Ciągły monitoring jakości energii elektrycznej ze stacjonarnym analizatorem Sonel PQM-750

Analizator PQM-750 to odpowiedź firmy Sonel na rosnące wymagania rynku energetycznego. Stworzony z myślą o precyzyjnym, ciągłym monitoringu parametrów sieci, wyróżnia się kompaktową budową, modułową konstrukcją oraz zaawansowaną funkcjonalnością.

Ewolucja analizatorów jakości zasilania

Sonel od wielu lat rozwija swoją ofertę w dziedzinie analizatorów jakości zasilania. Począwszy od pionierskiego modelu Sonel PQM-701, poprzez kolejne generacje mierników Sonel PQM-700 / PQM-707, a skończywszy na zaawansowanym modelu Sonel PQM-711 w klasie A. Wszystkie te przyrządy były przenośne i świetnie nadawały się do pomiarów oraz diagnostyki w różnych punktach pomiarowych - wszędzie tam, gdzie istniał problem do rozwiązania.

Jednak na przestrzeni lat - wraz z rozwojem techniki, transformacją energetyki oraz zmianą modelu odbiorów energii elektrycznej - pojawiła się potrzeba ciągłego monitoringu parametrów sieci, jednocześnie w wielu punktach systemu elektroenergetycznego. Zmienność odbiorów, rozproszona generacja, supraharmoniczne, niekontrolowane rozpływy energii, asymetryczne obciążenia i wiele innych zjawisk, powodują poważne zagrożenia dla stabilnej pracy systemu. Zatem monitorowanie parametrów, agregacja danych oraz alarmowanie w krytycznych momentach są dziś kluczowe. Do takich zadań powstał stacjonarny analizator jakości zasilania Sonel PQM-750.

 
Zdjęcie 1. Analizator Sonel PQM-750

Precyzja klasy A – najwyższe standardy pomiarowe

Analizatory można dzielić według różnych kryteriów, ale jednym z najistotniejszych jest klasa analizatora. Norma IEC 61000-4-30 wyróżnia dwie klasy: A (jak Advanced) oraz S (od Survey). Mierniki klasy S posiadają słabsze parametry i ich pomiary mogą dawać większe różnice w tym samym punkcie pomiarowym dla urządzeń różnych producentów. Natomiast mierniki klasy A są bezkompromisowe i podłączone w tym samym punkcie powinny wskazać te same wyniki. Sonel PQM-750 jest certyfikowanym analizatorem w klasie A. Potwierdza to dokument z akredytowanego laboratorium badawczego. Dzięki temu można mieć pewność, że wiele jednostek tego urządzenia w różnych punktach sieci będzie mierzyć jej parametry z należytą precyzją. Niezależnie od klasy A, analizator zbudowany jest na wysokiej jakości podzespołach. O jakość przetwarzania danych dba 24-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy. Częstotliwość próbkowania sygnałów może dochodzić do 80 kHz. Pomiary harmonicznych do 256, monitorowanie pasma częstotliwości do 150 kHz dla supraharmoniczych, pomiar energii czynnej w klasie 0,2S - to tylko niektóre atuty analizatora. O jego zaawansowaniu niech świadczy fakt, że w jednej chwili może rejestrować ponad 15000 parametrów.

Kompaktowa budowa i łatwość montażu

Nie tylko precyzyjne pomiary są atutem analizatora. Urządzenie posiada niewielką obudowę, co jest niezwykle istotne z punktu widzenia montażu w szafach rozdzielczych. Często nie ma w nich za wiele miejsca na rozbudowę i dodanie urządzenia o większych gabarytach nie jest możliwe. Niewielka obudowa Sonel PQM-750, przystosowana do montażu na szynie DIN-TH35, nie zabiera wiele miejsca, dzięki czemu analizator daje się bez problemów zamontować w miejscach, gdzie już istnieje działająca infrastruktura. Gdyby jednak była taka potrzeba, na wyposażeniu analizatora jest zestaw do montażu na ścianie.

