Контроль электроэнергии

Региcтрация и анализ пoказателей качеcтва электрoэнергии пoмoгают кoнтрoлирoвать электрoпитания и oбеcпечивать неoбхoдимый урoвень егo качеcтва. Кoмпания ЗАО «ПриСТ» разрабoтала трехфазные региcтратoры-анализатoры для cпециалиcтoв, чья деятельнocть cвязана c электрoэнергией.

С появлением приборов АКЭ-823 и АКЭ-824 такая важная задача, как региcтрация и анализ показателей качеcтва электроэнергии (ПКЭ), cтановитcя минимальной по трудозатратам и проcтой в реализации. Новые трехфазные региcтраторы-анализаторы, предлагаемые ЗАО «ПриСТ», предcтавляют cобой выcокоточный инcтрумент для записи показателей, оценки качества электроэнергии, изучения свойств электрических нагрузок, а также измерения мощности и энергии.
 
К функциональным возможностям прибора относятся: изучение нагрузок - проверка состояния и возможностей системы электроснабжения перед включением дополнительных нагрузок; оценка энергии - количественная оценка потребления энергии до и после усовершенствования систем для определения эффективности устройств энергосбережения и устройств КРМ; измерение гармоник - обнаружение проблем, связанных с гармониками, способных стать причиной неполадок в работе или повреждения чувствительной аппаратуры; регистрация аномалий напряжения - контроль кратковременных понижений и повышений напряжения, приводящих к ложным сбросам в аппаратуре и нежелательному срабатыванию автоматических выключателей.

Уникальность регистраторов-анализаторов АКЭ-823/-824 заключается в построении на платформе ОС Windows CE; в возможности применения 16-битного АЦП (256 отсчетов за период частоты 50 Гц); наличии цветного сенсорного TFT-дисплея с подсветкой; способности одновременной записи в трех режимах: аномалии, кратковременные импульсы и текущие интегральные измерения. Анализатор может измерять напряжение, токи, все виды мощности и энергии, коэффициент мощности, THD и другие параметры аналоговых или импульсных сигналов (максимум - до 251 параметра). Следует подчеркнуть, что все эти возможности обеспечиваются как в трехфазной энергосистеме всех типов исполнения, так и в однофазной электросети.

Анализатор по своему исполнению – девятиканальный осциллограф (четыре токовых входов и пять потенциальных) с максимальной частотой дискретизации до 200 кГц. В АЦП все входные сигналы (напряжение и ток) преобразуются в 256 отсчетов (сэмплов) за 1 период f=50 Гц и собираются в модули. Хранение в приборе всех данных, учитывая частоту дискретизации, потребовало бы огромного объема внутренней памяти. Для рационального заполнения ячеек разработчики реализовали способ сжатия информации. Как единственно возможный был выбран метод интегрирования: по окончании интервала времени, называемого «период интегрирования». Из всего массива оцифрованных (сэмплированных) данных прибор выбирает только следующие: минимальное значение за период интегрирования (кроме гармоник); среднее значение параметра за период (среднее арифметическое всех значений); максимальное значение за период интегрирования (кроме гармоник).

К основным измерительным возможностям относятся: в режиме «Анализатор» - детектирование аномалий напряжения от 10 мс (отклонения, колебания и провалы), импульсов напряжения (voltage spikes) от 5 мкс до 2,5 мс и амплитудой до 6 кВ (только АКЭ-824), а также бросков тока (inrush current) от 10 мс и амплитудой до 3 кА пикового значения; регистрация отклонений частоты; регистрация гармонических искажений (до 49-й гармоники) по напряжению и току; построение векторных диаграмм и графиков; статистический анализ; измерение дозы фликера, коэффициента асимметрии напряжений в обратной и нулевой последовательности для трехфазной энергосистемы. В режиме «регистратора данных» измеряется запись в память текущих значений контролируемых параметров (TRMS-значений сигналов произвольной формы).

В случае обнаружения аномалий напряжения приборы фиксируют в сводной таблице за период записи их общее количество, номер фазы события, полярность, дату, время, длительность и максимальное значение. При объеме штатной внутренней памяти 16 Мб длительность автономной записи 251 параметра (интервал усреднения 15 мин) составляет более 90 суток. Имеется возможность увеличения внутренней памяти за счет применения compact-flash (до 512 Мб). По выбору оператора данные отображаются в виде таблиц численных значений, графиков (гистограмм) или векторных диаграмм. Настройки можно выполнять непосредственно в строке меню на сенсорном цветном дисплее.

