Funkcje pomiarowe i możliwości metrologiczne

Rys. 5. Zestawienie cech oferty handlowej, które są brane przez klientów podczas wyboru analizatora

Najbardziej interesującą możliwością pomiarową analizatorów są funkcje, które nie są możliwe do zbadania za pomocą mierników tradycyjnych, a więc związane z wykrywaniem zdarzeń losowych i anomalii, wartości chwilowych prądów rozruchowych lub chwilowego zapotrzebowania na moc zasilania. Pojawiające się nieregularnie przepięcia lub zaniki napięcia sieci, chwilowe wzrosty i zapady mogą mieć duży wpływ na zasilane urządzenia, dlatego wszystkie analizatory dysponują rozbudowanymi mechanizmami wykrywania takich zdarzeń, alarmowania o ich wystąpieniu oraz rejestrowania i zapamiętywania charakterystycznych wartości parametrów opisujących je w pamięci przyrządu. Wiele przyrządów dysponuje też możliwością pracy zdalnej, pozwalając na podpięcie do instalacji i pozostawienie na długi okres oraz na dostęp przez łącze bezprzewodowe lub sieć lokalną.

Kolejną ważną i unikalną dla analizatorów grupę badań tworzą analizy harmonicznych napięcia sieci, będące wynikiem nieliniowego poboru prądu przez odbiorniki, jak zasilacze impulsowe małej mocy, zasilacze dla lamp oświetleniowych, po części również falowniki w napędach. Analizatory ułatwiają to zadanie, nie tylko dostarczając pomiaru całkowitego współczynnika zawartości harmonicznych THD, ale także analizując sieć w wybranym zakresie.

W większości przypadków ważne jest to, co dzieje się na początku, z pierwszymi kilkunastoma wielokrotnościami częstotliwości sieci, gdyż one niosą największą energię, ale aparatura dostępna na rynku mierzy także energię wybranych harmonicznych ze środka zakresu maksymalnego. Pozostałe pomiary realizowane przez większość mierników to obliczanie zapotrzebowania na moc, jakie wylicza się na podstawie analizy zgromadzonych wartości chwilowych, pomiar zużycia energii, współczynnika asymetrii dla poszczególnych faz napięcia sieci, a nawet wyliczanie parametrów układu kompensacji mocy biernej.

Ważną cechą, jaka powinna charakteryzować analizator jakości energii, jest zgodność z klasą A według normy IEC 61000-4-30. Określa ona parametry, jakimi powinien wyróżniać się analizator, którego wyniki mogą stanowić dowód w rozwiązywaniu sporów na drodze sądowej. Rejestratory mogą występować w wersjach przenośnych lub stacjonarnych. Wersje stacjonarne są zwykle instalowane w celu prowadzenia ciągłego monitoringu. Urządzenia przenośne znajdują główne zastosowania w diagnostyce oraz kontrolach prewencyjnych.

Rynek analizatorów

Rys. 6. Lista ważnych cech technicznych i parametrów, które są pożądane i poszukiwane przez kupujących

Ceny analizatorów lokują się pomiędzy tym, co płaci się za sprzęt popularny, a tym, ile kosztuje aparatura laboratoryjna. Typową kwotą odniesienia może być 10-15 tys. zł za przyzwoity analizator, gdy oprócz samego miernika uwzględni się też wymienne sondy i akcesoria. Niemniej spore ceny transakcyjne słabo przekładają się na równie duże obroty dostawców, bo jak wynika z rysunku 1, co trzecia firma miała sprzedaż zawierająca się między 100 a 500 tys. zł, a tylko co dwunasta mogła pochwalić się obrotami przekraczającymi 5 mln zł rocznie.

Powodów może być kilka, na przykład to, że firmy nie mają wydzielonych dokładnych danych na temat akurat tej grupy przyrządów. Na kształt wykresu pokazanego na rysunku 1 wpłynęło też to, że nie wszystkie firmy podały nam w ankietach informacje na temat swojej sprzedaży, przez co wykres należy traktować jako przybliżony i raczej niedoszacowany. W rzeczywistości firm mogących pochwalić się dużą sprzedażą jest zapewne więcej. Bez takich korekt zestawienie obrotów z rysunku 1 wygląda nijako i niestety kompletnie nie oddaje specyfiki tego sektora rynku.

