Терминалы микропроцессорные ЭКРА 200, 50020-12

Назначение

Терминалы микропроцессорные серии ЭКРА 200 (далее - терминалы) предназначены для измерение напряжения и силы переменного тока, частоты, активной, реактивной и полной мощностей, силы постоянного тока, регистрацию событий, осциллографирование процессов, формирование унифицированных выходных электрических сигналов, выдачу управляющих воздействий на исполнительные механизмы.

Описание

Принцип действия терминалов основан на аналого-цифровом преобразовании входных сигналов, их цифровой обработке и отображении результатов измерений на ЖК-дисплее и (или) передаче результатов измерений по цифровым интерфейсам связи в информационные системы и системы управления более высокого уровня.

Терминалы предназначены:

-    для защиты станционного и подстанционного оборудования генерирующих установок в металлургической и нефтегазовой промышленности, а также для управления и автоматизации (терминалы защиты ЭКРА 21Х(А));

-    для реализации комплекса локальной и централизованной противоаварийной автоматики (ПА) электростанций и подстанций, а также для реализации устройств управления аварийными режимами энергоузлов (терминалы автоматики ЭКРА 22Х(А));

-    для регистрации аналоговых и логических сигналов при возмущениях, сопровождающих нормальные режимы в энергосистеме электрических станций и подстанций (терминалы регистрирующие ЭКРА 23Х(А));

-    для управления выключателем и коммутационными аппаратами присоединения, организации оперативных блокировок, сбора и обработки аналоговой и дискретной информации (терминалы управления ЭКРА 24Х(А)).

В состав терминала серии ЭКРА 200 входят:

-    блок логики;

-    блок питания и управления;

-    блок (и) аналоговых входов переменного тока;

-    блок (и) аналоговых входов постоянного тока;

-    блок (и) дискретных входов;

-    блок (и) аналоговых выходов;

-    блок (и) дискретных выходов;

-    блок индикации (лицевая плата с органами индикации и управления);

-    объединительная плата.

Центральной частью терминала является блок логики. Блок логики содержит сигнальный процессор DSP и коммуникационный host-процессор. Процессор DSP выполняет цифровую обработку входных сигналов и реализует алгоритмы защиты. Коммуникационный host-процессор через последовательные интерфейсы RS485-1, RS485-2, Ethernet, USB поддерживает обмен информацией с внешними цифровыми устройствами: персональным компьютером, контроллерами АСУ ТП и т.д.

Для записи аналоговой и дискретной информации используется специальная легкосъемная электронная память (карта памяти), информация в которой сохраняется и при отсутствии напряжения питания.

Функционирование терминала происходит по программе, записанной в ПЗУ блока

логики.

Уставки пусковых органов и конфигурация терминала хранятся в карте памяти, допускающей многократное изменение содержимого.

Часы реального времени позволяют фиксировать текущее время регистрируемых событий. Для сохранения информации о регистрируемых событиях и текущем времени при отключении питания в блоке логики предусмотрен аккумулятор для питания часов и ОЗУ.

Блок логики управляет работой остальных блоков терминала через общую шину, роль которой выполняет объединительная плата. По этой же шине передаются сигналы входных и выходных цепей, и производится питание всех блоков терминала.

С помощью кнопок управления и дисплея, расположенных на лицевой плате устройства, производится отображение текущих значений токов и напряжений на аналоговых входах, состояния дискретных входов, значений уставок и осуществляется перепрограммирование терминала (изменение значений уставок и состояний программируемых ключей).

Светодиодные индикаторы на лицевой плате терминала обеспечивают сигнализацию текущего состояния терминала, срабатывания защит и автоматики.

Терминалы производят непрерывную самодиагностику терминала с выходом на сигнализацию в случае обнаружения неисправности. Самодиагностика включает в себя проверку основных аппаратных узлов, включая исправность блока питания, АЦП, обмоток выходных реле и всех программных элементов.

Конструктивно терминалы серии ЭКРА 200 выполняются в виде блочного 19" конструктива. Терминалы изготавливаются для установки в шкаф, а также как самостоятельное устройство.

Для предотвращения несанкционированного доступа к внутренним частям приборов производится пломбирование терминалов специальной этикеткой, разрушающейся при вскрытии устройства, расположенной на задней плите терминала.

Пломбирование производится только при поставке терминала как самостоятельного устройства. При поставке терминала в составе шкафа пломбирование не производится.

Фотографии общего вида терминалов в зависимости от конструктивного исполнения приведены на рисунках 1 - 4.

