Электронные трансформаторы (ЭТ) с унифицированными аналоговыми выходами 4-20мА; 0-20мА или 0-10В

Выпускаются по ТУ 27.11.50.120-001-11976052-2017 «Датчики тока с унифицированными сигналами».

Электронные трансформаторы (ЭТ) предназначены для измерения тока или напряжения в электрических цепях переменного тока. ЭТ преобразовывает входной сигнал переменного тока в пропорциональный сигнал постоянного тока 4-20мА или 0-20мА или напряжение 0-10в, который можно направить на устройства ввода-вывода аналоговой информации (сумматор) (например, наш модуль ввода-вывода АСТРА 884), универсальные измерительные приборы или ПЛК с аналоговыми входами.

ЭТ герметизированы и могут устанавливаться в любом месте, включая скрытые и труднодоступные места. Не ремонтируются и не требуют обслуживания, содержат встроенный трансформатор тока и универсальную платформу «Айюми», разработанную специально для применения с выпускаемыми нами измерительными трансформаторами (первичные датчики) и состоящую из прецизионного выпрямителя на ОУ, интегрирующей цепи (постоянная времени 0.2-0.4сек) и формирователя выходного аналогового сигнала. Архитектура ЭТ с аналоговыми выходами, в отличии от ЭТ с интерфейсом RS485, полностью аналоговая, без цифровой обработки. Метрологические характеристики ЭТ достаточны практически для любых применений.

ЭТ для измерения тока содержит встроенный трансформатор тока, для которого первичной обмоткой служит токоведущий провод, продеваемый через центральное отверстие трансформатора. ЭТ для измерения тока обеспечивает длительную безаварийную работу и защиту приемного устройства в том числе и при значительных токах перегрузки.

ЭТ для измерения напряжения, в отличии от ЭТ измерения тока, содержит встроенный трансформатор тока с многовитковой первичной обмоткой (развязка 4кВ) и резистивный балласт, обеспечивающий отбираемый ток от измеряемой цепи 0,2мА (при номинальном напряжении). ЭТ для измерения напряжения обеспечивает длительную безаварийную работу на входных напряжениях не менее 1.5х номинального.

Номинальное напряжение питания ЭТ тока и напряжения составляет 24В(ДС), работоспособность полностью сохраняется в диапазоне напряжений 20-28в. При заказе можно указать в примечании пониженное напряжение питания 12в при соответственном снижении макс. величины выходного сигнала до 5В.

По способу крепления ЭТ с аналоговыми выходами делятся на 3 группы:

• ЭТ с клеммником для крепления на DIN рейку.
• ЭТ с жесткими выводами для установки на печатную плату (PCB монтаж).
• ЭТ с гибкими выводами или клеммником для крепления на кабель (шину).

В настоящее время для заказа доступны:

Электронные трансформаторы тока

с унифицированными аналоговыми выходами 4-20мА; 0-20мА или 0-10В:

Размер отверстия и класс изоляции определяет внешний первичный датчик.

Внутри указанных диапазонов для заказа доступны любые номинальные токи из ряда: 10 - 12,5 - 15 - 20 - 25 - 30 - 40 - 50 - 60 - 75 А, а также их десятичные кратные или дробные значения. Предпочтительные значения подчеркнуты.

Электронные трансформаторы напряжения

с унифицированными аналоговыми выходами 4-20мА; 0-20мА или 0-10В:

ТП03С-ZZ для напряжений до 1кВ со встроенным резистивным балластом и до 10кВ с внешним балластом Р1-1 (на фото 1 — Р1-1 показан с ограничителем напряжения).

ЭТ напряжения ТП03С выполнен в корпусе (50х50х25) с креплением на DIN рейку.

Встроенный трансформатор обеспечивает гальваническую развязку не хуже 4 кВ.

Доступны любые номинальные напряжения (ГОСТ 29322–2014 (IEC 60038:2009) «Напряжения стандартные») из ряда:

57В;100В;240В;400В;600в;1кВ;1,8кВ;3кВ;4кВ;6кВ;10кВ.

Возможен заказ ЭТ тока или напряжения на другие токи или напряжения, не указанные в предпочитаемых рядах.

Возможен заказ ЭТ тока c другими размерами под контролируемый провод, не указанные выше.

Основные технические характеристики ЭТ тока и напряжения:

• Чувствительность не хуже 0.1% от номинала;
• Приведенная погрешность не хуже 2% (1% при дополнительной калибровке);
• Собственное потребление при отсутствии вх. тока не превышает 0,8-1мА (4мА+-0,1мА для варианта 4-20мА);
• Номинальное напряжение питания 24В +-10%ДС;
• Потребляемый ток от источника питания 24В не более 40мА;
• Диапазон рабочих температур -40...+85 °С.

Входное сопротивление измерителя на принимающей стороне должно быть:

• не ниже 50кОм для модификаций 0-1В;
• не ниже 100кОм для 0-10В;
• не выше 500 ом для 0-20мА (включая сопр. проводников);
• не выше 600 ом для 4-20мА (включая сопр. проводников) при 24В питания токовой петли.

Датчики не являются средством измерения, поверке не подлежат весь срок службы.

Наименование ЭТ для заказа:

Z П Y-хх/yy-00-З/0(mm), где

Z- тип первичного датчика (Т-нанокристаллические сплавы;ТТ-электротехническое железо и т.д.).

П- принадлежность к ЭТ.

Y-типоразмер первичного датчика, 0 - внешний датчик.

