники (f1) - от 16 до 450 Гц;
- угла сдвига фаз между основными гармониками напряжения и тока - от 0 до ±180 градусов;
- напряжения и тока гармоник порядка h для h от 2 до 50.
Пределы допускаемых погрешностей ВЭТ в зависимости от сочетания поддиапазонов измерений информативных параметров приведены в таблице 2.
| Измеряемые величины | Диапазоны или поддиапазоны измерений или информативных параметров | Пределы допускаемой погрешности: Y - приведенной, %; 5 - относительной, %; А - абсолютной | Примечание |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Напряжение (U) и напряжение основной гармоники (U1), В | U от 0,Шн до 1.2Щ | 5 = ±0,004 | 40 Гц < f1 < 70 Гц; |
| | 16 Гц < f1 < 450 Гц |
| 5 = ±0.005 | Щ < 240 В |
| 5 = ±0.007 | Щ = 480 В |
| Сила тока (I) и сила тока основной гармоники (11), А | I от 0,11н до 1,11н | | 40 Гц < f1 < 70 Гц |
| 5 = ±0.004 | 1н < 10 А |
| 5 = ±0.006 | А 0 II н нн |
| | 16 Гц < f1 < 450 Гц |
| 5 = ±0.005 | 1н < 10 А |
| 5 = ±0.008 | А 0 II н нн |
| Частота основной гармоники напряжения (f1), Гц | от 16 до 450 | 5 = ±0.0001 | 0,01 В < U1 < 530 В |
| Угол сдвига фаз между основными гармониками тока и напряжения, градус | от 0 до ±180 | А = ±kp'f1, где kF = 0.00003 градд'с F Гц | 0,01 В < U1 < 530 В; 0,01 А < 11 < 40 А |
| Активная1-* электрическая мощность, Вт. Реактивная электрическая мощность синусоидальных сигналов U и I, вар. Активная и реактивная электрическая мощность основной гармоники, Вт (вар) | U от 0,Шн до 1.2Щ; I от 0,11н до 1,11н; Щ < 240 В; 1н < 10 А | | 40 Гц < f1 < 70 Гц; |
| 5 = ±0,004 | 0.99 < K2) < 1 |
| у3) = ±0,006 | 0,02 < K2) < 0,99 |
| Y3) = ±0,003 | K2) < 0.02 |
| от 0.1Uн до 1,2Щ от 0,1 1н до 1,11н; Uн = 480 В; 1н = 40 А | | 40 Гц < f1 < 70 Гц; |
| 5 = ±0,005 | 0.99 < K2) < 1 |
| Y3) = ±0,007 | 0,02 < K2) < 0,99 |
| Y3) = ±0,004 | К < 0.02 |
| от 0.Шн до 1,2Uн; от 0,1 1н до 1,11н; Uн < 480 В; 1н < 40 А | | 16 Гц < f1 < 450 Гц; |
| 5 = ±0,007 | 0,99 < K2) < 1 |
| Y3) = ±0,012 | 0,02 < К < 0,99 |
| Y3) = ±0,009 | К < 0,02 |
| Полная электрическая мощность, В • А | U от 0,Шн до 1.2Щ; I от 0,11н до 1,11н; Uн < 240 В; 1н < 10 А | 5 = ±0,008 | 40 Гц < f1 < 70 Гц |
| U от 0,1Uн до 1.2Uн; I от 0,11н до 1,11н; Uн = 480 В; 1н = 40 А | 5 = ±0.01 | 40 Гц < f1 < 70 Гц |
| U от 0,Шн до 1.2Щ; I от 0,11н до 1,11н; Uн < 480 В; 1н < 40 А | 5 = ±0.015 | 16 Гц < f1 < 450 Гц |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Напряжение гармоники порядка h (Uh), В | от 0 до 0,5U; Uh < Uh - U1 | | Uh < 0,01U; |
| Y = ±0,005 | 2 < h < 204) |
| Y = ±0,01 | 20 < h < 505); |
| | Uh > 0,01U; |
| 5 = ±0,5 | 2 < h < 204) |
| 5 = ±1 | 20 < h < 505) |
| Сила тока гармоники порядка h (Ih), А | от 0 до 0,7I1; Ih < Ih - I1 | | Ih < 0,01-Ii) |
| Y = ±0,005 | 2 < h < 204) |
| Y = ±0,01 | 20 < h < 505) |
| | Ih > 0,01-Ib |
| 5 = ±0,5 | 2 < h < 204) |
| 5 = ±1 | 20 < h < 505) |
| Средневыпрямленное значение напряжения, В | U от 0,1Uh до 1.2Ur Uh = 0,07 В | 5 = ±0,05 | 16 Гц < f1 < 450 Гц |
| U от 0,1Uh до 1.2Uh Uh > 0,7 В | 5 = ±0,02 |
| Средневыпрямленное значение силы тока, А | I от 0,1Ih до 1,1Ih | 5 = ±0,02 | 16 Гц < f1 < 450 Гц |
| Угол сдвига фаз между током и напряжением гармоник порядка h, градус | от 0 до ±180 | А = ±kF-h-f1, где kF = 0.00003 F Гц | 2 < h < 50 5); |
| Коэффициент гармоники напряжения порядка h (KU(h)), % | от 0 до 50 | | KU(h) < 1,0 |
| А = ±0,0005 | 2 < h < 20 4) |
| А = ±0,001 | 20 < h < 50 5) |
| | KU(h) > 1,0 |
| 5 = ±0,05 | 2 < h < 20 4) |