Kolejny rysunek ilustruje, jaką część obrotów dostawców sprzętu pomiarowego stanowią analizatory jakości energii. Zestawienie to pozwala ocenić stopień specjalizacji branży, to, czy omawiane produkty pozwalają stworzyć rdzeń biznesu firmy oraz dla ilu firm z tabeli 2 analizatory są czymś więcej niż tylko jedną z wielu pozycji w dużym katalogu.

Jak widać z zamieszczonych danych, dla ponad połowy dostawców omawiane urządzenia to niewielki dodatek przynoszący maksymalnie 10% dochodów ze sprzedaży, co jest typowe dla większości grup asortymentowych omawianych w naszych analizach. W warunkach krajowych większość firm rozwija się "poziomo", a więc stale poszerza ofertę tak, aby mieć możliwie najszersze i kompleksowe spektrum produktów.

Niewiele sektorów rynku jest na tyle chłonnych, aby zapewnić dochody wystarczające dla utrzymania wyspecjalizowanego dostawcy i jak widać z procentów, 27% dostawców ma z nich 36-50% sprzedaży, czyli innymi słowy analizatory mogą być ważnym i strategicznym produktem, ale nie same.

Tabela 2. Dane kontaktowe do firm

Spojrzenie na wzrosty i spadki sprzedaży pokazane na rysunku 3 pozwala stwierdzić, że rynek analizatorów rozwija się w dobrym umiarkowanym tempie, a biorąc pod uwagę ogólną sytuację na rynku, nawet całkiem nieźle. Każdy kolejny rok począwszy od 2011 jest lepszy, bo notowane wzrosty obrotów rok do roku są coraz wyższe - w 2013 roku 30% dostawców miało wzrost sprzedaży na poziomie ok. 20-30%, czyli niewątpliwie na tych produktach daje się zarobić.

Aktualna sytuacja na rynku analizatorów pokazana została na rysunku 4, gdzie zilustrowano wyniki redakcyjnej ankiety, w której pytaliśmy o stopień konkurencji na rynku, tendencje w koniunkturze oraz sytuację w pierwszej połowie 2014 roku. Zdaniem większości specjalistów koniunktura w branży jest mniej więcej taka sama, ale jednocześnie co trzeci pytany uznał, że zmienia się na lepsze. Podobnie było z oceną 2014 roku - mniej więcej połowa uważa, że nic się nie zmieniło w stosunku do poprzedniego okresu, ale kolejne 42% zasygnalizowało pogorszenie biznesu.

Być może wynika to z charakteru rynku aparatury pomiarowej, na którym wiele większych zakupów realizowanych jest w ostatnich miesiącach, w ramach przetargów, zakupów inwestycyjnych lub w oparciu o nadwyżkę środków. Innymi słowy, o wyniku potrafią zadecydować dwa ostatnie miesiące, stąd prognozowanie na podstawie pierwszych dwóch kwartałów akurat w przypadku sprzętu pomiarowego wiąże się z dużą nieufnością badawczą.

Czynniki istotne dla klientów

Rys. 7. Najważniejsze zadania pomiarowe związane z analizatorami jakości energii elektrycznej

Na rysunku 5 pokazujemy zestawienie najpopularniejszych i typowych cech analizatorów jakości energii elektrycznej, które zwykle rozważa się podczas wyboru dostawcy. Lista kryteriów o charakterze biznesowym i handlowym ma w założeniach pokazywać, co się liczy a co nie, ale w praktyce zawsze na szczycie wykresu jest cena. Niestety specyfika zakupów bazujących na przetargach, ciężkie lata w gospodarce i duża konkurencja na rynku powodują, że najpierw patrzy się na cenę danego rozwiązania, a dopiero w następnej kolejności na parametry techniczne i funkcjonalność, jakość wykonania i podobne aspekty.

Zgodnie z rysunkiem 5 liczy się także to, że przyrząd spełnia normy i ma stosowne certyfikaty oraz jaka jest marka i renoma producenta. Znaczenie tych ostatnich dwóch czynników jest widoczne zwłaszcza w aparaturze pomiarowej, gdzie wielu klientów kojarzy wprost markę producenta z klasą jakościową wyrobu, a dodatkowo wiele tego sprzętu służy jako narzędzie do rozstrzygania sporów i rozliczeń, więc jakość metrologiczna musi być udokumentowana.

