Метрологическое обеспечение измерительных систем (стр. 25 )

1. ГОСТ Р 8.596-2002. “ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения”.

2. МИ 2891-2004. “ГСИ. Общие требования к программному обеспечению средств измерений”.

3. РМГ 51-2002. “Рекомендации по межгосударственной стандартизации государственной системы обеспечения единства измерений. Документы на методики поверки средств измерений”.

4. ГОСТ 2.601-95. “ЕСКД. Эксплуатационные документы”.

5. ГОСТ 6651-94. “Термопреобразователи сопротивления. Общие требования и методы испытаний”.

6. ГОСТ Р 51649-2000. “Теплосчётчики для водяных систем теплоснабжения. Общие технические условия”.

7. ГОСТ Р 50601-98. “Счетчики питьевой воды крыльчатые. Общие технические условия”.

8. ГОСТ 28723-90. “Расходомеры скоростные, электромагнитные и вихревые. Общие технические требования и методы испытания”.

Автор

– аудитор по метрологическому обеспечению и техническому регулированию Дирекции “Энергосбыт” ГУП “ТЭК СПб”.

Россия, 197183, Санкт-Петербург, ул. Савушкина, 14 “б”

Тел. [phone], E-mail: *****@***spb. ru

,

Средства измерений
для контроля качества электрической энергии
и метрологического обеспечения
учёта электрической энергии серии “Ресурс”

Учет электрической энергии и контроль её качества являются важнейшими измерительными задачами в электроэнергетике. Их роль в регулировании процессов производства, передачи и потреблении электрической энергии постоянно возрастает. Это обусловлено, с одной стороны, увеличением числа разнообразных устройств, потребляющих электрическую энергию, а, с другой стороны, постоянным повышением требований надежности, безопасности и экономической эффективности их работы, в большой степени зависящих от качества электрической энергии (КЭ).

Для эффективной организации учёта электрической энергии, используемые для этой цели технические средства, как правило, объединяются в измерительные каналы (ИК) автоматизированных информационно-измерительных систем (АИИС). Нередко в состав этих АИИС входят измерительные каналы контроля качества электрической энергии. Следовательно, метрологическое обеспечение учёта электрической энергии и контроль её качества включает в себя метрологическое обеспечение используемых для этих целей технических средств (счётчиков электрической энергии, измерительных трансформаторов напряжения и тока, измерителей ПКЭ) и метрологическое обеспечение измерительных систем.

Метрологическое обеспечение учета электрической энергии и контроля её качества предусматривает проведение большого количества измерений, связанных с определением метрологических характеристик измерительных компонентов, связующих компонентов и измерительных каналов в целом [1]. Для успешного проведения всего комплекса этих работ необходимы специальные многофункциональные приборы, учитывающие особенности этих компонентов и приспособленные к объектам электроэнергетики, на которые устанавливаются измерительные каналы систем.

В качестве таких приборов могут быть успешно использованы измерители показателей качества электрической энергии (ПКЭ) серии “Ресурс”. Основное назначение этих приборов – контроль и анализ качества электрической энергии, основанные на измерении большого количества параметров основных электроэнергетических величин. Некоторые модификации рассматриваемых приборов благодаря своим техническим характеристикам и конструктивным особенностям наряду с выполнением своих основных функций способны решать измерительные задачи метрологического обеспечения учета электрической энергии и контроля её качества.

1. Общая характеристика измерителей показателей качества электрической энергии серии “Ресурс”

Рассматриваемые приборы являются специальными многоканальными средствами измерений (СИ) большого количества параметров всех основных электрических величин: напряжения, силы тока, углов фазовых сдвигов, мощности и энергии.

Статус специальных СИ получили по следующим причинам:

а) данные приборы создавались и предназначены, в основном, для выполнения определенных, строго регламентированных соответствующими стандартами и инструкциями, измерительных задач в рамках контроля и анализа качества электрической энергии;

б) в соответствии с требованиями нормативных документов данные приборы не только измеряют параметры электрических величин, но и производят необходимую для названных мероприятий статистическую обработку результатов измерений;

в) данные приборы учитывают специфические особенности объектов исследований, которыми являются системы электроснабжения, системы электропитания и электрические сети (количество фаз, диапазоны измерений, полосы частот, требования безопасности и др.).

2. Функциональное назначение

а) Измерение показателей качества электрической энергии

Показатели качества электрической энергии это некоторые параметры, используемые для оценки её качества. Перечень ПКЭ установлен в ГОСТ 13109 [2]. Данный стандарт определяет также основные положения, используемые при их определении – алгоритмы обработки, интервалы усреднений, расчетные формулы и т. д.

