Analyzátor BK550 – osvědčený prostředek identifikace a analýzy energetického rušení

Analyzátor BK550 – osvědčený prostředek identifikace
a analýzy energetického rušení (část 2)

Dokončení článku z minulého čísla

2.2 Modul zpracování naměřených dat
Stejně jako v měřicí části, i zde je kompletně přepracováno uživatelské rozhraní. Nový způsob ovládání sjednotil polohu a vzhled ovládacích prvků na všech panelech, obsluha je intuitivní a panely jsou přehledné. K ovládání na všech panelech je určena svislá lišta.

Zcela nové jsou statistické moduly vyhodnocující histogram a další základní statistické údaje pro vybranou veličinu a fázi. Statistické moduly jsou k dispozici pro všechna měřená data s výjimkou zapisovače pomalých dějů.

Data pro analýzu se vybírají prostřednictvím tlačítek Uživatel, Projekt, Měření, dále lze sadou tlačítek (FFT, Energie, Flicker, EN50160, Transient, PAD) vybrat modul BK550, který data uložil. Po uskutečnění výběru se zobrazí základní informace o měření a je možné data analyzovat nebo exportovat do ASCII.

Rutiny pro načítání a zpracování dat uložených na disku jsou optimalizovány na rychlost, což obsluha jistě ocení při velmi dlouhých měřeních nebo měřeních s nejkratší ukládací periodou. Pro ještě větší komfort obsluhy je možné před analýzou vybraného měření vybrat časové okno (v rámci zaznamenaného měření), které bude analyzováno (obr. 11).

2.2.1 Analyzátor FFT
Data z  analyzátoru FFT je možné zobrazit jako průběh zvolené proměnné v čase (obr. 12). Pro snadné porovnání různých veličin uložených analyzátorem FFT jsou nad sebou dva grafy, z nichž každý může zobrazovat libovolnou veličinu. Na obr. 12 je v horním grafu průběh napětí 1. harmonické U a v dolním grafu je průběh celkového harmonického zkreslení napětí THD_U. Protože je ukládáno i fázové spektrum U a I, je možné zobrazit také průběh výkonů P, Q, S pro vybrané harmonické.

V tabulce lze pro zvolenou veličinu zobrazit střední a maximální hodnotu harmonických za celé měření. Barevně jsou zvýrazněny harmonické, které překročily stanovené limity normou. V tomto vyhodnocení je i možnost vyloučit určité procento nejhorších případů.

Ekvivalentem tabulky je zobrazení středních a maximálních hodnot v grafu jako amplitudové spektrum.

Vybranou veličinu analyzátoru FFT je možné analyzovat ve statistickém modulu (obr. 13). Zcela nahoře jsou základní statistické údaje o naměřeném souboru (Mean, Var, Std.Dev., Medián, Modus), následuje histogram vybrané veličiny a v dolní polovině je distribuční funkce. Na obr. 13 je analyzována 1. harmonická napětí na fázi L1.

2.2.2 Monitor energií a výkonů
Data z monitoru výkonů a energií je možné zobrazit jako průběh zvolené proměnné v čase. Pro snadné porovnání různých veličin uložených monitorem energií a výkonů jsou nad sebou dva grafy, z nichž každý může zobrazovat libovolnou veličinu. V horním grafu průběh zdánlivého výkonu S, v dolním grafu je průběh zdánlivé energie AS. Vybranou veličinu výkonů a energií je možné analyzovat ve statistickém modulu obdobně jako u analyzátoru FFT.

2.2.3 Měřič blikání (flickermeter)
Data z flickermetru je možné zobrazit jako průběh zvolené proměnné v čase. V horním grafu je průběh krátkodobého vjemu blikání Pst, v dolním grafu je průběh dlouhodobého vjemu blikání Plt. Veličiny Pst a Plt je možné analyzovat ve statistickém modulu obdobně jako u analyzátoru FFT.

2.2.4 Monitor napětí podle ČSN EN 50160
Panel 50160 zobrazuje měřené charakteristiky napětí – desetisekundovou frekvenci, střední desetiminutovou hodnotu RMS v jednotlivých fázích, dvouhodinový flicker, desetiminutový činitel zkreslení pro jednotlivé fáze a desetiminutovou hodnotu nesymetrie. U každé veličiny je uvedena její extrémní hodnota a počet měření, které v rámci intervalu měření padly do dovoleného pásma z hlediska normy ČSN EN 50160. Vpravo je pole indikátorů, které ukazují, zda byla u některé měřené veličiny překročena její dovolená hodnota, zcela dole je počáteční a koncový čas měření (obr. 14).

Součástí panelu 50160 je chronologický výpis událostí, jimiž se rozumí opuštění pásma ±10 % od jmenovité hodnoty hodnotou RMS libovolného měřeného napětí. Pro každou událost je uvedeno datum a čas jejího počátku, označení fáze, extrémní hodnota, které bylo při této události dosaženo, a délka trvání této události.

Pro každou událost je možné graficky zobrazit průběh události v čase. Dále je zobrazen číslicový histogram odchylek napětí, v němž lze číst počet odchylek napětí podle jejich doby trvání a velikosti odchylky od jmenovité hodnoty (obr. 15).