ЭКРА 2 Х Х А ХХ ХХ- ХХ Х Х ХХХ

ЭКРА - фирма-производитель Порядковый номер разработки (серия)

Функциональное назначение:

1    - релейная защита и автоматика (РЗА);

2    - противоаварийная автоматика (ПА);

3    - регистратор событий (РС);

4    - терминал управления Конструктивное исполнение (см. таблицу 1)

Исполнение для атомных станций Исполнение по типу объекта: код (см. таблицы 2.Х) Исполнение в зависимости от привязки к объекту1 Исполнение по максимальному значению номинальных токов:

00 - ток отсутствует;

20 - 1 А;

27 - 5 А;

XX - по требованию Заказчика

Исполнение по номинальному напряжению переменного тока:

0    - силовая цепь отсутствует;

Е - 100 В, 50 Гц;

Х - по требованию Заказчика

Исполнение по номинальному оперативному напряжению питания:

1    - 110 В постоянного тока;

2    - 220 В постоянного тока;

4 - 220 В переменного тока;

Х - по требованию Заказчика

УХЛ или О - климатическое исполнение по ГОСТ 15150-

Категория размещения по ГОСТ 15150-69

1 - Отражает аппаратный состав и программное обеспечение в соответствии с руководством по эксплуатации (РЭ) конкретного типоисполнения терминала (шкафа).

Рисунок 5 - Структура условного обозначения типоисполнения терминала

Таблица 2.2 - Терминалы ПА ЭКРА 22Х(А)

Таблица 2.3 - Терминалы регистрирующие ЭКРА 23Х(А)

Таблица 2.4 - Терминалы управления ЭКРА 24Х(А)

Программное обеспечение

Терминалы имеют встроенное и внешнее программное обеспечение (ПО). Их характеристики приведены в таблице 3.

Встроенное ПО реализует следующие базовые функции терминала:

-    релейная защита и/или автоматика;

-    управление коммутационными аппаратами присоединения;

-    аварийный осциллограф;

-    регистратор событий;

-    расчет ресурса выключателя;

-    связь с верхним уровнем;

-    интерфейс взаимодействия с обслуживающим персоналом.

Встроенное ПО реализовано аппаратно. Оно заносится в программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) приборов предприятием-изготовителем и не доступно для пользователя. Метрологические характеристики терминалов нормированы с учетом влияния ПО. Терминалы рассчитаны выполнять функции защиты и управления и при отсутствии связи с верхним уровнем информационной сети.

Терминалы могут интегрироваться в локальную информационную сеть. Поставляемое с терминалом внешнее программное обеспечение (комплекс программ «EKRASMS-SP») позволяет проводить мониторинг всех входных сигналов, формировать архив регистратора событий и аварийных осциллограмм, изменять уставки, синхронизировать время всех терминалов сети.

Комплекс программ «EKRASMS-SP» включает следующие приложения:

-    программу «Сервер связи»;

-    программу мониторинга «АРМ-релейщика»;

-    программу просмотра событий «Reviewer».

Все приложения функционируют на платформе Windows XP/Vista/Win7. Лежащая в основе программного комплекса технология «клиент - сервер» обеспечивает доступ к внутренним базам данных терминалов с любого компьютера локальной сети предприятия. Обмен информацией между приложениями комплекса осуществляется по протоколу TCP/IP.

Программа «Сервер связи» осуществляет взаимосвязь информационной сети терминалов с локальной сетью предприятия, производит синхронизацию времени всех устройств по своим часам с точностью 0,001 с, а также производит автоматическое чтение (настраиваемая опция) зарегистрированных устройствами событий.

С помощью программы «АРМ-релейщика» осуществляется просмотр текущих величин токов и напряжений, состояний дискретных сигналов, просмотр и изменение (по паролю) уставок и параметров функций РЗА, копирование и удаление аварийных осциллограмм.

Программа «RecViewer» предназначена для анализа аварийных ситуаций в энергосистеме по осциллограммам аварийных режимов и определения уставок органов РЗА терминалов в момент аварии.

Таблица 3 - Характеристики программного обеспечения (ПО)

Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «А» в соответствии с МИ 3286-2010.

Технические характеристики

Терминалы обеспечивают измерение электрических параметров сети переменного тока: действующее значение фазного (UA, Ub, Uc) и линейного (Uab, UbC, Uca) напряжений; действующее значение фазного тока (IA, IB, IC);

активная (P), реактивная (Q) и полная (S) мощности (фазная и трехфазная); частота сети (f).

Номинальные значения входных токов, напряжений и мощностей указаны в таблице 4.

Номинальное значение коэффициента активной мощности cos9HOM = 1, коэффициента реактивной мощности si^^ = 1. Номинальное значение частоты сети переменного тока 50 Гц.

Таблица 4 - Номинальные значения электрических параметров сети переменного тока

Диапазоны измерения электрических параметров сети переменного тока указаны в таблице 5.

Таблица 5 - Диапазон измерения электрических параметров сети переменного тока

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности уХ и абсолютной погрешности ДХ по измеряемому параметру Х указаны в таблице 6.

Нормирующее значение при определении основной приведенной погрешности равно номинальному значению измеряемого параметра.

