Контрольно-измерительные приборы ФИЗТЕХ: технические характеристики, классификация и область применения

Научно-производственное предприятие «ФИЗТЕХ» (входит в холдинг «Энергомашкорпорация») является одним из ведущих российских разработчиков и производителей высокоточных средств измерений для электроэнергетики, промышленности и научных исследований. Продукция компании охватывает широкий спектр задач: от измерения базовых электрических величин до анализа качества электроэнергии, диагностики электрооборудования и метрологического обеспечения. Основой ассортимента являются цифровые измерительные преобразователи (ЦИП), компараторы, калибраторы и специализированные измерительные комплексы, отличающиеся высокой стабильностью, точностью и соответствием современным стандартам.

Принцип действия и архитектура цифровых измерительных преобразователей (ЦИП) ФИЗТЕХ

Сердцем большинства приборов ФИЗТЕХ является прецизионный цифровой измерительный преобразователь. Его работа основана на дискретизации аналогового сигнала с последующим цифровым анализом. Входные трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН) обеспечивают гальваническую развязку и приведение сигнала к безопасному уровню. Далее сигнал проходит через аналоговые фильтры, подавляющие высокочастотные помехи, и поступает на высокоскоростной аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Цифровой сигнальный процессор (DSP) выполняет вычисления действующих значений, мощностей, гармонического состава и других параметров по алгоритмам, основанным на дискретном преобразовании Фурье (ДПФ) и теории мгновенной мощности. Результаты передаются через интерфейсы связи (RS-485, Ethernet, оптический) в системы АСКУЭ, SCADA или на локальный дисплей.

Классификация и основные серии приборов

Ассортимент продукции НПП «ФИЗТЕХ» можно систематизировать по функциональному назначению и точности.

1. Преобразователи измерительные тока и напряжения (ЦИП ТН, ЦИП ТТ, ЦИП ТНТТ)

Предназначены для точного преобразования первичных токов и напряжений в стандартизированный аналоговый или цифровой выходной сигнал. Являются основой для построения систем коммерческого и технического учета электроэнергии.

• ЦИП ТН-3М: Преобразователь напряжения класса точности 0,2S и 0,5S. Вход: до 690/√3 В. Выход: цифровой (по ГОСТ Р МЭК 61850-9-2LE) и/или аналоговый.
• ЦИП ТТ-3М: Преобразователь тока класса точности 0,2S и 0,5S. Вход: до 5000 А. Выход: цифровой и/или аналоговый.
• ЦИП ТНТТ-3М: Комбинированный преобразователь тока и напряжения в одном корпусе, что упрощает монтаж и снижает стоимость системы.

2. Калибраторы и компараторы для поверки средств измерений

Установки для метрологических служб, обеспечивающие поверку и калибровку счетчиков электроэнергии, трансформаторов тока и напряжения, ваттметров.

• УКС-1: Универсальный калибратор-компаратор. Позволяет проводить поверку счетчиков электроэнергии прямого включения и трансформаторного включения, а также поверку измерительных трансформаторов методом сравнения.
• УЭТ-1: Установка эталонная для поверки трансформаторов тока и напряжения на рабочих местах. Обладает высокой точностью (класс до 0,01) и мобильностью.

3. Анализаторы качества электроэнергии (АКЭ)

Многофункциональные приборы для мониторинга и регистрации параметров сети в соответствии с ГОСТ 32144-2013 и МЭК 61000-4-30.

• АКЭ-3: Регистратор качества электроэнергии, способный фиксировать действующие значения, провалы и перенапряжения, фликера, гармонические и интергармонические искажения, несимметрию. Оснащен встроенной памятью и интерфейсами для интеграции в АСКУЭ.

4. Измерительные комплексы и системы

Готовые решения для конкретных задач, такие как комплексы для поверки трансформаторов (КПТ), системы сбора данных (ССД) для испытательных стендов.

Сравнительные таблицы технических характеристик

Таблица 1. Сравнение основных серий измерительных преобразователей

Модель	Измеряемая величина	Класс точности	Номинальный вход	Выходные интерфейсы	Основное применение
ЦИП ТН-3М	Напряжение	0.2S, 0.5S	57.7 В, 100 В, 220 В, 380 В	IEC 61850-9-2LE, МЭК 61970, аналог. 0-5 В	Цифровые подстанции, АСКУЭ
ЦИП ТТ-3М	Ток	0.2S, 0.5S	1 А, 5 А (до 5000 А через внешний ТТ)	IEC 61850-9-2LE, МЭК 61970, аналог. 0-5 В	Цифровые подстанции, АСКУЭ
ЦИП ТНТТ-3М	Ток и напряжение	0.2S, 0.5S	Комбинированный	IEC 61850-9-2LE, МЭК 61970	Компактные решения для учета и измерений

Таблица 2. Характеристики метрологического оборудования

Модель	Тип оборудования	Класс точности установки	Диапазон измерений	Поверяемые приборы
УКС-1	Калибратор-компаратор	0.05	Ток: 0.05-100 А; Напряжение: 3-480 В	Счетчики электроэнергии (1-ф и 3-ф), трансформаторы
УЭТ-1	Эталонная установка	0.01 (для ТТ), 0.02 (для ТН)	Ток: 1-5000 А; Напряжение: 3-115000/√3 В	Трансформаторы тока и напряжения на месте эксплуатации