Od strony technicznej za najważniejsze postrzega się dużą pamięć przyrządów i związaną z nimi zdolność do długotrwałej rejestracji danych, co wydaje się logiczne w omawianej tematyce, gdzie wiele zaburzeń i anomalii ma charakter losowy lub musi być ocenianych metodami statystycznymi. Na kolejnych miejscach ulokowała się duża uniwersalność i funkcjonalność takiej aparatury oraz zaawansowane funkcje jak raporty i wykresy. Innymi słowy, kupujący chcą mieć wydajny i łatwy w obsłudze sprzęt, który przyda się do wielu zadań pomiarowych i najlepiej, gdy przygotuje gotowe raporty za pomocą jednego naciśnięcia przycisku. Znaczenie precyzji analizatorów dla klientów podkreślają też wysokie pozycje zgodności z klasą A i ogólnie wysoka rozdzielczość wbudowanych przetworników (rys. 6).

Do czego najczęściej używa się analizatorów?

Rys. 8. W zestawieniu odbiorców analizatorów jakości energii czołowe miejsce zajęli duzi odbiorcy przemysłowi

Analizatory jakości energii zasługują z pewnością na miano uniwersalnych przyrządów pomiarowych i zakres ich stosowania jest szeroki. Jak wynika z redakcyjnej ankiety, analizatory wcale nie służą do tego, aby rozstrzygać spory z dostawcą energii elektrycznej, po to by płacić za odpowiednią jakość (rys. 7). Ten czynnik został uznany akurat za najmniej ważny.

Wszystkie pozostałe wiążą się z diagnostyką sieci zasilającej, detekcją usterek istniejących i przewidywaniem problemów. Firmy chcą monitorować jakość sieci energetycznej i dostrzegają znaczenie dobrych parametrów zasilania dla produkcji, ale raczej nastawiają się na współpracę z dostawcą energii niż walkę o pieniądze. Czyli celem nie jest wywalczenie upustu za energię złej jakości, tylko otrzymywanie jej w dobrym stanie.

Analizatory kupują przede wszystkim duże przedsiębiorstwa i zakłady produkcyjne, które mają na tyle rozbudowane instalacje i park maszynowy, że opłaca się im kupić taką aparaturę dla siebie. Mniejsze firmy korzystają z usług pomiarowych dostarczanych przez firmy zewnętrzne, które są trzecim najważniejszym odbiorcą tych urządzeń. Analizatory kupują zakłady energetyczne po to, aby nadzorować i dbać o sieć. Jak zauważono, celem nie jest wchodzenie w kosztowne i długotrwałe spory, bo ew. wygrana w sądzie nie tylko nie rozwiąże problemu złej jakości, ale też niekoniecznie musi przynieść sensownej wielkości gratyfikację.

Przegląd dostawców analizatorów

Rys. 9. Wykres chmurkowy wiodących dostawców urządzeń do analizy jakości energii zasilającej zdominowały Lumel i Sonel

Większość dostawców tytułowych przyrządów stanowią firmy handlowo-dystrybucyjne. Wśród nich są przedsiębiorstwa oferujące szerokie spektrum aparatury pomiarowej, jak na przykład Biall, który jest przedstawicielem firm Elspec i Kyoritsu oraz Artel. Oferta firmy obejmuje szeroką grupę przyrządów o uniwersalnym charakterze, jak też aparaturę laboratoryjną, mierniki do pomiarów środowiskowych, mierniki do sprawdzania instalacji elektrycznych i oczywiście analizatory mocy i jakości energii. Podobny profil ma NDN.

Bardziej specjalizowaną ofertę ma firma Merserwis zajmująca się dystrybucją i sprzedażą elektrycznej i elektronicznej aparatury kontrolno-pomiarowej, elementów i systemów automatyki oraz narzędzi dla elektryków i elektroników. W zakresie raportu Merserwis sprzedaje przyrządy firmy Metrel, producenta mierników parametrów instalacji elektrycznych, jakości energii elektrycznej i podobnych a także mierniki firm Circutor i Sonel.