| 5 = ±0,1 | 20 < h < 50 5) |
| Коэффициент гармоники тока порядка h (Кщ), % | от 0 до 70 | | KI(h) < 1; |
| А = ±0,0005 | 2 < h < 20 4) |
| А = ±0,001 | 20 < h < 50 5) |
| | KI(h) > 1; |
| 5 = ±0,05 | 2 < h < 20 4) |
| 5 = ± , | 20 < h < 50 5) |
| Суммарный коэффициент гармоник напряжения (КU) и тока (К1), % | от 0 до 50 | А = ±0,002 | Кu < 1; К! < 1 |
| 5 = ±0,2 | Кu > 1; К! > 1 |
| Среднеквадратическое значение интергармоники напряжения частоты mf1 для m от 0,5 до 50,5 с дискретностью 1,0 (Um), В | от 0 до 0,15U1 | | Um < 0,01U1 |
| Y = ±0,005 | 0,5 < m < 19,5 4) |
| Y = ±0,01 | 20,5 < m < 50,5 5) |
| | Um > 0,01U1 |
| 5 = ±0,5 | 0,5 < m < 19,5 4) |
| 5 = ±1 | 20,5 < m < 50,5 5) |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Среднеквадратическое значение силы тока интергармоники частоты mf1 для m от 0,5 до 50,5 с дискретностью 1,0 (Im), A | от 0 до 0,15I1 | | Im < 0,01I1 |
| Y = ±0,005 | 0,5 < m < 19,5 4) |
| Y = ±0,01 | 20,5 < m < 50,5 5) |
| | Im > 0,01I1 |
| 5 = ±0,5 | 0,5 < m < 19,5 4) |
| 5 = ±1 | 20,5 < m < 50,5 5) |
| Угол сдвига фаз между основной гармоникой напряжения и опорным сигналом 1 Гц (PPS), градус | от 0 до ±180 | А = ±kFf где кг = 0.0001градус F Гц | 0,01 В < U < 80 В |
| А = ±kFf1 где kF = 0.00015 граддС F Гц | U > 80 В |
Примечания
1) метрологические характеристики при измерении активной и реактивной
электрической мощности сохраняются при выполнении перечисленных ниже условий:
- значения коэффициентов гармоник тока и напряжения одного порядка в диапазоне частот от 16 до 450 Гц не превышают соответственно 40 % и 10 %;
- значения коэффициентов интергармоник тока и напряжения одной частоты в диапазоне частот от 16 до 450 Гц не превышают соответственно 40 % и 10 %;
- значения коэффициентов гармоник тока и напряжения одного порядка в диапазоне частот свыше 450 до 2500 Гц не превышают соответственно 20 % и 5 %;
- значения коэффициентов интергармоник тока и напряжения одной частоты в диапазоне свыше 450 до 2525 Гц не превышают соответственно 20 % и 5 %;
- суммарный коэффициент гармоник и суммарный коэффициент интергармоник не должны превышать 70 % для тока и 50 % для напряжения.
2) К = cos ф при измерении активной мощности и К = sin ф при измерении реактивной мощности;
3) у3) - приведенная погрешность измерения (нормирующее значение - полная электрическая мощность входного сигнала);
4) частоты гармоник (h^f1) или интергармоник (m^f1) не должны превышать 1020 Гц;
5) частоты гармоник (h^f1) или интергармоник (m^f1) не должны превышать 2550 Гц.
Общие технические характеристики приведены в таблице 3. Таблица 3.
| Характеристика | Значение |
| Потребляемая мощность от сети питания, В А, не более | 1200 |
| Г абаритные размеры стойки (длина, ширина, высота), мм, не более | 700x600x2000 |
| Среднее время наработки на отказ, ч | 10000 |
| Средний срок службы, лет | 10 |
| Масса, кг, не более | 180 |
| Время установления рабочего режима, мин., не более | 60 |
| Максимальная продолжительность непрерывной работы, ч. | 10 |
Условия применения приведены в таблице 4.
Таблица 4.
| Характеристика | Значение |
| Температура окружающего воздуха, °С | 23 ± 5 |
| Относительная влажность воздуха, % | до 80 при 25 °С |
| Атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.) | 84 - 106,7 (630 -800) |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульных листах эксплуатационной документации типографским способом и на табличке, закрепленной на приборной стойке.