Области применения в электроэнергетике и промышленности

• Цифровые подстанции: ЦИП ФИЗТЕХ с выходом по протоколу МЭК 61850-9-2LE являются ключевыми элементами для построения систем релейной защиты и автоматики (РЗА) и систем учета нового поколения, обеспечивая передачу оцифрованных значений тока и напряжения непосредственно на интеллектуальные электронные устройства (IED).
• Системы коммерческого и технического учета электроэнергии (АСКУЭ, АСТУЭ): Высокая точность (класс 0.2S) и долговременная стабильность ЦИП позволяют использовать их на объектах высокой значимости: генерирующих станциях, узловых подстанциях, крупных промышленных предприятиях.
• Метрологическое обеспечение: Калибраторы и компараторы УКС-1 и УЭТ-1 составляют основу передвижных и стационарных метрологических лабораторий сетевых компаний, сбытовых организаций и промышленных предприятий.
• Контроль качества электроэнергии: Анализаторы АКЭ-3 применяются для обследования сетей, выявления причин ухудшения качества, составления энергетических паспортов и доказательства соблюдения требований ГОСТ.
• Научные исследования и испытательные стенды: Прецизионные характеристики приборов ФИЗТЕХ востребованы при разработке нового электрооборудования, в исследовательских институтах и на заводских испытательных станциях.

Преимущества и отличительные особенности продукции ФИЗТЕХ

• Высокая точность и стабильность: Достигается за счет применения прецизионных элементной базы, алгоритмической обработки сигналов и термостатирования ключевых компонентов в эталонном оборудовании.
• Соответствие международным стандартам: Поддержка цифровых протоколов МЭК 61850, МЭК 61970 обеспечивает совместимость с оборудованием ведущих мировых производителей.
• Адаптивность к российским условиям: Приборы разработаны с учетом отечественных нормативных документов (ГОСТ, ПАО «Россети»), имеют все необходимые сертификаты и свидетельства об утверждении типа средств измерений.
• Ремонтопригодность и сервис: Наличие развитой сервисной сети и поставка запасных частей на длительный срок эксплуатации.
• Развитая линейка продуктов: Возможность построения комплексных измерительных решений от первичного датчика до системы сбора и анализа данных на оборудовании одного производителя.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: В чем принципиальное отличие ЦИП ФИЗТЕХ от традиционных трансформаторов тока и напряжения?

Ответ: Традиционные электромагнитные ТТ и ТН выдают вторичный аналоговый сигнал (5 А, 100 В), подверженный искажениям и требующий дополнительных преобразований. ЦИП ФИЗТЕХ выполняет оцифровку сигнала непосредственно на первичном оборудовании и передает его по цифровому каналу, что исключает погрешности промежуточных преобразований, позволяет передавать данные на большие расстояния без потерь и интегрировать их в современные цифровые системы управления.

Вопрос: Можно ли использовать ЦИП ТН-3М/ТТ-3М для модернизации существующих подстанций с аналоговыми системами РЗА?

Ответ: Да, это возможно. Многие модели ЦИП имеют, помимо цифрового выхода, аналоговый выход 0-5 В или 4-20 мА, что позволяет подключать их к существующим аналоговым входам терминалов РЗА через согласующие преобразователи. Однако для полноценного использования преимуществ цифровых технологий рекомендуется переход на интеллектуальные электронные устройства (IED), поддерживающие протокол МЭК 61850.

Вопрос: Какие протоколы связи поддерживают приборы ФИЗТЕХ для интеграции в АСКУЭ?

Ответ: Основные поддерживаемые протоколы: МЭК 61850-9-2LE (Sampled Values) для стриминговой передачи мгновенных значений, МЭК 61970 (MMS) для передачи уставок и атрибутов, Modbus RTU/TCP через RS-485/Ethernet. Также возможно использование проприетарных протоколов с предоставлением спецификаций для интеграторов.

Вопрос: Какова периодичность поверки ЦИП ФИЗТЕХ и кто имеет право ее проводить?

Ответ: Межповерочный интервал (МПИ) для ЦИП, как правило, составляет 4-8 лет и указывается в свидетельстве о поверке. Поверку имеют право проводить аккредитованные метрологические организации (центры стандартизации и метрологии, лаборатории сетевых компаний), использующие эталонное оборудование соответствующего класса точности (например, УЭТ-1 или аналоги).

Вопрос: Предлагает ли НПП «ФИЗТЕХ» решения для измерения постоянного тока (DC) в системах солнечной генерации или на тяговых подстанциях?

Ответ: Да, в ассортименте компании присутствуют специализированные преобразователи постоянного тока (например, для измерений в цепях до 4000 А), а также комбинированные преобразователи для систем тягового электроснабжения, способные измерять как переменный, так и постоянный ток и напряжение.

Заключение

Продукция НПП «ФИЗТЕХ» представляет собой комплексное, технологически зрелое решение для задач высокоточных электрических измерений, учета и анализа качества электроэнергии. Сочетание соответствия международным стандартам, адаптации к требованиям российского рынка, высокой метрологической надежности и развитой сервисной поддержки делает оборудование ФИЗТЕХ предсказуемым выбором для проектов модернизации и нового строительства в электроэнергетике, на промышленных предприятиях и в научно-исследовательских организациях. Постоянное развитие линейки продуктов, включая внедрение поддержки новых стандартов и расширение функциональности, позволяет компании сохранять лидирующие позиции на рынке контрольно-измерительных приборов.