При автоматическом управлении технологическими процессами в сетевых и генерирующих компаниях, а также на промышленных предприятиях с развитой системой электроснабжения широко применяются информационно-измерительные системы, осуществляющие сбор, обработку, хранение, передачу и представление в удобной форме измерительной информации. Получение информации от контролируемого объекта и её первичную обработку осуществляют измерительные преобразователи.
В данной статье речь идёт о тех измерительных преобразователях, которые являются средствами измерения с нормированными метрологическими характеристиками, и служат для преобразования электрических величин в унифицированный сигнал постоянного тока или в цифровой код, используемые для дальнейшей передачи или индикации. По своей сути они являются промежуточным звеном между объектом измерений и собственно измерительным прибором или системой телемеханики.
Классификация.
По виду измеряемого и преобразуемого входного сигнала самыми распространенными и массово применяемыми измерительными преобразователями в энергетике и у производителей шкафного оборудования являются преобразователи:
- переменного тока и напряжения;
- постоянного тока и напряжения;
- активной и реактивной мощности переменного тока.
Основными производителями указанных преобразователей являются: ОАО «Электроприбор» г. Чебоксары, ООО «Алекто» г. Омск, МНПП «Электроприбор» г. Витебск, ООО «ЭнергоСоюз» г. Витебск, ОДО «Энергоприбор» г. Витебск.
При выборе измерительного преобразователя перед потребителями всегда стоит ряд вопросов, которые мы и постараемся рассмотреть в данной статье.
1. «Аналоговый» или «цифровой» выход?
На сегодняшний день все производимые преобразователи по форме обработки входного сигнала можно разделить на две большие группы:
Аналоговые измерительные преобразователи – это тип изделий, который широко применялся раньше и применяется сегодня во многих областях промышленности. Большинство энергообъектов вводилось в строй в 70-х - 80-х годах прошлого века. Системы телемеханики в то время строились на приеме и обработке аналоговых сигналов. Измерительные преобразователи в таких системах преобразовывают входной сигнал в унифицированный выходной сигнал постоянного тока и обеспечивают возможность дистанционной передачи выходного сигнала или подключения щитового прибора для визуальной индикации результата преобразования. Время установления выходного аналогового сигнала этих преобразователей составляет до 1 сек.
Измерительные преобразователи с аналоговым выходным сигналом наиболее дешевы и очень распространены, однако современным требованиям не соответствуют. Принятая в ОАО «ФСК ЕЭС» и ОАО «Россети» политика предусматривает передачу данных от вторичных приборов и датчиков только в цифровом формате с использованием стандартных интерфейсов.
Измерительные преобразователи с цифровым выходным сигналом более дороги, но обладают достаточно серьезными преимуществами:
- высокая точность, быстродействие и скорость передачи данных;
- простота реализации линии передачи (например, для интерфейса RS485 - это витая пара);
- возможность подключения дополнительных модулей индикации для отображения измеряемых (преобразуемых) параметров;
- расширенный ряд напряжений питания (+12В, +24В, 220ВУ, ~230В);
- повышенный уровень электробезопасности за счет трехуровневой гальванической развязки: по входным измерительным цепям, по выходным цепям и по цепи питания.
Современные измерительные преобразователи нередко оснащаются и цифровыми и аналоговыми выходными цепями. Примерами таких преобразователей являются Е854ЭЛ, Е856ЭЛ и Е849ЭЛ (Рис.1).
Рис.1. Схема подключения цифровых измерительных преобразователей
Преобразователи с цифровым выходом выполняются в стандартном корпусе с передним расположением винтовых подпружиненных клеммных разъемов, которые надежно фиксируют присоединительные провода и облегчают монтаж. Преобразователи допускают установку, как на стандартную DIN-рейку, так и на плоскую поверхность.
В последнее время в энергетике планомерно проводятся работы по реконструкции старых и строительству новых подстанций с применением современных систем телемеханики. Цифровые измерительные преобразователи легко интегрировать в любую систему телеизмерения, в силу целого ряда присущих им преимуществ (таблица 1).
Таблица 1
Преимущества цифровых измерительных преобразователей перед аналоговыми
| Характеристики | Цифровой преобразователь | Аналоговый преобразователь |
| Напряжения питания | Расширенный ряд+12В, +24В, 220ВУ, ~230В | Измерительная цепь,~220В |
| Интерфейс | до 2-х RS485 | нет |
| Конфигурирование параметров и аналогового выходного сигнала | Да. Через интерфейс RS485 | нет |
| Высокая точность передаваемых данных | По интерфейсу RS485 без искажений до 1000м (витая пара проводов) | По аналоговому выходу классом точности 0,5 (сечение провода выбирается по сопротивлению и длине линии) |
| Быстродействие | 200 мс | нет |
| Время установления выходного аналогового сигнала, не более | 0,5 сек. | 1 сек. |
| Скорость передачи данных | Перепрограммируемая(от 4800 до 57000 бод) | Характеристика аналогового выхода |
| Расширение возможностей отображения показаний и точности | Передача информации по RS485 на модули индикации без искажений | Отображение информации на аналоговом приборе классом точности 1,5 |
| Дополнительные модули индикации (МИ) | До 15 шт. МИ на 1000м. | Один щитовой прибор |
Поверка или калибровка?