Комплектность
Таблица 5 - Комплект поставки ВЭТ
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Мультиметр 3458A | | 2 шт. |
| Генератор сигналов 33521В | | 1 шт. |
| Преобразователь "ПТНЧ" | МС2.725.001 | 1 шт. 1) |
| Шунт токовый эталонный безреактивный ШЭ-0,1 | МС5.638.001 | 1 шт. 1) |
| Шунт токовый эталонный безреактивный ШЭ-0,5 | МС5.638.001 | 1 шт. 1) |
| Шунт токовый эталонный безреактивный ШЭ-1,0 | МС5.638.001 | 1 шт. 1) |
| Шунт токовый эталонный безреактивный ШЭ-2,5 | МС5.638.001 | 1 шт. 1) |
| Шунт токовый эталонный безреактивный ШЭ-5,0 | МС5.638.001 | 1 шт. 1) |
| Шунт токовый эталонный безреактивный ШЭ-10,0 | МС5.638.001 | 1 шт. 1) |
| Шунт токовый эталонный безреактивный ШЭ-50,0 | МС5.638.001 | 1 шт. 1) |
| Приемник сигналов UTC | | 1 шт. 1) |
| Стойка приборная (600*2000*600) 3) | Rittal, TS 8 | 1 комплект |
| Блок коммутации "БК-1.0" | МС3.609.003 | 1 шт. |
| Блок генератора-синтезатора "Энергоформа-3.1" | МС2.211.002 | 1 шт. |
| Усилитель переменного тока "УТ-3.1" | МС2.032.101 | 1 шт. |
| Усилитель напряжения переменного тока "УН-3.1" | МС2.032.102 | 1 шт. |
| Делитель напряжения резистивный однофазный | МС2.727.503 | 1 шт. |
| Трансформатор понижающий однофазный «ТП-1.0» | МС2.727.502 | 1 шт. |
| Преобразователь интерфейсов "Agilent 82357B USB/GPIB Interface" | | 2 шт. |
| Блок соединительный (разветвитель сигналов PPS) | | 1 шт. |
| Преобразователь интерфейса "USB-4RS232" | МС2.008.002 | 1 шт. |
| Кабели для связи по интерфейсам | | 1 комплект |
| Кабели питания трехпроводные (с защитным заземлением) | IEC-320-C13 | 1 комплект |
| Кабели измерительные | | 1 комплект |
| Кабели коаксиальные "BNC-BNC" | | 1 комплект |
| DK блок розеток (7 розеток с выключателем) | | 2 шт. |
| Компьютер типа IBM PC | | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации4) | МС2.702.501 РЭ | 1 экз. |
| Формуляр | МС2.702.501 ФО | 1 экз. |
| Методика поверки | МП 2203-0284-2014 | 1 экз. |
| Упаковка | | 1 комплект |
| ПО "EnergoEtalon™" и Руководство пользователя ПО на CD | | 1 шт. |
| Измеритель параметров микроклимата "Метеоскоп-М" | | 1 шт. 2) |
| Принтер | | 1 шт. 2 |
| Источник бесперебойного питания (2000 В •А) | | 1 шт. 2) |
| Примечания: 1) - наличие устройств определяется модификацией ВЭТ в соответствии с заказом; 2) - дополнительные принадлежности; 3) - поставляется в разобранном виде; 4) - ремонтная (поверочная) документация поставляется по требованию организаций, производящих ремонт (поверку) ВЭТ. |
Поверка
осуществляется по документу МП 2203-0284-2014 «Установки электроэнергетические эталонные "ВЭТ-МЭ 1,0". Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева» в декабре 2014 г.
Основные средства поверки: Государственный первичный эталон единицы электрической мощности в диапазоне частот от 1 до 2500 Гц ГЭТ 153-2012; частотомер электронно-счетный типа Ч3-63 (Госреестр № 9084-83).
Сведения о методах измерений
изложены в Руководстве по эксплуатации МС2.702.501 РЭ.
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к Установкам электроэнергетическим эталонным "ВЭТ-МЭ 1.0”
ГОСТ 22261-94. Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.
МИ 1940-88 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений силы переменного электрического тока от 110-8 до 25 А в диапазоне частот от 20 до 1106 Гц.
ГОСТ Р 8.648-2008 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений переменного
2 9
напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 110 до 210 Гц.
ГОСТ 8.551-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений электрической мощности и электрической энергии в диапазоне частот от 1 до 2500 Гц.
ТУ 4381-057-49976497-2014. Установки электроэнергетические эталонные "ВЭТ-МЭ 1.0". Технические условия.
Рекомендации к применению
- оказание услуг по обеспечению единства измерений.
60114-15: Описание типа СИСкачать225.9 Кб