хх- номинальный ток (мА,А,кА) или напряжение (мВ,В,кВ).

yy- выходной сигнал: (0-1в); (0-10в); (0-20мА); (4-20мА).

mm - примечание, например (клеммник, DIN) - выход выполнен в виде клеммника, крепление на DIN рейку. Внимание! только ТП0; ТП03С, ТП05С, ТП10С и ТП102С могут поставляться для монтажа на печ.плату.

Например:

ТП03С-30А/(4-20мА)-00-З/0, т.е. датчик ТП03С с ном. вх. током 30А, выходом 4-20мА, жесткие вывода для печатного монтажа.

ТП03С-30А/(4-20мА)-00-З/0(клеммник, DIN), т.е. датчик ТП03С с ном. вх. током 30А, выходом 4-20мА, клеммник для подключения, крепление на DIN рейку.

Устройство и принцип работы

Принципы работы ЭТ тока и напряжения идентичны. При протекании тока во внешней цепи, встроенный токовый трансформатор обеспечивает гальваническую развязку и трансформирует этот ток в более низкий, который усиливается усилителем-преобразователем ток-напряжение. Полученное напряжение выпрямляется прецизионным выпрямителем и поступает на RC цепь, позволяющую выделить среднее напряжение, пропорциональное вх. току. На выходе RC цепи установлен формирователь напряжение — ток, выполняющий роль буфера.

Для ЭТ напряжения, роль задания входного тока для токового трансформатора отведена резистивному балласту. Наличие многовитковой первичной обмотки позволяет снижать номинальный ток такого балласта до уровня 0,2мА.

Выходное напряжение в датчиках с выходом 0-10в формируется при протекании тока 0-20ма формирователя через прецизионный резистор Rвых=499ом.

Датчик тока с выходом 0-20мА не имеет встроенного резистора. Выходной ток поступает с выхода ЭТ на токовый вход приемника (сопротивление такого входа обычно 50...100ом). Макс. напряжение на выходе ЭТ может достигать 10в. что ограничивает вх. сопротивление измерителя с учетом сопротивления проводов величиной 500 ом.

Датчик тока 4-20мА не имеет отдельного выхода и предназначен для работы в 2-х проводном подключении ("+" источника питания 24в на "+" ЭТ, "-"(выход) ЭТ на вход приемника. Следует учитывать – датчик пассивный и для его работы обязательно требуется токовая петля 24в.

Подключение датчиков к конкретному приемнику следует выполнять в соответствии с инструкцией на приемник.

Внимание: Входное сопротивление измерителя на принимающей стороне должно быть:

• не ниже 50кОм для модификаций 0-1в;
• не ниже 100кОм для 0-10в;
• не выше 500 ом для 0-20мА (включая сопр. проводников);
• не выше 600 ом для 4-20мА (включая сопр. проводников) при 24в. питания токовой петли.

Малый номинальный измеряемый ток ТП05С, ТП10С, ТП102С и ТП60С позволяет использовать их также в качестве дифференциального трансформатора тока для измерения токов утечки в линиях (трансформатор тока нулевой последовательности), например для версии 100мА диапазон измерения входного тока составляет от 1 до 100мА.

Из представленных ЭТ минимальный размер имеет ТП05С (всего 32,5*32,5*20 мм). Все перечисленные датчики могут устанавливаться на DIN рейку.

Максимальное потребление ЭТ от линии +24в не превышает 32-39мА при любых внешних воздействиях (включая аварийные ситуации), что позволяет использовать его с маломощными источниками питания.

ЭТ снабжены 2-х уровневой защитой, позволяющей полностью исключить повреждения ЭТ и приемного оборудования потребителя от аварийных ситуаций в измеряемой линии. Как только входной ток существенно начнет превышать номинальное значения ЭТ, включается встроенная схема защиты, ограничивающая выходной ток начиная с 20 до 35мА по логарифмическому закону (24-39мА для 4-20), при этом напряжение на выходе не сможет превысить 11в, а максимальный выходной ток - 38мА, что позволяет защитить приемное оборудование. Кроме того, встроенная защита по входному току защищает датчик от перегрузки в линии, при этом предельно допускаемый входной ток для ТП03С, ТП05С и ТП102С не должен превышать 200А во избежание повреждения встроенного трансформатора или электронной схемы. Для ТТП60 это предел установлен в размере 500А (ном. ток до 300а) или 1000а (ном. ток до 800а), для ТП60С с диапазоном 0.05-150а в размере 300а, для 150-300а в размере 500а.

Типовые схемы подключения ЭТ напряжения приведены на рис. 4.

Схемы подключения ЭТ тока аналогичны, но роль первичной обмотки трансформатора выполняет контролируемый проводник

На рис. 1 изображена схема подключения ТП03С-хх/(0-1в) к универсальному измерителю 0-1в и особенностей не имеет, аналогичное подключение имеет и ТП03С-хх/(0-10в) к универсальному измерителю 0-10в.

На рис. 2 изображена схема сопряжения ТП03С-хх/(0-10в) с АЦП микроконтроллера со встроенным ИОН=5в. Для снижения выходного напряжения с 10 до 5в. установлен дополнительный резистор 510 ом. Для других напряжений ИОН величину добавочного резистора можно рассчитать по ф-ле: Rx=510*Ux/(10-Ux).

На рис. 3 изображена схема подключения ТП03С-хх/(4-20мА) к универсальному измерителю 4-20мА и особенностей не имеет.

На рис. 4 изображена схема подключения ТП03С-хх/(0-20мА) к универсальному измерителю 0-20мА.