Таблица 6 - Пределы допускаемых погрешностей при измерении электрических параметров сети переменного тока_

Пределы допускаемых дополнительных погрешностей yt доп при измерении электрических параметров сети переменного тока, вызванных изменением температуры окружающего воздуха от нормальной (20 ± 5) °С до любой температуры в рабочем диапазоне температур на каждые 10 °С указаны в таблице 7.

Таблица 7 - Пределы допускаемых дополнительных погрешностей при изменении температуры окружающего воздуха_

1    - ± 0,25 % для диапазона (0,1.. .1,2)1НОм, ± 0,5 % для диапазона (0,05.. ,0,1)1НОм;

2    - ± 0,25 % для диапазона (0,1.. ,1,2)(Рном; Qhom; Shom),

± 0,5 % для диапазона (0,05.. ,0,1)(Рном; Qhom; Shom).

Диапазон измерения, пределы допускаемой основной приведенной погрешности уХ измерения силы постоянного тока указаны в таблице 8.

Нормирующее значение при определении основной приведенной погрешности равно: верхнему пределу диапазона измерений, если нулевое значение входного сигнала находится на краю или вне диапазона измерений;

сумме модулей пределов измерений, если нулевое значение входного сигнала находится внутри диапазона измерений.

Таблица 8 - Пределы допускаемых погрешностей измерения силы постоянного тока

Пределы допускаемых дополнительных погрешностей измерения силы постоянного тока, вызванных изменением температуры окружающего воздуха от нормальной (20 ± 5) °С до любой температуры в рабочем диапазоне температур на каждые 10 °С, не превышают ± 0,1 %. Напряжение питания оперативного тока:

220+44 B или 110+22 B постоянного тока;

220-44B переменного тока частотой 50 Гц.

Терминал соответствует требованиям устойчивости технических средств к электромагнитным помехам по ГОСТ Р 51317.6.5-2006 (МЭК 61000-6-5-2001).

Терминал, предназначенный для поставки на атомные станции, имеет группу IV по устойчивости к помехам по ГОСТ Р 50746-2000.

Терминал соответствует параметрам индустриальных радиопомех в сеть электропитания и в окружающее пространство для класса А по ГОСТ Р 51318.22-2006 (СИСПР 22:2006), ГОСТ Р 51317.3.2-2006 (МЭК 61000-3-2-2005), ГОСТ Р 51317.3.3-2008 (МЭК 61000-3-3-2005).

Группа механического исполнения в части воздействия механических факторов внешней среды М40 по ГОСТ 17516.1-90:

вибрационные нагрузки в диапазоне частот от 10 до 100 Гц с максимальным ускорением до 0,25 g;

одиночные удары длительностью от 2 до 20 мс с максимальным ускорением 3 g. Терминал сейсмостойкий при воздействии землетрясений интенсивностью до 9 баллов включительно по шкале MSK-64 при высотной установке до 30 м по ГОСТ 17516.1-90.

Терминал, предназначенный для поставки на атомные станции, соответствует категории сейсмостойкости I по НП-031-01 при использовании в составе систем безопасности. Габаритные размеры и масса терминалов приведены в таблице 9.

Таблица 9 - Габаритные размеры и масса

Климатическое исполнение и категория размещения терминалов, предназначенных для нужд экономики страны и на экспорт в районы с умеренным климатом - УХЛ4, в районы с тропическим климатом - О4 по ГОСТ 15150-69 (исполнение для атомных станций - УХЛ4).

Высота над уровнем моря - не более 2000 м (исполнение для атомных станций - не более 1000 м).

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится методом наклейки заднюю панель приборов и типографским способом на титульные листы руководства по эксплуатации и паспорта.

Комплектность

Таблица 10 - Комплектность (обязательная поставка)

Таблица 11 - Комплектность (опциональная поставка)

Поверка

осуществляется по документу «Терминалы микропроцессорные серии ЭКРА 200. Методика поверки» ЭКРА.650321.001 МП, утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» в апреле 2012 г. Средства поверки: установка многофункциональная измерительная CMC 256plus, калибратор токовой петли FLUKE 705.

Сведения о методах измерений

Сведения о методиках (методах) измерений приведены в руководстве по эксплуатации ЭКРА.650321.001 РЭ.

Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к терминалам микропроцессорным серии ЭКРА 200

1.    ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин». Общие технические условия.

2.    ГОСТ 14014-91 «Приборы и преобразователи измерительные цифровые напряжения, тока, сопротивления». Общие технические требования и методы испытаний.

3.    ТУ 3433-026-20572135-2010 «Терминалы микропроцессорные серии ЭКРА 200». Технические условия.

4.    ТУ 3433-026.01-20572135-2012 «Терминалы микропроцессорные серии ЭКРА 200 для атомных станций». Технические условия.

Рекомендации к применению

- «выполнении работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям».