Analizator jakości zasilania PQM-701

Rys. 1. PQM-701 w zestawie z akcesoriami standardowymi

Wraz z rozwojem techniki masowo zaczęto wprowadzać do systemu urządzenia, które przetwarzały energię elektryczną przed ostateczną zamianą na prąd. Coraz częściej silniki steruje się za pomocą falowników, które nie dość, że pozwalają na bezstopniową zmianę prędkości obrotowej silnika, ale również dają się bardzo łatwo sterować np. z komputera linii technologicznej.

W gospodarstwie domowym oprócz żarówki i czajnika elektrycznego spotkamy również kuchnie mikrofalowe, komputery, sprzęt Hi-Fi, które pobierają silnie odkształcony prąd z sieci, a sterownik fazowy znajdziemy nawet w odkurzaczu czy mikserze. W biurowcach tysiące świetlówek kompaktowych pobierają prąd o poziomie odkształceń ponad 150%, a urządzenia będące wyposażeniem biur - kopiarki, komputery, UPS-y - w większości są znaczącym źródłem odkształceń prądu w sieci od sinusoidalnego kształtu.

Problemy, których powodem jest zła jakość zasilania, są niezwykle poważne i potrafią w znaczący sposób utrudnić życie odbiorcom energii elektrycznej, narażając ich niejednokrotnie nawet na znaczne straty materialne. Do najważniejszych zagadnień dotyczących jakości zasilania należą:

• występowanie w sieci zasilającej wyższych harmonicznych,
• występowanie zapadów i zaników napięcia,
• zdarzenia krótkotrwałe, ale o bardzo wysokich amplitudach, przepięcia,
• migotanie światła (flicker),
• asymetria zasilania.

Analizator PQM-701

Rys. 2. Konfiguracja analizatora

Przedstawione wyżej zjawiska to część problemów związanych z jakością zasilania. Aby wyeliminować zagrożenia dla bezpieczeństwa eksploatacji sieci energoelektrycznych oraz urządzeń, które są z nich zasilane, należy rozpoznać zjawiska występujące w tejże sieci i prawidłowo je zinterpretować. Można je badać analizatorem PQM-701.

Miernik jest adresowany do bardzo szerokiego grona użytkowników, którzy potrzebują kontrolować jakość energii elektrycznej przy użyciu urządzenia przenośnego. Przeznaczony jest do wykorzystania praktycznie we wszystkich rodzajach sieci od 110V do 690V w sposób bezpośredni lub pośredni poprzez przekładniki. Może on pracować w sieciach jednofazowych, dwufazowych ze wspólnym N, trójfazowych gwiazdowych z i bez N lub trójfazowych o układzie trójkąta.

Tak więc PQM-701 jest przyrządem, który może znaleźć zastosowanie zarówno w obszarze energetyki zawodowej, służb utrzymania ruchu w zakładach przemysłowych, jak i wśród osób prowadzących działalność usługową w zakresie analizy sieci. Analizator został umieszczony w prostej, solidnej obudowie o stopniu ochrony IP65.

Jej konstrukcja umożliwia zainstalowanie analizatora praktycznie w każdych warunkach zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz pomieszczeń. Miernik ma wbudowaną grzałkę, która włącza się automatycznie, jeśli temperatura wewnątrz miernika spada poniżej 0°C. Dzięki temu zapewnione są optymalne warunki dla pracy układów elektronicznych analizatora. Dołączone do miernika specjalne opaski pozwalają na założenie przyrządu np. na słupie.

Przyrząd wyposażony jest w pięć wejść napięciowych, przy czym wejście N (przewód neutralny) jest wspólne. Zakres mierzonych napięć to maksymalnie ±1150V. Do pomiaru prądów służą cztery wejścia prądowe, które pozwalają na przyłączenie kilku rodzajów cęgów prądowych. Wśród nich znajdują się cęgi giętkie F-1, F-2, F-3 o zakresie nominalnym 3000A (różniące się średnicą) oraz cęgi twarde C-4 (zakres 1000A AC), C-5 (zakres 1000A AC/DC) i C-6 (zakres 10A AC). Miernik wyposażono w kartę pamięci typu SD (Secure Digital) o dużej pojemności.

Po zakończonej rejestracji możliwe jest wyjęcie karty ze złącza analizatora i użycie zewnętrznego czytnika kart SD w połączeniu z dołączonym oprogramowaniem w celu maksymalnie szybkiego transferu danych do komputera. Dane można również odczytać przy użyciu łącza USB lub transmisji radiowej.

