Rejestrator jakości energii do długotrwałej rejestracji przerywanych zakłóceń

Artykuł o oscyloskopie w analizie zakłóceń opisuje rejestrację pojedynczego, krótkotrwałego zdarzenia podczas obsługiwanej, ukierunkowanej sesji pomiarowej. Artykuł o pomiarze harmonicznych za pomocą analizatora sieci opisuje migawkę obciążenia harmonicznego w jednym momencie. Ten artykuł dotyczy trzeciego scenariusza zastosowania: rejestratora jakości energii, który nienadzorowany rejestruje przez dni do tygodni zgodnie z IEC 61000-4-30, konkretnie po to, aby uchwycić przerywany lub nieprzewidywalny wzorzec zakłóceń, który podczas krótkiego, obsługiwanego pomiaru prawdopodobnie zostałby pominięty.

Dlaczego inny przyrząd do innego problemu

Oscyloskop rejestruje pojedyncze zdarzenie w chwili, gdy technik jest obecny i ustawił wyzwalanie — odpowiedni dla zjawiska powtarzalnego lub możliwego do wywołania na żądanie. Analizator sieci daje reprezentatywną migawkę sytuacji harmonicznej i jakości energii w chwili pomiaru — odpowiedni do scharakteryzowania strukturalnego wzorca obciążenia. Żaden z nich nie nadaje się do reklamacji typu "napęd wyłącza się losowo, kilka razy w tygodniu, o nieprzewidywalnych porach" — do tego potrzebna jest nienadzorowana, długotrwała rejestracja, która uchwyci zdarzenie tak samo o trzeciej w nocy, jak i o trzeciej po południu.

IEC 61000-4-30: klasy pomiarowe A i S

IEC 61000-4-30 definiuje metody pomiaru parametrów jakości energii (zapady napięcia, wzrosty napięcia, przerwy, migotanie, harmoniczne, niesymetria, częstotliwość) i przypisuje dwie istotne klasy pomiarowe:

• Klasa A: najwyższa klasa dokładności, ze ściśle zdefiniowanymi algorytmami pomiarowymi i granicami niepewności. Pomiary z dwóch przyrządów klasy A różnych producentów na tym samym sygnale muszą zgadzać się w granicach określonej niepewności. Klasa A jest wymagana tam, gdzie pomiar jest wiążący umownie lub może służyć jako dowód w sporze — na przykład w sporze z operatorem sieci o przyczynę powtarzających się zapadów.
• Klasa S: klasa przeglądowa z szerszymi tolerancjami, przeznaczona do eksploracji statystycznej i analizy trendów, nie do rozstrzygania sporów.

Do długotrwałej rejestracji diagnostycznej uzasadniającej reklamację wobec operatora sieci klasa A jest właściwym wyborem; do wstępnego, wewnętrznego badania podejrzewanego problemu klasa S może wystarczyć.

Zastosowanie praktyczne

Rejestrator jakości energii jest zwykle podłączany tymczasowo w punkcie, w którym podejrzewa się zakłócenie (rozdzielnica główna, obwód zasilający konkretną maszynę lub punkt przyłączenia operatora sieci), i pozostawiany do ciągłej rejestracji przez dni do tygodni. Kluczowe kwestie dla sensownego zastosowania:

• Synchronizacja czasu: zegar rejestratora musi być dokładnie zsynchronizowany, aby zarejestrowany zapad lub przerwę można było dokładnie skorelować z dziennikiem zdarzeń zakłóceń danego urządzenia (alarm PLC, wyłączenie napędu, zadziałanie przekaźnika zabezpieczenia) lub, w przypadku reklamacji wobec operatora sieci, z jego własnymi zapisami.
• Ustawienia progów: progi wyzwalania dla zapadu, wzrostu napięcia i przerwy powinny odpowiadać temu, co dane urządzenie rzeczywiście odbiera jako zakłócające (zob. także artykuł o zapadach napięcia i przerwach według EN 50160), a nie jedynie generycznemu ustawieniu fabrycznemu.
• Wystarczający czas rejestracji: przy zakłóceniu występującym kilka razy w tygodniu okres rejestracji wynoszący zaledwie jeden lub dwa dni jest często zbyt krótki, aby statystycznie wiarygodnie uchwycić wzorzec; okres co najmniej jednego do dwóch tygodni jest bardziej typowy.
• Korelacja po fakcie: rzeczywista wartość diagnostyczna nie tkwi w samej rejestracji, lecz w zestawieniu znaczników czasu zarejestrowanych zdarzeń sieciowych ze znacznikami czasu komunikatów o zakłóceniach urządzenia.

Różnica względem migawki analizatora sieci

Analizator sieci zastosowany do pomiaru harmonicznych zwykle mierzy podczas ograniczonej, obsługiwanej sesji i daje uśredniony lub reprezentatywny obraz obciążenia w danym momencie. Rejestrator jakości energii jest przede wszystkim skonfigurowany do sterowanego zdarzeniami rejestrowania nieprawidłowych zdarzeń (zapad, wzrost napięcia, przerwa, stan przejściowy) w długim okresie, wraz z dokładnym momentem wystąpienia każdego zdarzenia — składnik czasowy jest tu równie ważny jak sama zmierzona wartość.

Częste błędy

1. Stosowanie sprzętu klasy S do pomiaru mającego służyć jako dowód w sporze z operatorem sieci, podczas gdy do tego celu wymagana jest klasa A.
2. Zbyt krótki okres rejestracji dobrany do zakłócenia występującego jedynie sporadycznie, przez co zdarzenie zostaje po prostu pominięte.
3. Brak synchronizacji czasu między rejestratorem a dziennikiem zdarzeń zakłóceń danego urządzenia, przez co po fakcie nie można ustalić wiarygodnej korelacji.
4. Stosowanie generycznych progów wyzwalania zamiast progów dopasowanych do rzeczywistej czułości danego urządzenia, przez co istotne zdarzenia nie są rejestrowane lub rejestrator zostaje zalany nieistotnymi wpisami.

Powiązane materiały

• Pomiar harmonicznych za pomocą analizatora sieci — współczynnik K
• Oscyloskop w analizie zakłóceń — bezpieczeństwo CAT
• Pomiar spadku napięcia — multimetr versus obliczenia
• Zapady napięcia i przerwy według EN 50160