Przenośne i stacjonarne analizatory jakości energii elektrycznej. Przegląd urządzeń firmy A-Eberle

Zmieniające się przepisy, nowe normy oraz stosowanie kolejnych generacji technologii w przemyśle wymuszają na producentach analizatorów jakości energii elektrycznej wdrażanie coraz nowszych rozwiązań, które nadążają za rzeczywistością. Z kolei zwiększanie udziału odnawialnych źródeł energii w całkowitej mocy zainstalowanej w krajowym SEE powoduje problemy, z którymi do tej pory operatorzy SEE się nie spotykali. Pojedyncze turbiny wiatrowe, farmy wiatrowe i fotowoltaiczne czy generatory gazowe powodują obniżenie rezerwy stabilności przesyłowej sieci dystrybucyjnej związanej bezpośrednio ze zmniejszenia się zdolności tłumienia częstotliwości z zakresu 10 mHz do 50 Hz. Prowadzi to do awarii związanych z koniecznością odłączania całych farm wiatrowych lub pojedynczych źródeł wytwórczych.

Dodaj do ulubionych źródeł w Google
Posłuchaj
00:00

Firma A-Eberle przy współpracy z instytutami naukowymi i uczelniami wyższymi opracowała systemy oraz urządzenia do ciągłego monitorowania omawianych parametrów. W artykule przedstawiamy wyroby, które wykorzystywane są do analizy jakości energii elektrycznej oraz przyrządy do badania zjawisk określanych jako zmiany dynamiczne w sieci elektroenergetycznej.

ANALIZATORY POZWALAJĄ NA PRZEWIDYWANIE AWARII

Do przewidywania i zapobiegania awarii blackout na poziomie sieci przesyłowych stosuje się analizatory CPR-D. Są to zaawansowane technologicznie urządzenia wykorzystujące informacje, które zawarte są w napięciu i w częstotliwościach dotychczas nieanalizowanych. To co obserwujemy w tym zakresie, tzn. od 10 mHz do 50 Hz, daje nam obraz rezerwy stabilności sieci przesyłowej w funkcji czasu.

Z teorii dynamiki nieliniowej, teorii bifurkacji i chaosu deterministycznego można dowieść, że stan sieci można obserwować w sposób ciągły i oceniać go z punktu widzenia jej stabilności. Przy tym wykorzystuje się głównie zakres częstotliwości poniżej 50 Hz, którego ocena daje możliwości obserwacji przebiegów awarii, które wywołują w tym zakresie analizowanej częstotliwości znaczące zmiany. Podstawowe parametry, które są kontrolowane, to:

  • uchwycenie "awarii pełzającej" wg metody "tap/time", które możliwe jest w połączeniu z zewnętrzną informacją o stopniach przełącznika zaczepów,
  • funkcje częstotliwościowe (rejestrowane i oceniane są: wartość skuteczna i gradient częstotliwości sieci),
  • pomiar niskich częstotliwości i porównanie z modelem odniesienia (fingerprint),
  • nadzór dryftu napięcia,
  • nadzór zmian wartości wykładnika Lapunowa,
  • nadzór profilu tłumienia sieci.

Urządzenie CPR-D można zastosować w dowolnym punkcie przesyłowej sieci elektroenergetycznej, a do prewencji i sygnalizacji w systemie SCADA możemy wystawić następujące sygnały:

  • ostrzeżenie o wstępnej awarii sieci,
  • ostrzeżenie o awarii sieci,
  • wyłączenie regulatora przełącznika zaczepów transformatora,
  • aktywacja regulatora po sytuacji alarmowej.

ANALIZA ZMIAN DYNAMICZNYCH W SIECI

Przenośne analizatory, które stosujemy do analizy zmian dynamicznych w sieci dystrybucyjnej, to DA-BOX 2000. Zasada działania zbliżona jest do zasady systemu CPR-D z tą różnicą, że analiza danych odbywa się z reguły na poziomie sieci dystrybucyjnej i kontrolowane są napięcia 110 kV. Podstawowe parametry, które są nadzorowane, to:

  • analiza widmowa z wysoką rozdzielczością częstotliwościową w zakresie od 0,01 Hz do 124,9 Hz (transformata falkowa),
  • równoczesna ocena charakterystyki harmonicznych i porównanie z modelem odniesienia (fingerprint),
  • detekcja specyficznych dla kolapsu modów częstotliwości (analiza fingerprint),
  • niezależna od poziomu analiza widmowa,
  • analiza i ocena dynamiki systemu,
  • określenie współczynników tłumienia sieci,
  • obliczenie online wykładnika Lapunowa,
  • przewidywanie pełzających awarii sieci,
  • funkcje częstotliwościowe (wartość średnia, gradient),
  • funkcje wyłączające regulatora napięcia,
  • funkcje rejestracji zakłóceń,
  • realizowanie zróżnicowanych strategicznie sygnalizacji przez liczne dowolnie parametryzowane wyjścia binarne.