Благодаря легкосъемным гибким токовым преобразователям, а также маркировке измерительных проводов, входных гнезд и цветного дисплея подготовка регистратора к работе занимает не более одной минуты.

Программное обеспечение TopView из комплекта прибора позволяет управлять режимами измерений, выбирать параметры регистрации и анализировать результаты. При необходимости можно вносить анализаторы, которые вызовут интерес в первую очередь у отраслевых специалистов, профессионалов в области электроэнергетики и энергоаудита, в Госреестр СИ.


Согласно данным начальника инженерно-технического отдела компании ЗАО «ПриСТ» А. Шиганова, от других аналогичных приборов новинки отличают реализованные алгоритмы, высокие технические характеристики, функциональная насыщенность, оригинальные решения и современный дизайн. Главная особенность старшей модели в серии АКЭ-824 - возможность детектирования кратковременных импульсов напряжения (voltage spikes).

Для регистрации анализатор подключается к тестируемой энергосистеме, а для наглядности приводятся два наиболее распространенных варианта подключения. Всего в меню прибора находятся четыре типа энергосистем.

Прибор анализирует все возможные события, связанные с фазным напряжением, удовлетворяющие следующим критериям и условиям: быстрое изменение крутизны нарастания кривой сигнала напряжения (больше заданной); превышение порога, заданного пользователем.

Наибольшее число записываемых событий – четыре импульса за половину периода f=50 Гц. Максимальное общее количество регистрируемых событий – до 20 000.

Прибор на входе непрерывно проверяет и преобразует с помощью двух 16-битных АЦП напряжение сигнала одновременно по двум внутренним параллельным трактам с различной частотой дискретизации: SLOW (медленно) - оцифровка с частотой 256 выборок за период 50 Гц; FAST (быстро) - оцифровка с частотой дискретизации 200 кГц. При возникновении на входе события прибор автоматически проверяет его на соответствие одному из следующих условий: dV/dt > 100В/5ms > FAST; dV/dt > 100В/78ms > SLOW @ 50Hz, во время интервала регистрации, определяемого как: 32 x 5 ms = 160 ms; 32 x 78 ms = 2,5 ms. Положительный и отрицательный размахи (DELTA+ и DELTA-) определяются, если амплитуда импульса превышает условное «сито», заданное пользователем.

По окончании записи на дисплее прибора отображается общее количество зарегистрированных событий. Новинки способны в реальном времени детектировать события, связанные с бросками тока, обычно проявляющимися в виде пусковых токов электрооборудования, двигателей, механизмов и приводов. Однако броски тока могут быть связаны и с другими ситуациями: маневрирование нагрузками, переключение фидеров электропитания, срабатывание защитных устройств, колебания токов до установившегося значения и т.д.

Прибор обнаруживает и регистрирует как «пусковой ток» все такие события, при которых текущее TRMS-значение тока превышает установленный оператором порог (лимит). Максимальное число сохраненных событий - 1 000 бросков. Во время установки параметров непосредственно перед началом регистрации в режиме «регистрация бросков тока (inrush current)» пользователь может изменять следующие настройки:

     - Установленный порог: значение силы тока для детектирования событий как бросков. Его максимальное значение всегда равно верхнему пределу используемого преобразователя тока.

Режимы детектирования:

     - FIX: прибор детектирует и записывает событие каждый раз, когда в интервале ½ периода частоты 50 Гц (10 мс) значение тока превысит установленный пользователем порог. Т.е. если в процессе нескольких последовательных пульсаций ток пересекает установленный порог, то каждый такой переход фиксируется прибором как очередной «бросок».
      - Гц (10 мс), если это значение превысит предыдущий результат на величину установленного порога. Т.е. если скорость нарастания сигнала превышает заданную, определяемую пользователем как отношение: установленный порог  -10 мс.
     - Интервал детектирования: временной интервал, заданный пользователем из ряда: 1 с, 2 с, 3 с, 4 с, в течение которого при детектировании события прибор записывает 100 значений тока и соответствующие им 100 значений напряжения (TRMS). Анализ результатов возможен только после передачи файла сохраненных данных на компьютер с помощью программного обеспечения.