 
Zdjęcie 2. Montaż analizatora Sonel PQM-750 na szynie DIN-TH35

 

W tak małej obudowie nie zabrakło funkcjonalności istotnej dla dostawców energii, czyli możliwości plombowania wejść napięciowych i prądowych. Dzięki temu jakakolwiek ingerencja w układ połączeń może być jednoznacznie zdiagnozowana.

 
Zdjęcie 3. Analizator Sonel PQM-750 z ochroną wejść prądowych i napięciowych

Możliwość dostosowania do różnych wymagań dzięki modułowości

W przypadku Sonel PQM-750 nie sposób nie wspomnieć o jego modułowej budowie. Standardowo analizator oferowany jest jako jednostka główna, która zawiera niezbędne do funkcjonowania komponenty:

• 5 wejść do pomiarów napięć do 1000 V;
• 5 wbudowanych przekładników prądowych o zakresie znamionowym 5 A;
• •2 wejścia cyfrowe oraz złącze do pomiaru temperatury w standardzie 1-wire;
• 2 wyjścia przekaźnikowe sterowalne;
• przekaźnik pełniący funkcję nadzorczą (watchdog);
• wbudowany zasilacz o zakresie napięć 85…264 V AC / 120…300 V DC;
• wbudowany akumulator Li-Ion do zasilania miernika w przypadku zaniku napięcia na zasilaczu głównym lub zasilaniu PoE;
• baterię Li-Ion do podtrzymania wewnętrznego zegara;
• wbudowane 2 porty Ethernet do komunikacji z serwerami; jeden z portów umożliwia zasilanie miernika z sieci LAN w standardzie PoE; przez port LAN możliwa jest synchronizacja z serwerem czasu NTP;
• wbudowane dwa porty RS-485, jeden do komunikacji a drugi jako odbiornik sygnałów IRIG-B do precyzyjnej synchronizacji czasu analizatora;
• wbudowany port USB host do obsługi analizatora;
• wbudowaną pamięć oraz gniazdo karty microSD do zapisu danych;
• kolorowy, dotykowy ekran o przekątnej 2,4 cala do podstawowej obsługi analizatora w miejscu zainstalowania;
• wbudowane protokoły do wymiany danych: IEC 61850, Modbus RTU, Modbus TCP/IP, autorski SonelFrame.

 
Zdjęcie 4. Sonel PQM-750 - wbudowany ekran do obsługi analizatora w miejscu zainstalowania

Możliwości rozbudowy Sonel PQM-750 i jego opcjonalne rozszerzenia

Budowa modułowa umożliwia dostosowanie analizatora do różnych wymagań. Analizator wyposażony jest w złącze krawędziowe zlokalizowane z prawej strony, które służy do dołączania zewnętrznych modułów rozszerzeń. Z dostępnych rozszerzeń można wybrać:

• opcjonalny zasilacz dla zakresu napięć 18…60 V DC,
• opcjonalne wbudowane przekładniki prądowe o zakresie znamionowym 1 A,
• wewnętrzny moduł pomiaru transientów napięciowych do 6 kV z częstotliwością próbkowania do 10 MHz.

W najbliższej przyszłości producent przewiduje dodanie kolejnych opcji, takich jak:

• opcjonalne wejścia prądowe do podłączenia zewnętrznych przekładników prądowych,
• przekaźniki półprzewodnikowe (SSR) zamiast mechanicznych,
• zewnętrzny moduł GPS do super precyzyjnej synchronizacji czasu,
• zewnętrzny moduł GSM do komunikacji,
• zewnętrzny moduł wejść/wyjść,
• zewnętrzny panel operatorski do pełnej obsługi analizatora w miejscu jego zainstalowania,
• dodatkowe protokoły komunikacyjne.