Нормативные документы не слишком четко разграничивают понятия поверки и калибровки средств измерений. Поверка – это совокупность операций и процедур, направленных на определение и подтверждение соответствия средств измерения и приборов установленным законодательством требованиям. В свою очередь, калибровка представляет собой только установление зависимости между размерами измеряемых величин и показаниями приборов. Не все производители предлагают потребителям изделия с первичной поверкой, некоторые обходятся только калибровкой. При получении от таких изготовителей калиброванного измерительного преобразователя, потребитель перед вводом его в эксплуатацию обязан провести поверку изделия в центре стандартизации и метрологии (ЦСМ).
Межповерочный интервал?
Межповерочный интервал аналоговых измерительных преобразователей составляет 1 год. Межповерочный интервал цифровых преобразователей увеличен до 4 – 6 лет. На этот параметр производители шкафного оборудования и проектировщики обычно не обращают внимания, он для них не столь важен. Однако, с этим сталкивается служба метрологии, обслуживающая приборный парк. Именно ей каждое средство измерения приходится поверять с указанной в технических условиях периодичностью.
При увеличенном межповерочном интервале снижаются затраты на обслуживание приборного парка, в т.ч. за счет снижения объема обменного фонда и затрат на его поддержание.
Условия эксплуатации?
Практически все измерительные преобразователи рассчитаны на работу при температурах от -40°С до +50°С, однако в технической документации предел допускаемого значения основной приведенной погрешности преобразователей приведен для работы в нормальных условиях эксплуатации (20±2) °С и при относительной влажности 30-80%. При изменении этих условий вводится дополнительная погрешность ±0,4% на каждые 10 °С.
Дополнительная погрешность преобразователей, вызванная влиянием внешнего магнитного поля, и других влияющих факторов определена требованиями ГОСТ 24855 и не превышает половины предела допускаемой основной погрешности.
В конечном итоге, при выборе типа измерительного преобразователя для решения конкретных задач, потребителю необходимо определить критерий, по которому может быть выбран преобразователь из множества предлагаемых типов. В первую очередь - это основные технические характеристики, которые требуются в данном случае (функциональное назначение, способ передачи преобразованной величины, быстродействие, погрешность измерения, напряжение питания, рабочий температурный диапазон, первичная поверка).
В данной статье не рассматривалась группа многофункциональных преобразователей, которые представляют собой универсальные изделия для преобразования параметров 3-х фазной сети переменного тока в цифровой код с последующей передачей по стандартным интерфейсам. Эта тема будет освещена в другой статье.
ОАО «Электроприбор» г. Чебоксары предлагает свою линейку цифровых измерительных преобразователей. Это преобразователи для линейного преобразования силы тока и напряжения в цепях переменного (Е854ЭЛ) и постоянного (Е856ЭЛ) тока, а так же активной и реактивной мощности в трехфазных электрических сетях (Е849ЭЛ). Выходные сигналы преобразователей: цифровые сигналы RS485 (протокол ModBus RTU), а также унифицированные сигналы постоянного тока. Основные параметры преобразователей приведены в таблице 2.
Таблица 2
Основные параметры измерительных преобразователей ОАО «Электроприбор»
| Тип | Параметры | ||||
| Интерфейс | Питание | Входной сигнал | Выходной сигнал | ||
| Переменный ток и напряжение | Е854ЭЛ | до 2-х RS | +12В, +24В, 220ВУ,~230В | Iвх=0,5А, 1А, 2,5А,5АUвх=125В, 250В, 500В, 75-125В, 150-250В | до 2-х :0…5мА, 4…20мА, 0…20мА |
| Постоянный токи напряжение | Е856ЭЛ | до 2-х RS | +12В, +24В, 220ВУ,~230В | Iвх=0…5мА, 4-20мА,0…20мА, -5…0…5мА,Uвх=0…75мВ, -75…0…75мВUвх=60В,100В,150В,250В,500В, 1000В | до 2-х:0…5мА, 4…20мА, 0…20мА, -5…0…5мА, 0…2,5…5мА,-5…0…5мА, 4…12…20мА, 0…10…20мА |
| Мощность активная, реактивная3-х фазная | Е849ЭЛ | до 2-х RS | +12В, +24В, 220ВУ,~230В | Iвх=1А, 5АUвх=100В, 220В, 380В | до 2-х:0…5мА, 4…20мА, 0…20мА, -5…0…5мА, 0…2,5…5мА,-5…0…5мА, 4…12…20мА, 0…10…20мА |
Возможность объединения преобразователей в единую сеть с другими средствами измерения и передачи информации посредством интерфейсов RS485, а так же наличие выходных унифицированных сигналов постоянного тока позволяет использовать преобразователи на объектах энергетики и в автоматизированных системах различного назначения (ССПИ, АСУ ТП).
К завершению сказанного – задачи, решаемые с использованием измерительных преобразователей, самые разнообразные и знакомство с освещенными в статье аналоговыми и цифровыми преобразователями, поможет Вам сделать правильный выбор.
Ведущий специалист по маркетингу
ОАО «Электроприбор» г. Чебоксары
Николаев Олег Михайлович
E-mail:marketing@elpribor.ru
Т.(8352)39-99-18,39-99-71
Никто пока не комментировал эту страницу.