Vybranou veličinu ukládanou monitorem napětí je možné analyzovat ve statistickém modulu (obr. 16). Zcela nahoře jsou základní statistické údaje o naměřeném souboru (Mean, Var, Std.Dev., Medián, Modus), následuje histogram vybrané veličiny a v dolní polovině je distribuční funkce. Na obr. 16 je analyzována frekvence.

2.2.5 Zapisovač rychlých dějů (transient recorder)
Data ze zapisovače rychlých jevů jsou uložena (vzorek po vzorku), jak byla naměřena. Z takto uložených dat napětí a proudu je možné vypočítat další veličiny, např. U_RMS(t), I_RMS(t), THD_U(t),T_HDI(t) atd.

Data ze zapisovače přechodových jevů je možné zobrazit jako průběh zvolené proměnné v čase (obr. 17). Pro snadné porovnání různých průběhů jsou nad sebou dva grafy, z nichž každý může zobrazovat libovolnou veličinu. Na obr. 17 je v horním grafu průběh proudu v čase i(t) a v dolním grafu je průběh I_RMS.

Z vybraného úseku je možné zobrazit amplitudové spektrum.

2.2.6 Zapisovač pomalých dějů
Zapisovač pomalých dějů kopíruje zpracování naměřených dat měřicí části. Data je tedy možné zobrazit ve dvou skupinách po osmi signálech.

3. Software pro další rozšíření analyzátoru

Analyzátor BK550 využívá od samého počátku koncepci přístroje postaveného na bázi PC. Tato koncepce umožňuje výraznou investiční úsporu uživatelů analyzátoru BK550 pouhou změnou spuštěné aplikace (na stejném přístrojovém vybavení nebo na vybavení s minimálním doplněním lze dosáhnout zcela jiné funkce přístroje).

Jelikož má firma ELCOM, a. s., zájem o co nejvyšší efektivnost svých výrobků, byly pro hardware analyzátoru BK500 vyvinuty další aplikace, jež souvisejí s měřením napětí a proudů v trojfázové soustavě.

3.1 Monitor energií a výkonů pro čtyři trojfázové větve proudů (4 × 3I)
Tato aplikace umožňuje měřit energie a výkony soustavy, která má tři společná napětí a čtyři trojfázové větve proudů – měří se tedy patnáct kanálů.

Zde je na místě otázka: Kam tyto signály současný uživatel BK550 připojí?

Jestliže uživatel předpokládá využít tuto aplikaci ještě před zakoupením analyzátoru BK550, může si objednat speciálně upravené robustní plastové provedení, které umožní přímé připojení již uvedených signálů. Současný uživatel BK500, který používá hardware DEWE 2000 nebo DEWE 3000, připojí k analyzátoru rozšiřující vanu pro šestnáct modulů a doplní chybějící moduly (moduly pro čtyři napětí a čtyři proudy již vlastní).

Velkou výhodou je téměř shodné prostředí panelů měřicí části i části pro zpracování dat, odpadá tedy nutnost zaškolení uživatele k obsluze nového přístroje.

Na obr. 18 je znázorněn panel nastavení rozsahů a konstant přístroje – jedna trojice proudů je nazývána skupinou (group).

Protože součástí této aplikace není analyzátor FFT, jsou panely Výkon doplněny o číslicové indikátory THD.

3.2 Zapisovač přechodových dějů při rozběhu motorů
Tato aplikace slouží uživatelům, kteří potřebují zaznamenat dlouhý přechodový jev, jako je např. rozběh motorů. Využívá se naprosto nezměněný hardware analyzátoru BK550 – čtyři napěťové vstupy a čtyři proudové vstupy, včetně kalibračních souborů.

V této aplikaci má uživatel plnou kontrolu nad počtem zaznamenávaných kanálů a vzorkovacích frekvencí. Jelikož se předpokládá zpracování naměřených dat uživatelem např. prostřednictvím Excelu, jsou data ukládána v ASCII.

4. Závěr
V současné době představuje analyzátor sítí BK550 osvědčené řešení pro oblast monitoringu, identifikace a analýzy rušivých jevů v rozvodných soustavách. Vyznačuje se komplexností (více přístrojů implementovaných do jednoho analyzátoru), flexibilitou (možnost modifikovat a rozšiřovat jeho funkce), otevřeností (možnost připojovat periferie a sdílet naměřená data počítačovou sítí), standardností (využívá mnoho standardních komponent z oblasti výpočetní techniky a umožňuje využívat všechny softwarové standardy) a cenovou výhodností.

Více informací mohou zájemci nalézt na adrese: http://dvi.elcom.cz/cz/produkty/index.htm. Na vyžádání je možné získat i demonstrační verzi analyzátoru a seznam referencí z jeho použití.

Pozn. red.: Pro termín flicker (flickemetr) autoři používají název blikání, který je v souladu s ČSN EN 61000-4-15 Elektromagnetická kompatibilita (EMC) – část 4: Zkušební a měřicí technika – Oddíl 15: Měřič blikání – Specifikace funkce a dimenzování, zatímco Mezinárodní elektrotechnický slovník ČSN IEC 50 (845) uvádí pod heslem 845-02-49 termín míhání.