Analizator jakości zasilania PQM-701 jest zaawansowanym technicznie produktem umożliwiającym wszechstronny pomiar, analizę i rejestrację parametrów sieci energetycznych 50/60 Hz oraz jakości energii elektrycznej zgodnie z europejską normą EN 50160 oraz Rozporządzeniem Ministra Gospodarki w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego. PQM-701 rejestruje współczynniki szczytu dla prądu i napięcia, częstotliwości w zakresie 40-70Hz, moc czynną, pozorną, odkształconą, bierną wraz z określeniem jej charakteru (pojemnościowa lub indukcyjna).

Przy pomiarach mocy biernej możemy wykorzystać dwie metody pomiaru: Budeanu lub IEEE 1549. Oczywiście takie parametry jak energia czynna, bierna, pozorna, współczynnik mocy (Power Factor), cosφ i tgφ są również rejestrowane. Kolejne wielkości, które możemy analizować, to stopień przeciążenia transformatora spowodowany zakłóceniami harmonicznymi (K), harmoniczne w prądzie i napięciu do 50. harmonicznej, współczynnik THD w prądzie i w napięciu, współczynnik migotania światła krótko- i długookresowy, asymetria napięć i prądów.

Rejestrowane są również wszelkie zdarzenia typu zapady, przerosty i przerwy napięcia wraz z oscylogramami (również dla prądów). Po każdym okresie uśredniania miernik może rejestrować oscylogramy dla prądu i napięcia. Wszystkie wymienione możliwości pozwalają na wszechstronne przeanalizowanie zjawisk w badanej sieci elektrycznej.

PQM-701 dostarczany jest w zestawie ze wszystkimi niezbędnymi przewodami przyłączeniowymi i przewodami zasilającymi (zasilanie z fazy L-1). W komplecie znajdują się krokodylki, przewód do transmisji danych, karta SD, walizka transportowa, zestaw do mocowania urządzenia na słupie i oprogramowanie. Akumulator podtrzymujący pracę urządzenia w przypadku zaniku napięcia na fazie L1 jest wbudowany w środku urządzenia.

Oprogramowanie Sonel Analiza

Rys. 3. Oscylogramy zdarzenia

Kluczowym elementem stanowiącym o przydatności urządzenia w prowadzonych analizach jest oprogramowanie Sonel Analiza, bez którego sam przyrząd nie może funkcjonować. Program umożliwia konfigurowanie poszczególnych funkcji pomiarowych, analizę danych zgromadzonych w procesie rejestracji oraz obserwację parametrów bieżących sieci. Pozwala także na pełną konfigurację analizatora pod kątem rejestrowanych parametrów, zabezpieczeń, preferencji punktów pomiarowych (analizator dokonuje rejestracji w czterech różnych punktach dzięki czterem niezależnym konfiguracjom).

Z poziomu programu można ustawić tryb wyzwalania rejestracji, harmonogram czasowy rejestracji czy skonfigurować przydział pamięci dla poszczególnych punktów pomiarowych. Zupełnie niezależnie od prowadzonej rejestracji oraz wybranych w trybie konfiguracji parametrów, istnieje możliwość podglądu wielu parametrów w czasie rzeczywistym, które są mierzone przez PQM-701.

Zobaczyć można:

• wykresy przebiegów prądu i napięcia dla poszczególnych faz,
• wykresy wartości prądu i napięcia w funkcji czasu dla poszczególnych faz,
• wszystkie wielkości, w formie tabelarycznej, mierzone przez urządzenie PQM-701,
• przesunięcia napięć i prądów prezentowane na wykresie wskazowym,
• harmoniczne prądów i napięć aż do 50. harmonicznej oraz mocy czynnej i biernej harmonicznych.

Głównym celem programu jest odczyt danych z miernika i ich analiza. Użytkownik ma do dyspozycji możliwość przeglądania danych z pomiarów w formie tabelarycznej, przeglądania zdarzeń wraz z ich oscylogramami oraz tworzenia raportów i różnego rodzaju wykresów.

Ekran zdarzeń otwiera przed użytkownikiem szerokie możliwości analizy wszystkich wybranych zdarzeń. Program daje możliwość drukowania raportów oraz wykresów. W przypadku kiedy w okresie rejestracji zapisano wiele setek zdarzeń, istnieje możliwość odznaczenia markerem tylko tych, które z jakichś powodów są dla nas istotne bardziej niż inne.

Posumowanie

PQM-701 wraz z oprogramowaniem stanowi niezwykle przydatny analizator jakości zasilania do zastosowania we wszystkich obszarach elektroenergetyki, zarówno w energetyce zawodowej, jak i zakładach przemysłowych. Odporny na warunki środowiskowe, łatwy w obsłudze i z przyjaznym oprogramowaniem w języku polskim stanowi doskonałą alternatywę dla urządzeń już funkcjonujących na rynku, zwłaszcza w zakresie ceny do możliwości.

Roman Domański,
Marcin Szkudniewski
Sonel S.A.
www.sonel.pl