Firma prowadzi też serwis aparatury i dokonuje kalibracji. Do dostawców aparatury zaliczyć można także Labimed, oferujący analizatory jakości zasilania i mierniki mocy firmy Hioki oraz firmę Tespol oferującą produkty Fluke i Sonel.

Drugą grupę uczestników raportu tworzą firmy handlowe, w których omawiana aparatura pomiarowa uzupełnia sprzedaż produktów dla elektroniki i automatyki. Taką firmą są Semicon i Elhurt, który oprócz szerokiego asortymentu podzespołów zajmuje się także analizatorami parametrów jakości energii reprezentują Fluke. Podobny profil rynkowy mają dostawcy katalogowi, a więc TME, sprzedający także mierniki Fluke, Conrad oferujący sprzęt Fluke i Chauvin Arnoux oraz Farnell element 14 (Fluke, Agilent, TTI).

Ofertę ogólną, ale skierowaną już bardziej na przemysł ma Astat - firma handlowa proponująca m.in. aparaturę pomiarową i elementy automatyki. W zakresie analizatorów jakości energii Astat jest przedstawicielem firmy A-Eberle. Analizatory jakości energii ma też Eltron, który jest przedstawicielem firmy Carlo Gavazzi. Ta włoska firma od kilkunastu lat zajmuje się zagadnieniami analizy i pomiaru energii elektrycznej.

Rys. 10. Najpopularniejsze marki zagraniczne związane z analizatorami

Ostatnią grupę dostawców tworzą krajowi producenci aparatury pomiarowej. Do grona tych firm zaliczyć należy Sonel oraz zielonogórski Lumel, producent aparatury pomiarowej i urządzeń automatyki, w tym również urządzeń do pomiarów i analizy parametrów sieci energetycznych. Oferta Lumelu w zakresie mierników parametrów sieci obejmuje mierniki parametrów sieci 1-fazowych i 3-fazowych, zarówno zaawansowane jak, i tanie wersje o uniwersalnym zastosowaniu. Innym znanym wytwórcą krajowym jest Twelve Electric, zajmujący się produkcją i sprzedażą analizatorów parametrów sieci AS3, wykonywaniem pomiarów jak również budową kompleksowych systemów monitorowania energii elektrycznej.

Ciekawą propozycję analizatora ma firma Sidus Novum, która produkuje sprzęt z częścią cyfrową bazującą na FPGA, co zapewnia pracę i monitorowanie w czasie rzeczywistym. W kategorii producentów mieszczą się także firmy takie jak Calmet, zajmujący się produkcją precyzyjnych źródeł napięcia i prądu, jedno- i trójfazowych kalibratorów mocy, testerów liczników energii i analizatorów jakości energii.

Na rysunkach 9 i 10 pokazujemy wykresy chmurkowe ilustrujące najpopularniejszych dostawców analizatorów i marki zagraniczne znane w kraju. Wykresy powstały na bazie ankiet - im częściej padała w nich dana nazwa, tym na wykresie została napisana większą czcionką.

Zestawienie tabelaryczne

Tabela 3. Plan raportów "Elektronika" na najbliższe miesiące

W raporcie wzięło udział 19 firm, w tym aż pięciu producentów, co jest bardzo dobrym wynikiem, gdy weźmie się pod uwagę wielkość naszego rynku oraz wysoką specjalizację tej aparatury. Niemniej liczba dostawców nie zmieniła się od 2007 roku, kiedy po raz pierwszy zajęliśmy się w "Elektroniku" tematyką jakości energii, co sugeruje, że rynek został podzielony między dostawców wiele lat temu i zmian w krajobrazie raczej nie ma.

Zestawienie ofert dostawców analizatorów energii elektrycznej pokazane zostało w tabeli 1 i ma ono charakter ogólny, taki aby przybliżyć zarys oferty poszczególnych firm i dzięki danym kontaktowym zebranym w tabeli 2 dać możliwość kierowania dalszych szczegółowych pytań.

Robert Magdziak

Źródłem wszystkich danych przedstawionych w tabelach oraz na wykresach są wyniki uzyskane w badaniu ankietowym przeprowadzonym wśród producentów, dystrybutorów i innych firm dostawców analizatorów jakości energii w Polsce.