Назначение
Вольтамперфазометры «ПАРМА ВАФ®-А(М)» (далее - ВАФ) предназначены для измерения напряжения постоянного тока и параметров сигналов синусоидальной формы:
- действующего значения напряжения и силы переменного тока;
- частоты переменного тока и напряжения;
- угла сдвига фаз между напряжением и током;
- угла сдвига фаз между напряжением и напряжением;
- угла сдвига фаз между током и током, если прибор укомплектован опорным ИПТ;
- косинуса угла (cos(o));
- активной, реактивной и полной мощности;
а также для определения последовательности чередования фаз в трехфазных системах с номинальным междуфазным напряжением в диапазоне от 100 до 380 В, как со средней точкой, так и без нее.
Описание
Принцип действия ВАФ основан на преобразовании сигналов измеряемых величин в частоту, пропорциональную измеряемым величинам, для последующей передачи в микроконтроллер.
ВАФ может применяться при комплексных испытаниях защит генераторов, трансформаторов, линий, в цепях трансформаторов тока и напряжения, наладке фазочувствительных схем релейной защиты.
ВАФ содержит два гальванически развязанных канала: опорный и измерительный.
Опорный канал содержит три компаратора: два - для формирования собственно опорных сигналов и один - для работы с сигналом напряжения на клемме «В» в режиме определения порядка чередования фаз или дискретного входа. Компараторы преобразуют входной синусоидальный сигнал в меандр и через оптроны передают для дальнейшей обработки в микроконтроллер.
Питание компараторов и подключаемых измерительных преобразователей тока (ИПТ) обеспечивается изолированным преобразователем напряжения.
Измерение угла сдвига фаз производится относительно опорного канала. В качестве опорного канала может выступать сигнал тока (1опорн) или сигнал напряжения (иопорн).
Измерительный канал содержит два устройства формирования сигналов для определения сдвига фаз, два преобразователя напряжение-частота, служащих для непосредственного измерения значений силы тока и напряжения, преобразователя интерфейса и одного изолирующего преобразователя напряжения для питания схемы измерительного канала и подключаемых ИПТ.
Кроме того, в состав опорного и измерительного канала входит преобразователь интерфейса, который служит для опроса и идентификации микроконтроллером подключенных к ВАФ ИПТ. Гальваническая развязка интерфейса осуществляется через оптроны.
Все сформированные сигналы поступают на микроконтроллер, где производится их обработка и выбор режима работы в зависимости от поданных входных сигналов. Результаты измерений выводятся на графический индикатор.
К микроконтроллеру подключена Flash-память для сохранения измеренных данных и часы реального времени с источником питания. В качестве источника питания часов реального времени устанавливается ионистор.
Разъем для подключения USB в сочетании с помехоподавляющими цепями служит для подключения прибора к ПК, а также для питания и подзаряда встроенных аккумуляторов.
Управление зарядом осуществляет микроконтроллер.
Клавиша «О» служит для включения питания прибора, а кроме того, совместно с кнопкой «F», применяется для настройки и управления прибором и навигации по меню.
ВАФ является переносным автоматизированным электронным измерительным прибором, состоящим из измерительного блока и комплектов ИПТ 10, ИПТ 300 и ИПТ 3000 (опорного и измерительного). К измерительному блоку могут подключаться ИПТ разных типов.
Измерительный блок выполнен в изолированном корпусе из ударопрочной пластмассы. Для сохранности и удобства при работе, ВАФ помещен в рабочую сумку, служащую также для хранения клещей и аксессуаров.
Общий вид ВАФ представлен на рисунке 1.
1
Рисунок 1 - Внешний вид и схема пломбирования от несанкционированного доступа
(1 - Место для нанесения оттиска клейм)
Программное обеспечение
Характеристики программного обеспечения (далее по тексту - ПО) приведены в таблице 1.
Системное ПО ВАФ (встроенное) реализовано аппаратно и является метрологически значимым.
Встроенное программное обеспечение ВАФ может быть проверено, установлено или переустановлено только на заводе-изготовителе с использованием специальных программнотехнических устройств.
