Контрольно-измерительные приборы в энергетике: виды, устройство и применение КИП

Контрольно-измерительные приборы (КИП) в электроэнергетике — это средства измерения и отображения электрических величин, по которым персонал и автоматизированные системы оценивают режим работы оборудования. Для щитов, ячеек КРУ и КСО, шкафов РЗА и АСУ особенно важны измерения тока, напряжения, частоты, мощности, энергии и других параметров электрической сети.

Что относится к контрольно-измерительным приборам в электроэнергетике

В широком смысле КИП охватывают приборы для измерения самых разных физических величин. Но для энергетического объекта ядро задачи — контроль электрического режима. Поэтому на панелях и в шкафах традиционно применяются амперметры, вольтметры, частотомеры и другие измерители, а современные цифровые приборы объединяют несколько измерительных функций в одном корпусе.

Серия ИРИС от нашей компании построена именно по этому принципу. В ней есть однофазные и трёхфазные приборы, щитовые исполнения и модульный прибор на DIN-рейку. В зависимости от модели к измерениям добавляются регистрация максимальных значений, запись осциллограмм, технический учёт, дискретные и аналоговые модули, цифровая связь и телемеханика.

Из чего состоит современный цифровой измерительный прибор

Современный КИП — это уже не только измерительный тракт и дисплей. В цифровом устройстве можно выделить несколько функциональных частей: аналоговые входы, измерительный процессор, индикацию, память, интерфейсы связи и, в зависимости от модели, дискретные/аналоговые входы и выходы.

• Аналоговые входы принимают токи и напряжения непосредственно либо через ТТ, ТН или измерительные шунты.

• Вычислительная часть переводит входные сигналы в измеряемые и производные электрические величины.

• Индикация показывает текущий режим непосредственно на двери шкафа или панели.

• Память используется для максимальных значений, журналов и осциллограмм, если это предусмотрено моделью.

• RS-485, Ethernet и Bluetooth дают возможность настройки, передачи измерений и интеграции в другие системы.

• Модули ввода-вывода расширяют прибор от простой индикации до элемента телемеханики и локальной автоматики.

Однофазные и трёхфазные приборы: в чём разница

Однофазный прибор применяют, когда нужно контролировать одну электрическую цепь или отдельные каналы постоянного и переменного тока. Трёхфазный прибор предназначен для сетей, где одновременно важны фазные токи и напряжения и производные величины трёхфазной системы.

В нашей линейке КИП представлено однофазное направление ИРИС-О и ИРИС-О2. ИРИС-О2 позиционируется как компактный щитовой прибор для измерения напряжения, силы тока и частоты в цепях переменного и постоянного тока; он может подключаться напрямую, через ТТ и ТН и к измерительным шунтам. ИРИС-О имеет более развитую функциональность, включая осциллографирование и варианты модулей расширения.

Трёхфазное направление включает ИРИС-96, ИРИС-120 и ИРИС-DIN. Все три устройства серии поддерживают программный выбор номинала тока 1/5 А и напряжения 100/400 В. ИРИС-96 и ИРИС-120 ориентированы на щитовую установку, а ИРИС-DIN — на модульную установку на DIN-рейку и более глубокую автоматизацию.

Что даёт многофункциональность

Многофункциональный прибор уменьшает количество отдельных устройств на панели и связывает измерение с цифровой обработкой. Например, ИРИС-120 отображает до 30 электрических величин, имеет класс точности 0,2, поддерживает запись осциллограмм в COMTRADE, технический учёт электроэнергии и регистрацию максимальных значений. В зависимости от исполнения доступны RS-485, Ethernet, резервирование PRP и Bluetooth.

Для эксплуатации это особенно полезно: текущие значения видны на панели, а более подробные данные можно получить через программное обеспечение или систему мониторинга. Контрольно-измерительный прибор становится источником данных, а не только локальным индикатором.

Чем КИП отличается от счётчика электроэнергии и терминала РЗА

Измерительный прибор, счётчик и терминал релейной защиты решают разные основные задачи. КИП прежде всего измеряет и отображает параметры режима. Счётчик ориентирован на учёт электрической энергии. РЗА оценивает аварийные и ненормальные режимы и формирует защитные воздействия. Современные цифровые устройства могут иметь пересекающиеся дополнительные функции — например, технический учёт или осциллографирование, — но это не делает их полностью взаимозаменяемыми.

Где устанавливают контрольно-измерительное оборудование

• в ячейках КРУ, КСО и других распределительных устройствах;

• в шкафах релейной защиты, автоматики и телемеханики;

• в шкафах управления и силовых шкафах 0,4 кВ;

• на панелях управления и щитах собственных нужд;

• в СОПТ и других цепях постоянного тока;

• в системах локального и удалённого мониторинга.

Как выбрать контрольно-измерительный прибор

• Определить род тока: переменный, постоянный или необходимость работы с обоими.

• Определить число фаз и перечень величин, которые должны измеряться и отображаться.

• Проверить способ подключения: напрямую, через ТТ/ТН или через измерительный шунт.

• Определить требуемый класс точности и необходимость включения прибора в Госреестр СИ.

• Выбрать способ монтажа: панель/дверь шкафа либо DIN-рейка.

• Определить необходимость цифровой связи: RS-485, Ethernet, Bluetooth и конкретные протоколы.

• Проверить, нужны ли осциллограф, максиметр, технический учёт, аналоговые или дискретные входы/выходы.

• Сопоставить выбранную функциональность с конкретной моделью и актуальным РЭ.

Линейка ИРИС как пример построения КИП под разные задачи

Практический пример: РП «Подрезково»

На РП «Подрезково» цифровые измерительные приборы ИРИС-120 были применены вместе с терминалами РЗА Алтей-01 и Лютик-Т. ИРИС-120 использовались для отображения и передачи электрических параметров и дополняли систему защиты средствами измерения. Этот пример хорошо показывает место КИП на объекте: приборы не заменяют РЗА, а обеспечивают оперативный персонал и информационные системы данными о текущем режиме.

Проект РП «Подрезково»

Частые задаваемые вопрос по контрольно-измерительным приборам

Что такое контрольно-измерительные приборы?

Это приборы, предназначенные для измерения, индикации и, в современных цифровых исполнениях, передачи параметров контролируемого процесса. В энергетике основными параметрами являются ток, напряжение, частота, мощность и энергия.

Какие КИП применяют в энергетике?

Амперметры, вольтметры, частотомеры, многофункциональные однофазные и трёхфазные приборы, измерительные преобразователи и цифровые устройства с регистрацией и интерфейсами связи.

Что такое цифровой контрольно-измерительный прибор?

Это измерительное устройство, в котором сигнал обрабатывается цифровым способом. Такой прибор может объединять индикацию, вычисление производных величин, память, осциллографирование и цифровой обмен.

Нужен ли отдельный амперметр и вольтметр, если установлен многофункциональный прибор?

Не всегда. Один многофункциональный прибор может отображать несколько величин. Но состав измерений и требования проекта нужно проверять для конкретной модели.

Какой прибор выбрать для трёхфазной сети?

Для щитовой установки можно рассматривать ИРИС-96 или ИРИС-120. Если кроме измерений нужна телемеханика, модульный ввод-вывод и гибкая логика, на сайте для этой задачи представлен ИРИС-DIN.