Показатели качества электрической энергии оцениваются с помощью нескольких статистических характеристик, которые определяются за интервал времени, равный 24 часам. Статистическими оценками ПКЭ являются максимальные и минимальные значения ПКЭ, верхние и нижние значения границ диапазонов которых содержат 95% результатов измерений, относительное время превышения нормально допустимого и предельно допустимого значения ПКЭ.

б) Измерение параметров основных электроэнергетических величин

Как уже отмечалось, рассматриваемые приборы предназначены для измерений большого количества параметров не только напряжения, но и силы тока, углов фазовых сдвигов, мощности и энергии в системах электроснабжения и электропитания общего назначения. Это обстоятельство позволяет использовать их не только для контроля, но и для анализа качества электрической энергии, а также решать другие измерительные задачи на объектах электроэнергетики, в том числе, и задачи метрологического обеспечения учета электрической энергии.

в) Регистратор

Для наиболее полной реализации своих основных и дополнительных функций приборы обладают способностью регистрировать (архивировать) в своей внутренней памяти (или в памяти внешних устройств подключенных к ним) большое количество результатов измерений и передавать их с помощью нескольких интерфейсов в вычислительный компонент измерительной системы. Все архивы являются циклическими, то есть, после полного заполнения памяти прибора отведенной под тот или иной архив, новые полученные данные будут заменять самую раннюю информацию. Различные модификации приборов имеют архивы разных размеров и свойств. Все данные, помещаемые в архивы, идентифицированы календарным временем.

1) Регистратор измеряемых величин

Приборы могут архивировать в своей внутренней памяти значения всех измеряемых величин усредненных на каждом 1 минутном календарном интервале времени. У некоторых приборов архивы фиксированы по количеству архивируемых параметров и глубине их хранения, у других приборов этой серии список архивируемых параметров, а соответственно, и глубина архива задаются оператором.

Приборы архивируют значения некоторых измеряемых величин, усредненных на каждом 30-минутном календарном интервале времени. У некоторых модификаций эта функция более развита и архивируются все измеряемые параметры, а у некоторых приборов архивируются только значения активной и реактивной мощности.

Необходимо отметить, что у приборов некоторых модификаций появились новые возможности, связанные с подключением к ним внешней флэш-памяти через USB интерфейс. Появилась возможность архивировать во внешней памяти результаты измерений параметров, полученных при использовании 160 мс измерительных окон, а также параметров, усредненных на интервале 1 с. Глубина подобных архивов определяется объемом памяти используемых внешних устройств.

Кроме этого, дополнительные возможности архивации измеряемых параметров возникают при подключении приборов к компьютеру. Архивирование данных осуществляется в памяти компьютера с помощью специального программного обеспечения. Так, программа Ресурс-Спринт позволяет архивировать, например, результаты измерений параметров, полученных при использовании измерительных окон, по длительности равных периоду основной частоты измеряемых сигналов, а программа Ресурс-Опера позволяет архивировать результаты измерений, усредненные на 3-секундном интервале времени.

2) Регистратор статистических характеристик показателей качества электрической энергии

Статистические оценки ПКЭ, полученные за каждый 24 часовой интервал времени, также заносятся в архив прибора. Глубина данного архива значительно превосходит глубину всех других архивов.

3) Регистратор параметров провалов и перенапряжений

В архивы провалов напряжений и временных перенапряжений заносятся значения их параметров (длительность, глубина провала и коэффициент временного перенапряжения), а также значения моментов времени начала этих событий и даты их возникновения.

4) Регистратор кратковременной и длительной дозы фликера

Кратковременная доза фликера измеряется в течение 10 минутного календарного интервала времени, и каждое полученное значение заносится в соответствующий архив прибора. Длительная доза фликера измеряется в течение 2-часового календарного интервала времени, и полученные значения также заносятся в архив прибора.

5) Регистратор аварийных событий

Регистратор аварийных событий фиксирует два вида измерительной информации:

– мгновенные значения напряжения и силы тока;

– огибающие среднеквадратических значений напряжения и силы тока.

Срабатывание регистратора аварийных событий (начало записи значений сигналов в память прибора) связано с моментами времени начала и окончания провалов напряжений и временных перенапряжений.

Приборы “Ресурс-UF2” способны регистрировать несколько десятков подобных событий.