 
Zdjęcie 5. Analizator Sonel PQM-750 z zewnętrznym modułem GPS

Webserwer – wygodna obsługa i zdalna konfiguracja

Dopełnieniem funkcjonalnym analizatora jest wbudowany serwer sieciowy (webserwer). Dzięki niemu możliwa jest zdalna konfiguracja, odczyt danych bieżących czy podgląd zapisanych zdarzeń z poziomu dowolnej przeglądarki internetowej. Obsługa jest prosta i intuicyjna. Funkcjonalności serwera nie są wbudowane na stałe i planowane są aktualizacje miernika, które będą rozbudowywać jego możliwości. Zdolność zarówno lokalnej, jak i zdalnej aktualizacji analizatora to kolejna kluczowa wartość. Dzięki temu można łatwo i szybko dokonać aktualizacji miernika, nie wychodząc z biura. Jest to niezwykle istotne, gdyż wraz ze zmieniającymi się potrzebami rynku, urządzenie jest przygotowane do tego, aby nadążać za tymi potrzebami i standardami.

Warto podkreślić, że interfejs w mierniku i serwerze sieciowym można obsługiwać w kilku językach. Dzięki możliwości aktualizacji ilość wersji językowych będzie w przyszłości powiększana zgodnie z potrzebami klientów. 

 
Rysunek 1. Webserwer w Sonel PQM-750 - ekran podsumowania analizatora

 

 
Rysunek 2. Webserwer – wykres wskazowy

 

 
Rysunek 3. Webserwer - przykładowe ekrany odczytów bieżących

 

 
Rysunek 4. Webserwer - ekran informacyjny zarejestrowanych zdarzeń

 

 
Rysunek 5. Webserwer - wykresy przykładowego zarejestrowanego zapadu napięciowego

 

Wbudowany serwer umożliwia szeroką konfigurację analizatora, co jest bardzo ważne z punktu widzenia odpowiedniego dostosowania jego działania do faktycznych potrzeb użytkownika. Należy bowiem pamiętać, że nieodpowiednia konfiguracja może skutkować zbyt duża ilością danych lub zmniejszeniem bezpieczeństwa obsługi. 

 
Rysunek 6. Webserwer - przykładowy ekran konfiguracyjny

 

Z poziomu serwera sieciowego można także dokonać ustawień mających na celu integrację miernika z systemami informatycznymi użytkownika (np. systemem SCADA). W tym celu można skorzystać ze standardowych protokołów IEC 61850 lub Modbus. Możliwa jest także pełna integracja z wykorzystaniem autorskiego protokołu SonelFrame po napisaniu odpowiedniego sterownika. Dzięki wbudowanemu klientowi FTP, zgromadzone dane w pamięci wewnętrznej można automatycznie raz na dobę wysłać do wskazanego serwera FTP w postaci plików PQDIF. Format PQDIF jest jednym z najczęściej stosowanych formatów wymiany danych na świecie. Współpraca z praktycznie dowolnym oprogramowaniem, które korzysta ze standardowych protokołów komunikacyjnych, zapewnia uniwersalność analizatora.

Cyberbezpieczeństwo – znak czasów

Analizator Sonel PQM-750 posiada szereg funkcjonalności, które mają utrudnić ingerencję osób niepowołanych. Wbudowany firewall, szyfrowane oprogramowanie wewnętrzne, kod PIN do obsługi wbudowanego ekranu, system logowania do obsługi wbudowanego webserwera, szyfrowana transmisja danych z webserwera to przykłady rozwiązań zapewniających bezpieczeństwo.

Całodobowa rejestracja i analiza parametrów sieci energetycznej

To wszystko sprawia, że analizator Sonel PQM-750 można uznać za potężne narzędzie do całodobowej rejestracji i analizy parametrów sieci energetycznej. Jego niewielkie wymiary, modułowa budowa, precyzyjne pomiary, zaawansowana technologia, możliwość współpracy z systemami bazodanowymi i systemami SCADA to niewątpliwe atuty, dzięki którym sektor energetyczny (wytwarzanie i dystrybucja), przemysł oraz firmy usługowe otrzymują wysokiej klasy miernik do monitoringu jakości zasilania.

Potwierdzeniem najwyższej jakości i niezawodności jest 36-miesięczna gwarancja z możliwością przedłużenia do 60 miesięcy w Programie Regularnych Wzorcowań Sonel.

 

Autor: mgr inż. Marcin Szkudniewski, Sonel S.A.