ELSPEC – řešení v oblasti kvality elektrické energie

 

 

Zásadním předpokladem pro řešení těchto problémů je znalost kvality elektrické energie v síti, jež je definována několika základními parametry. Nejdůležitějšími z nich jsou přepětí, podpětí a výpadky napětí, dále přechodné jevy, napěťové nevyvážení, flicker a obsah harmonických složek. K účelu měření těchto parametrů je na našem trhu mnoho analyzátorů, které tyto problémy komplexně řeší. Ty je možné rozdělit do dvou základních skupin, a to na analyzátory ruční, přenosné a na analyzátory pevně instalované. Zatímco přenosné analyzátory jsou vhodné především pro údržbu výrobních zařízení, pevně instalované analyzátory se používají v důležitých distribučních uzlech, jako např. v transformovnách a rozvodnách, kde je třeba trvale sledovat stav rozvodné sítě (obr. 1). Jedním z takových přístrojů je analyzátor G4000 Blackbox od společnosti ELSPEC.

 

Jde o systém skládající se z několika modulů (obr. 2), a to z napájecího zdroje, z modulu pro měření napětí a proudů a z modulu počítače určeného pro komunikaci, zpracování a ukládání naměřených údajů. Dále jsou k dispozici moduly pro bezdrátovou komunikaci nebo modul ovládací a zobrazovací jednotky. Instalace přístroje je velmi jednoduchá. Napětí se měří přes vstupní napěťové svorky. Součástí měřicího modulu jsou i měřicí proudové transformátory s rozsahem 0 až 10 A. Těmito transformátory stačí pouze protáhnout sekundární vodiče měřicích proudových transformátorů, kterými bývá vybavena každá rozvodna.

 

Analyzátor G4000 vytváří nepřetržitý záznam všech napětí a proudů se vzorkovací rychlostí až 1 024 vzorků na periodu. Díky tomu je schopen zachytit i krátké přechodné děje. Výstupem měření je však velké množství údajů. Aby bylo možné tyto údaje uložit a dále s nimi pracovat, musí být komprimovány. K tomu se používá speciální patentovaná procedura PQZIP společnosti ELSPEC. V případě, že jsou vstupní veličiny v ustáleném stavu, je komprimace maximální, a není třeba ukládat tak velké množství vzorků. Objeví-li se v síti např. krátký přechodový děj, má procedura dostatečný počet vzorků, aby bylo možné tento děj věrně zaznamenat a uložit do paměti. Lze tedy říci, že analyzátoru žádná událost v síti neunikne. Naměřené údaje jsou ukládány na paměťovou kartu. Díky komprimaci je možné uložit spojitý záznam všech napětí a proudů o délce až jeden rok. Pro přímé stahování dat a ovládání je analyzátor vybaven ethernetovým rozhraním. Po připojení do ethernetové sítě se přístroj chová jako server s vlastní IP adresou a je přístupný přes prohlížeč z jakéhokoliv místa v síti – lze ho ovládat, stahovat a prohlížet data.

 

Obr. 3 znázorňuje záznam trendu napětí – nahoře je půlroční interval, uprostřed pětidenní interval a dole pětisekundový interval. Na obr. 4 je zobrazen záznam několika period síťového napětí s poklesem o délce asi tří period. Zaznamenané údaje lze pomocí programu dále analyzovat z hlediska kvality elektrické energie a porovnávat stav např. s požadavky normy ČSN EN 50160 (Charakteristiky napětí elektrické energie dodávané z veřejné distribuční sítě). Jde např. o vyhodnocení harmonických, výkyvů napětí, přechodných dějů, nevyvážení sítě a flickeru.

Problémy kvality elektrické energie, především z hlediska harmonických, lze řešit mnoha způsoby. Mezi nejčastější z nich patří chráněná kompenzace, zařízení určené ke kompenzaci účiníku s filtračním účinkem nebo sinusové filtry. Filtry sice velmi účinně odstraňují harmonické, jsou však velmi nákladné a dochází v nich k velkým tepelným ztrátám. V provozech s měniči frekvence se setkáváme většinou s jejich charakteristickými harmonickými. Jiný stav však může nastat např. v automatizovaných svařovnách automobilových závodů. V takových případech je rušení víceméně náhodného charakteru. To je dáno nepravidelnou a rychle se měnící zátěží. Kolísání napětí se projevuje vznikem necharakteristických harmonických. Pro zamezení kolísání napětí je nutné tyto kmity kompenzovat. Reakce kompenzátorů musí být však velmi rychlá, a to v řádu jedné periody. Společnost ELSPEC nabízí řešení těchto problémů v podobě zařízení nazývaného Equalizer. Jde o systém určený k omezení výkyvů proudu a napětí a filtraci harmonických v mnoha použitích s rychle se měnící dynamickou zátěží. Výhodou tohoto systému je velmi rychlá reakce díky polovodičovým spínačům. Řídicí jednotkou je analyzátor, který sleduje napětí a zatěžovací proudy. V případě výkyvu odebíraného proudu je Equalizer schopen reagovat v čase odpovídajícím dvěma třetinám periody síťového napětí. Na obr. 5 je zachycen průběh napětí a proudu bez kompenzace a s kompenzací pomocí Equalizeru ELSPEC. Lze si všimnout, že v případě kompenzace není nárůst proudu odebíraného ze sítě tak významný jako bez kompenzace. Tomu odpovídá i menší pokles napětí. Na obr. 6 je patrný účinek na potlačení harmonických složek napětí. Equalizer je systém, který je navržen přímo podle potřeb zákazníka, především z hlediska výkonového dimenzování.

 

V tomto příspěvku je uveden pouze stručný výčet produktů společnosti ELSPEC. Mimo zmíněné výrobky dodává tato společnost i přenosné analyzátory, kompenzátory jalové energie a filtry. ELSPEC nabízí komplexní řešení v oblasti kvality elektrické energie. Blue Panther je výhradním distributorem společnosti ELSPEC v České republice. Další informace mohou zájemci získat v inzerátu na str. 46 nebo na adrese:

 

Mezi Vodami 29

143 00 Praha 4 – Modřany

tel.: 241 762 724–5

fax: 241 773 251

e-mail: info@blue-panther.cz