Таблица 1 - Характеристики программного обеспечения
| Наименовани е ПО | Идентифика-ционное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| MPoverkaVA FM Setup | Программа поверки Вольтамперфазометра «ПАРМА ВАФ®-А(М)» | 1_4_2 | | MD5 |
| VAF_Work | внутреннее ПО | 3.004 | | MD5 |
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «С» в соответствии с МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Нормируемые метрологические характеристики функции приведены в таблице 2. Таблица 2
| Измеряемый параметр | Ед. изм. | Диапазон измерения | Пределы допускаемой погрешности измерения | Примечание |
| Напряжение постоянного тока | В | от 0,3 до 460,0 | Д=±(0,005-Х+0,4) | |
| Действующее значение напряжения переменного тока | В | от 2 до 460,0 | Д=±(0,005^Х+0,4) | |
| Частота измеряемого напряжения | Гц | от 45 до 55 | Д=±0,04 | |
| Частота измеряемой силы тока | Гц | от 45 до 55 | Д=±0,04 | |
| Действующее значение силы переменного тока |
| при использовании ИПТ 10 | А | от 0,1 до 10 | Д=±(0,008^Х+0,01) | |
| при использовании ИПТ 300 | А | от 10 до 300 | Д=±(0,02-Х+1) | |
| при использовании ИПТ 3000 | А | от 5 до 300 | Д=±3.0 | |
| от 300 до 1000 | 6=±1,5 % | |
| Углы сдвига фаз |
| между напряжением и напряжением | градус | ± 180 | Д=±3,6 1) | |
| между током и током | градус | ± 180 | Д=±3,6 2) | |
| д=+10,0’3) | |
| между током и напряжением (ф1и) | градус | ± 180 | Д=±3,6 2) | |
| Д=+8,03) | |
| между напряжением и током (фи1) и (ф) | градус | ± 180 | Д=±3,6 2) | |
| Д=+8,03) | |
| Активная мощность |
| при использовании ИПТ 10 | кВт | от 0,002 до 4,6 | Д=±(0,025^Х+0,01) | при cos ф (0,5<ф <1) |
| при использовании ИПТ 300 | кВт | от 0,15 до 138,0 | Д=±(0,035 -Х+0,5) |
| при использовании ИПТ 3000 | кВт | от 0,075 до 138,0 | д=±(0,025^+0,5) |
| от 4,5 до 460,0 | Д=±(0,03^Х+3) |
| Реактивная мощность |
| при использовании ИПТ 10 | квар | от 0,002 до 4,6 | Д=±(0,025^Х+0,01) | при sin ф (0,5<ф <1) |
| при использовании ИПТ 300 | квар | от 0,15 до 138,0 | Д=±(0,035 -Х+0,5) |
| при использовании ИПТ 3000 | квар | от 0,075 до 138,0 | Д=±(0,025 -Х+0,5) |
| от 4,5 до 460,0 | Д=±(0,03^Х+3) |
| Полная мощность |
| при использовании ИПТ 10 | кВ •А | от 0,002 до 4,6 | Д=±(0,01-Х+0,01) | |
| при использовании ИПТ 300 | кВ •А | от 0,15 до 138,0 | Д=±(0,02^Х+0,3) | |
| при использовании ИПТ 3000 | кВ •А | от 0,075 до 138,0 | Д=±(0,025^Х+0,35) | |
| от 4,5 до 460,0 | Д=±(0,025-Х+1,5) |
| где - Х - измеренное значение напряжения, силы тока, активной, реактивной и полной мощности 1) При действующем значении напряжения переменного тока не менее 30 В 2) При действующем значении силы переменного тока не менее 100 мА для ИПТ 10, не менее 5 А (предел 300 А) и не менее 50А (предел 3000 А) для ИПТ 3000 и действующем значении напряжения переменного тока не менее 30 В 3) При действующем значении силы переменного тока не менее 10 А для ИПТ 300 и действующем значении напряжения переменного тока не менее 30 В |
Форма кривых напряжения и тока должна быть синусоидальной, коэффициенты искажения синусоидальности кривых напряжения и тока должны быть не более 2 %
ВАФ производит определение порядка чередования фаз в трехфазной системе с номинальным междуфазным напряжением в диапазоне от 100 до 380 В, как со средней точкой, так и без нее.
Предельное значение напряжения, которое может быть показано на дисплее - не менее 600 В.
ВАФ, при необходимости использования, осуществляет измерение силы переменного тока до 3000 А с относительной погрешностью 2 %.
Входное сопротивление каналов напряжения не менее 1 МОм.
ВАФ выдерживает перегрузку в течение 1 минуты по напряжению 2»Uk, где Uk -конечное значение диапазона измеряемого напряжения.
ВАФ в комплекте с ИПТ 10 выдерживает перегрузку в течение 1 минуты по току 1,5»1к, где Ik - конечное значение диапазона измеряемой силы тока.
ВАФ в комплекте с ИПТ 300 и ИПТ 3000 выдерживает перегрузку по току в течение 1 с 1,5»Хк, где Ik - конечное значение диапазона измеряемой силы тока.
Окно магнитопровода ИПТ (клещей):
- ИПТ 10 - 15х17 мм;
- ИПТ 300 - 0 - 30 мм;
- ИПТ 3000 - обод длинной - 450 мм, (0 -145 мм при образовании окружности).
Время установления рабочего режима - не более 6 с.
Напряжение питания:
Электропитание ВАФ осуществляется от сети переменного тока через адаптер, входящий в комплект поставки ВАФ, от USB-порта персонального компьютера, или от встраиваемых источников питания постоянного тока напряжением 4,8 - 6 В (4 гальванических элемента по ГОСТ Р МЭК 86-1 типа R14P по 1,5 В каждый или аккумуляторов GP NiMH C HR14 220CH 1,2 V типоразмера С)
Потребляемая мощность от встраиваемых источников постоянного тока - не более 2,5 Вт, потребляемый ток от USB-порта - не более 0,5 А.
Габаритные размеры ВАФ:
- измерительного блока не более 143х70х190 мм,
- измерительного блока и измерительных клещей, упакованных в сумку не более 332х110х236 мм.
Масса ВАФ максимальная:
- измерительного блока не более 1,0 кг,
- измерительного блока и измерительных клещей, упакованных в сумку не более 5,0 кг
Средний срок службы - не менее 10 лет.
Средняя наработка на отказ - не менее 10000 час.
Среднее время восстановления работоспособного состояния после установления неисправности - 2 час.
Нормальные условия применения ВАФ:
- номинальная температура окружающего воздуха плюс 20 °С;
- допускаемое отклонение температуры окружающего воздуха ±5 °С;
- относительная влажность воздуха от 30 до 80 %;
- атмосферное давление от 84 до 106 кПа.
Рабочие условия применения ВАФ:
- температура окружающего воздуха от минус 20 до плюс 55 °С;
- относительная влажность воздуха 90 % при 30 °С;
- атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа.
Знак утверждения типа
наносится на ВАФ методом лазерной гравировки или металлографики и на титульном листе формуляра и руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки ВАФ входят:
- измерительный блок - 1 шт.;
- ИПТ 10 (измерительный и опорный ) - 1 комплект;
- ИПТ 300 (измерительный и опорный*) - 1 комплект;
- ИПТ 3000 (измерительный и опорный*) - 1 комплект;
- USB кабель - 1 шт.;
- руководство по эксплуатации РА1.007.003РЭ - 1 экз.;
- формуляр РА1.007.003ФО - 1 экз.;
- методика поверки РА1.007.003МП - электронная версия на встроенном накопителе
измерительного блока;
- набор аксессуаров** - 1 комплект;
- аккумуляторы GP NiMH C HR14 220CH 1,2V - 4 шт.;
- адаптер питания;
- элементы питания - 4 шт.;
- сумка*** - 1 шт..
Примечание: * - Количество ИПТ и их состав определяется заказчиком
* * - состав набора аксессуаров определяется заказчиком
* ** - количество и состав определяется заказчиком
Поверка
осуществляется по документу РА1.007.003 МП «Вольтамперфазометры «ПАРМА ВАФ®-
А(М)» Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» 25 декабря 2008 г.
Основные средства поверки приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Основные средства поверки
| Наименование и тип средства поверки | Требуемые характеристики |
| Калибратор напряжения и тока многофункциональный «ПАРМА ГС8.033» | Воспроизведение напряжения переменного тока в диапазоне от 10 до 308 (533) В, пределы опускаемой относительной погрешности ±0,016+0,0015(ик/ии-1), воспроизведение силы переменного тока от 0 до 7 А , пределы опускаемой относительной погрешности ±0,1+0,002(1к/1и-1), диапазон частот от 45 Гц до 55 Гц, пределы допускаемой абсолютной погрешности ±0,0001 Гц, Пределы измерения фазовых сдвигов от 0 до 360 градусов, пределы допускаемой абсолютной основной погрешности измерения фазовых сдвигов ±0,01° |
| Прибор для поверки вольтметров программируемый В1-13 | Воспроизведение напряжения переменного тока 1000 В, пределы допускаемой относительной погрешности ±0,005 % |
Сведения о методах измерений
Содержатся в документе «РА1.007.003РЭ Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
1. ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия;
2. ТУ 4222-019-31920409-2008 Вольтамперфазометр «ПАРМА ВАФ®-А(М)».
Технические условия.
Рекомендации к применению
- при осуществлении производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта;
- при выполнении работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов , а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.
6447-78
