СТЕНД ДЛЯ ПОВЕРКИ ЭЛЕКТРОННЫХ СЧЁТЧИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Полезная модель относится к области измерительной техники и предназначена для поверки электронных счетчиков электроэнергии (далее -счетчиков), применяемых в системе электрической тяги железных дорог постоянного тока.
Поверку счетчиков производят путем измерения временного интервала между двумя фронтами выходных импульсов счетчика (далее - периода выходного сигнала), формируя на входах тока и напряжения соответствующие калиброванные сигналы. По данным замеров производят математические вычисления, по результатам которых рассчитывается погрешность поверяемого счетчика и делается вывод о возможности его дальнейшей эксплуатации.
Кроме этого, для счетчиков, применяемых в системе электрической тяги постоянного тока, необходимо проведение дополнительных проверок функционирования счетчика: проверка отсутствия самохода, проверка порога чувствительности, проверка счетного входа, проверка балластного устройства питания (далее - БУП).
Известны установки для поверки счетчиков, например, МК6801 ООО «Концерн Энергомера», http://www.energomera.ru/, содержащая источники питания и устройство для измерения периода выходного сигнала. Однако данная установка предназначена для поверки счетчиков переменного тока, а также не обеспечивает проведения всех вышеперечисленных проверок.
Наиболее близким к заявляемому стенду является устройство по пат. РФ RU2402033, в котором реализована возможность поверки счетчика и проверки отсутствия самохода. В прототипе используются дополнительные источники питания, позволяющие производить прогрев счетчика перед замером без подачи входных сигналов тока и напряжения.
Недостатком данного устройства является невозможность поверки всех вариантов комплектации счетчиков (счетчик без токового шунта; счетчик со встроенным шунтом; блок добавочных сопротивлений и делителей; счетчик в комплекте с установленными в нем делителем и сопротивлением), а также проверки БУП.
По сравнению с прототипом заявляемая полезная модель имеет расширенные функциональные возможности и предназначена для периодической и внеочередной поверки счетчиков в автоматизированном режиме, в следующих вариантах: счетчик без токового шунта; счетчик со встроенным шунтом; блок добавочных сопротивлений и делителей; счетчик в комплекте с установленными в нем делителем и сопротивлением. Стенд позволяет также выполнять проверку БУП.
Система управления обеспечивает контроль процесса поверки счетчика с персонального компьютера (далее - ПК), занесение результатов поверки в базу данных, исключая влияние человеческого фактора на результаты измерений (поверки), вывод результатов поверки счетчиков на печать в виде протокола, занесение протокола в электронный паспорт, а также передачу результатов поверки в информационные сети.
Стенд содержит встроенные основные и вспомогательные источники питания (далее - ИП).
Основные ИП выдают стабилизированное напряжение:
- для питания параллельной цепи счетчика с делителем (до 4,5 кВ);
- для питания параллельной цепи счетчика без делителя (до 900 В);
- для питания токовой цепи счетчика (0-115 мВ);
- для питания делителя напряжения, находящегося внутри счетчика;
- для питания счетчика переменным и постоянным напряжением прямой и обратной полярности;
- для питания БУП (100 В);
- низковольтные и слаботочные сигналы, предназначенные для подачи на отдельные (поверочные) входы тока и напряжения счетчиков.
Вспомогательные ИП предназначены для обеспечения работы измерительного оборудования (приборов), цепей управления, защиты и блокировки.
Стенд содержит управляющий ПК, а также встроенные прецизионные блоки математической обработки сигналов. ПК координирует функционирование отдельных узлов и блоков стенда при поверке счетчиков, получая информацию по интерфейсным каналам от цифровых измерительных приборов, производит необходимые математические вычисления и выдает заключение по результатам поверки.
Наличие в составе стенда прецизионных источников тока и высокого напряжения позволяет приблизить условия поверки счетчиков к реальным условиям их работы на подвижном составе, обеспечивая при этом соответствие метрологическим требованиям.
Общие с прототипом признаки заключаются в том, что стенд имеет раздельные специализированные источники питания, а также блок обработки информации и выдачи результатов.
Отличительным признаком является наличие дополнительных источников питания, а также реализация коммутационных схем, обеспечивающих возможность проверки вспомогательных цепей счетчика, что позволяет производить полный комплекс поверочных и диагностических мероприятий на одном рабочем месте при минимальных временных затратах.
Конструкция стенда показана на фиг 1.
1 - Установка испытательная
2 - Рабочее место оператора
3 - Стойка
4 - Шкаф измерительный
5 - Шкаф аппаратный
6 - Шкаф управления
7 - Панель с аппаратами
8 - Стол компьютерный
9 - Системный блок
10 - Монитор
11 - Принтер
12 - Источник бесперебойного питания
Блок-схема поверки счетчика СКВТ-Ф610 показана на фиг. 2.
Питание счетчика осуществляется от источника питания 65 В, подключаемого к клеммам 7 и 8. На вход напряжения (клеммы 3 и 10) подается напряжение 600,24 В от двух последовательно включенных источников питания. На токовый вход (клеммы 1 и 2) подается напряжение, снимаемое с шунта, собранного на прецизионных резисторах. Это напряжение контролируется с помощью милливольтметра. Таким образом, имитируются напряжение контактной сети и напряжение, снимаемое со штатного токового шунта. При этом счетный механизм поверяемого счетчика изменяет сопротивление между выводами 5 и 6, генерируя импульсы, период которых измеряется частотомером. Производится пересчет результатов измерений, на основе которого рассчитывается фактическая погрешность счетчика.
По этой же схеме проверяется отсутствие самохода. На входы напряжения подается потенциал, повышенный на 40%, а напряжение на токовом входе отсутствует. Проверяется отсутствие импульсов на выходе в течение установленного времени (10 мин).
Проверка порога чувствительности проверяется по той же схеме. На входы напряжения подается напряжение 600,24 В, а на токовый вход -потенциал 0,75 мВ, что соответствует 1% от номинального. В течение установленного времени (30 с) на выходе счетчика должен быть зарегистрирован по крайней мере один импульс, что соответствует нормальной чувствительности счетчика.
Проверка испытательного входа производится подключением источника питания напряжением 5 В к выводам 4 и 11 счетчика. С помощью вольтметра измеряется напряжение на выводах 4 и 10, по данным замера рассчитывается коэффициент деления.
Блок-схема поверки счетчика СКВТ-М показана на фиг. 3.
Питание счетчика осуществляется от источника питания 65 В, подключаемого к клеммам «+Uпит» и «-Uпит». На вход напряжения (клеммы «+U» и «-U») подается напряжение 3000 В от источника питания. На токовый вход (клеммы «+75mV» и «-75mV») подается напряжение, снимаемое с шунта, собранного на прецизионных резисторах. Таким образом, имитируются напряжение контактной сети и напряжение, снимаемое со штатного токового шунта. При этом счетный механизм поверяемого счетчика генерирует импульсы напряжения между выводами «Общий» и «F», период которых измеряется частотомером. Производится пересчет результатов измерений, на основе которого рассчитывается фактическая погрешность счетчика.
Блок-схема проверки балластного устройства питания (БУП) показана на фиг. 4.
К клеммам 12 и 13 подключается источник питания напряжением 100 В, после чего с помощью вольтметра измеряется напряжение между клеммами 12 и 14. Вывод о пригодности БУП делается на основе сравнения напряжения источника с измеренным напряжением.
Выходное сопротивление БУП измеряется между клеммами 12 и 14 с помощью универсального вольтметра, включенного в режим омметра.