Stacjonarne analizatory JEE stosowane są do kontroli podstawowych parametrów JEE zgodnie z wytycznymi ministra gospodarki. Wszystkie wersje spełniają wymagania, stawiane analizatorom JEE, klasy pomiarowej A i norm 61000-4-30,-15, -7.

PQI-D i PQI-DA to najpopularniejsze analizatory montowane w stacjach GPZ, dużych zakładach przemysłowych oraz do kontroli odnawialnych źródeł wytwórczych - takich jak farmy wiatrowe. Podstawowe parametry to:

  • częstotliwość próbkowania 10,24 kHz dla 4 (8) wejść napięciowych i 4 wejść prądowych,
  • przeciążalność prądowa 20 × In (1 lub 5A) lub 2 × In (1 lub 5 A) przetwornik (24 bit A/C),
  • zapisywanie informacji o zaburzeniach 0,1 ms i 10 ms,
  • automatyczne powiadamianie o zaburzeniach,
  • analiza kierunku zaburzenia - funkcja Transmiter,
  • wyliczanie współczynników,
  • analiza zapadów napięcia, wzrostów napięcia, mocy,
  • jednoczesny pomiar parametrów fazowych i przewodowych,
  • swobodnie programowalne wejścia i wyjścia dwustanowe do kontroli zabezpieczeń i sygnalizacji alarmów,
  • udostępnianie jako przetwornik pomiarowy do 8 wyjść analogowych (2,5/5/10/20 mA) spośród dostępnych 4000 parametrów,
  • zgodność z klasą A według P N-EN 61000-4-30 (Certyfikat Laboratorium PSL),
  • pomiar harmonicznych do 50., interharmoniczne, flicker pls i pst,
  • cykl pomiarowy 20 ms, 200 ms, 3 s, 10 min, 15 min, 2 h,
  • pamięć buforowa danych 48 MB i 1,64 MB,
  • zasilanie 88-264 VAC/DC lub 18-72 DC.

POMIARY W BRANŻY ENERGETYKI WIATROWEJ

PQI-DA smart - stacjonarny analizator do analizy i pomiaru generowanych zakłóceń przez farmy fotowoltaiczne zgodnie z normą 61000-4-7. Podstawowe parametry:

  • kolorowy ekran LCD 1,7" i klawiatura do podstawowej konfiguracji,
  • 1 GB pamięci wewnętrznej,
  • pasmo wejściowe 20 kHz,
  • 4 wejścia napięciowe do 480 V L -N, dokładność < 0,1% i 4 wejścia prądowe 5 A z przeciążalnością do 10 A i 100 A,
  • analiza widmowa 2 kHz...9 kHz (35 pasm częstości, BW=200 Hz) napięć i prądów wg IEC 61000-4-7,
  • harmoniczne napięcia / prądu n = 2...50,
  • próbkowanie 41 kHz,
  • 2 wejścia cyfrowe ogólnego stosowania z 2 poziomami i 2 wyjścia przekaźnikowe dla alarmowania,
  • bezpłatne oprogramowanie W inPQ smart,
  • opcja: analiza danych w bazie przez WinPQ; permanentna komunikacja do 500 urządzeń,
  • komunikacja Modbus RTU, Modbus TCP, IEC60870-5-104 (opcja P1) IEC61850 (opcja P2) zewnętrzny zegar GPS (NMEA +PPS),
  • liczne sposoby wyzwalania rejestratorów,
  • strumieniowanie online napięć i prądów przy próbkowaniu 40,96 kHz,
  • IEC 61000-4-30, klasa A obróbki wyników,
  • rejestracja zdarzeń wg DIN EN 50160; IEC61000-2-2; -2-12;-2-4,
  • buforowanie zasilania do 2 s.

NARZĘDZIA DO PRACY W TERENIE

Przenośne analizatory PQ BOX 100 i PQ BOX 200 przeznaczone są do pracy w terenie i do lokalizacji źródeł zaburzeń generowanych przez odbiorców i dostawcę energii. PQ BOX 100 przeznaczony do weryfikacji parametrów JEE zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Gospodarki z 4 maja 2007 r. oraz do pomiarów związanych z doborem kompensacji mocy biernej. PQ BOX 200 do analizy parametrów JEE oraz do lokalizacji przepięć w sieci nn do 10 kVp-p.

Podstawowe parametry urządzenia PQ BOX 100:

  • wejścia napięciowe AC/DC: 4 × 800 Vp-p,
  • wejścia prądowe 4 × (cęgi) do 6000 A,
  • pamięć: 2 GB Flash, interfejs: USB 2.0,
  • RS232 - synchronizujące wejście DCF / GPS,
  • IEC61000-4-30: klasa A,
  • przetwornik: 24-bitowy A/C, dokładność < 0,05%,
  • synchronizacja: GPS,
  • zasilanie AC/DC: za pomocą przewodów pomiarowych lub zewnętrznych, wewnętrznych UPS w razie awarii zasilania,
  • warunki klimatyczne: praca od -20 do 60°C,
  • przechowywanie: od -30 do 80°C,
  • stopień ochrony: IP65,
  • kategoria instalacyjna: CAT IV
  • wymiary/waga: 220 × 146 × 57 mm/1,7 kg

Parametry PQ BOX 200:

  • wejścia analogowe A C/D C: 24-bitowy przetwornik A/C,
  • 4 wejścia napięciowe AC/D C 870 Vp-p,
  • 5 wejść prądowych wraz z PE; możliwość podłączenia czujnika temperatury,
  • częstotliwość próbkowania 40.96 kHz,
  • FFT DC ... 20 kHz,
  • wejście A UX: 1000 mV, wejście binarne: sygnał wyzwalający,
  • stany nieustalone: próbkowanie 2 M Hz, zakres 10 kV p-p,
  • pamięć: 4 G B do 32 G B S Dcard,
  • interfejs: USB 2.0, TCP / IP, RS232 - synchronizacja czasu GPS,
  • PN-EN 61000-4-30: klasa A (< dokładność 0,1%),
  • UPS: pojemność baterii 6 h pracy,
  • wymiary/waga:
  • 242 × 181 × 50 mm/2,4 kg.

PODSUMOWANIE

Produkowane przez firmę A-Eberle analizatory jakości energii elektrycznej i stanów dynamicznych sieci elektroenergetycznej oraz systemy do przewidywania awarii typu blackout są rozwiązaniami przemyślanymi od strony technologicznej i wychodzącymi naprzeciw aktualnym potrzebom operatorów sieci elektroenergetycznej. Warunki pracy SEE podlegają ustawicznym zmianom - w zależności od harmonogramu pracy odbiorników, w szczególności odbiorników przemysłowych, zmienia się zapotrzebowanie na moc w ciągu doby.

Na wartość mocy zapotrzebowanej wpływają także warunki pogodowe, powoduje to zmiany w rozpływach energii, a przy coraz częstszej obecności generacji rozproszonej problemy z dynamiką sieci a w efekcie końcowym z awariami. Zaprezentowane rozwiązania mają na celu pomóc zarządzać siecią i stanowić wsparcie dla centrów dyspozycji mocy w podejmowaniu odpowiednich działań.

Radosław Wiśniewski
ASTAT

www.astat.com.pl

Chcesz częściej widzieć nasze artykuły w Google? Dodaj AutomatykaB2B do ulubionych źródeł

Powiązane treści
Q, czyli jakość
Zobacz więcej w kategorii: Prezentacje firmowe
Zasilanie, aparatura nn
Seria przekładników prądowych ALO – z wbudowanym mostkiem zwarciowym
Przemysł 4.0
120 000 puszek obracanych na godzinę
Przemysł 4.0
Jak elementy sterowania ruchem firmy HIWIN umożliwiają realizację wysoce precyzyjnych procesów szlifowania soczewek optycznych
Zasilanie, aparatura nn
Jeden zasilacz do trzech napędów bram. EVER wprowadza nowe serie UZS-1F i UZS-3F
Pomiary
Elektrody pH do automatyki procesowej - wiarygodny pomiar pH jako fundament stabilnego sterowania procesem
Silniki i napędy
Nowy wymiar mobilności: elektryczne napędy Bosch Rexroth
Zobacz więcej z tagiem: Artykuły
Seminarium
Zaawansowana kontrola rentgenowska produktów konserwowych - wyższa jakość i bezpieczeństwo wyrobów w puszkach
Seminarium
Lean Manufacturing w praktyce: skuteczne metody redukcji strat i zwiększania efektywności
Magazyn
Październik 2026

Kalkulator elektryka - kiedy potrzebujesz odpowiedzi „tu i teraz”

Instalacje, których jednym z kluczowych elementów są kable i osprzęt kablowy, projektowane są przez osoby posiadające odpowiednie uprawnienia. Powstawanie projektu jest procesem wymagającym, złożonym i często długotrwałym. Wymaga uwzględnienia wielu parametrów, warunków pracy, obowiązujących norm oraz właściwego doboru komponentów.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów