Поверка устройств измерительных параметров релейной защиты РЕТОМ-21.3

Устройства измерительные параметров релейной защиты РЕТОМ-21.3 (далее -устройства) предназначены:

• для воспроизведения в заданных диапазонах однофазного переменного тока или напряжения сетевой частоты; однофазного переменного тока или напряжения автономной регулируемой частоты, в том числе с возможностью регулирования фазы относительно опорного сигнала; постоянного напряжения или тока;
• для измерения с помощью встроенного цифрового мультиметра воспроизводимых устройством токов и напряжений, угла фазового сдвига и частоты, а также внешних сигналов напряжения, тока (вход PA), угла фазового сдвига и частоты;
• для измерения временных характеристик различных реле и коммутационных аппаратов с помощью встроенного цифрового секундомера.

Поверка устройств измерительных параметров релейной защиты РЕТОМ-21.3

Функционально устройства состоят из:

• трех независимых источников напряжения:
  • источника 1 напряжения постоянного тока;
  • источника 2 напряжения переменного тока на основе электронного генератора;
  • источника 3 напряжения переменного тока на основе импульсного регулятора;
• встроенного цифрового измерителя (мультиметра) для измерения напряжений и токов, частоты и угла фазового сдвига, как воспроизводимых устройством, так и от внешних источников;
• встроенного цифрового секундомера.

Устройства применяются для проверки и настройки реле (тока, напряжения, частоты, времени, указательных, промежуточных, и т.д.) и другого электрооборудования релейной защиты в различных отраслях промышленности.

При нажатии на кнопку включения источника, на его выходе появляется напряжение/ток. Для источника 1 регулирование выходного напряжения осуществляется переменным резистором; для источников 2 и 3 уровень выходного сигнала устанавливается в цифровом виде. Параметры срабатывания/отпускания реле измеряются следующим образом: одновременно при коммутации — включении или выключении кнопок пуска источника 2 или источника 3 и (или) от контактов внешнего (проверяемого) реле — осуществляется пуск секундомера и начинается отсчет времени. Останов секундомера производится от контактов проверяемого реле. В зависимости от выбранного режима секундомера имеется возможность измерения времени срабатывания/возврата контактов реле, длительности замкнутого/разомкнутого состояния контактов, разновременности срабатывания двух контактов, длительности дребезга срабатывания контактов и т.п.

Основными измерительными компонентами устройств являются четыре 16-разрядных АЦП, осуществляющих измерения мгновенных значений (выборок) напряжения или тока. На первых двух выполнены одинаковые схемы измерения напряжения, к которым с помощью коммутатора подведены все входы-выходы напряжения устройства. На двух других выполнены одинаковые схемы обработки информации с датчиков тока. Выбор каналов также осуществляется с помощью коммутатора. Одновременная обработка четырех сигналов позволяет свести к минимуму погрешность разновременности преобразования аналогового сигнала в цифровой код, влияющую на вычисление фазового угла между сигналами.

Для каждого АЦП имеется буферная память для 4096 выборок сигнала на интервале 320 мс, используемых для дальнейшей цифровой обработки в микроконтроллере, размещенном на плате измерения (ПИ).

Вся информация с платы измерения выводится на алфавитно-цифровое табло, размещенное на лицевой панели устройств. Управление устройствами осуществляет другой микроконтроллер, размещенный на плате управления (ПУ). Для управления источниками 2 и 3 имеется третий микроконтроллер, размещенный также на ПУ.

Цифровая обработка позволяет с использованием стандартных математических методов вычислить среднеквадратичное, средневыпрямленное, амплитудное значения параметров напряжения и тока. Для вычисления действующего значения сигнала на частоте 50 Гц используется цифровой полосовой фильтр.

Для вычисления углов фазовых сдвигов применен метод дискретного преобразования Фурье.

Для определения частоты используется цифровой метод вычисления периода сигнала с усреднением за время 320 мс (в диапазоне 45-55 Гц дополнительно используется цифровой полосовой фильтр).

Измерение временных параметров осуществляется путем контроля состояния контактов каждые 0,078 мс (длительность одного такта контроля). Начало отсчета тактов идет от сигнала «Старт», запускающего секундомер. Все моменты изменения состояния контактов, с текущим номером такта, записываются в специальную буферную память. Временные параметры рассчитываются путем анализа данных буферной памяти, с учетом длительности состояния контактов в тактах.

Устройства выполнены в пластиковом ударопрочном корпусе, по бокам и на крышке которого находятся ручки с противоскользящим покрытием. Корпус оснащен дополнительной выдвижной ручкой и двумя краевыми роликами для перемещения. Внутри корпуса установлены электронные компоненты, органы управления находятся на лицевой панели. Для предотвращения несанкционированного доступа к внутренним частям устройств на стык панели и корпуса устройств наклеивается голографическая наклейка. Общий вид устройства, места пломбирования и нанесения знака поверки представлены на рисунке 1.

Программное обеспечение

Характеристики программного обеспечения (ПО) приведены в таблице 1.

Устройства имеют встроенное программное обеспечение (ПО). Встроенное ПО (микропрограмма) реализовано аппаратно на трех независимых микроконтроллерах: два используются в плате управления (ПУ) и один на плате измерения (ПИ). Метрологически значимым является только ПО для платы измерения (ПИ), метрологические характеристики

устройств определены с его учетом.

Изменение ПО возможно только в заводских условиях. Уровень защиты ПО для ПИ от непреднамеренных и преднамеренных изменений — «высокий» в соответствии рекомендациями Р 50.2.077-2014.

С целью совершенствования функциональных возможностей устройства у потребителя имеется возможность обновления ПО для ПУ, не влияющего на метрологические характеристики СИ, с помощью специальных программных средств, предоставляемых предприятием изготовителем.

Характеристики программного обеспечения (ПО)