Kompletna platforma do analizy jakości energii elektrycznej - ENERGETYKA - PROJEKTOWANIE - FPGA - ANALIZATOR - LABVIEW - NATIONAL INSTRUMENTS - COMPACTRIO - JAKOŚĆ ENERGII ELEKTRYCZNEJ - ELCOM - COTS - ENANODE - ANALIZA JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ
Farnell, An Avnet Company   Przedstawicielstwo Handlowe Paweł Rutkowski   Phoenix Contact Sp. z o.o.  

Energetyka, Automatyka przemysłowa, Elektrotechnika

Dodaj firmę Ogłoszenia Poleć znajomemu Dodaj artykuł Newsletter RSS
strona główna ARTYKUŁY Energetyka Kompletna platforma do analizy jakości energii elektrycznej
drukuj stronę
poleć znajomemu

Kompletna platforma do analizy jakości energii elektrycznej

„Analizator energii elektrycznej z serii ENA może być w krótkim czasie zmodernizowany tak, aby spełniał wszystkie najnowsze, międzynarodowe standardy i mógł sprostać niestandardowym wymaganiom klientów” – Dr Daniel Kaminsky, Dyrektor Elcom, a.s.

Pomiary i analiza jakości energii elektrycznej to jedno z ważniejszych zagadnień w branży energetyki, które dotyczy zarówno dostawców energii, jak też jej odbiorców. Szczególnie ci ostatni coraz częściej zainteresowani są możliwością pomiarów cech odbieranej energii oraz zapewnianiem jej pożądanych parametrów. W artykule opisano projekt kompletnego analizatora jakości energii elektrycznej, który obejmuje zestaw przyrządów pracujących pod kontrolą systemu operacyjnego czasu rzeczywistego i umożliwia realizację wszystkich niezbędnych pomiarów. Przy projektowaniu systemu wzięto pod uwagę możliwość jego przyszłej rozbudowy, tak aby zapewnić zgodność algorytmów pomiarowych i przetwarzania danych z najnowszymi normami IEC i EN.

Zrealizowany analizator jakości energii elektrycznej kompatybilny jest ze standardami międzynarodowymi. Wykorzystano w nim niezawodne, skalowalne narzędzia sprzętowe COTS (Commercial-Off-The-Shelf), takie jak NI CompactRIO oraz graficzne środowisko projektowania LabVIEW. W oprogramowaniu firmware zaimplementowano interfejs użytkownika oraz biblioteki komend umożliwiające łatwą konfigurację narzędzi akwizycji, przetwarzania i rejestracji danych. Zarejestrowane dane mogą być analizowane off-line i wykorzystane do generacji raportów. Analizator może być również łatwo i szybko modyfikowany w celu zapewnienia zgodności z najnowszymi specyfikacjami i standardami, a także rozbudowywany o dodatkowe funkcje użytkownika.

Dlaczego analiza jakości energii elektrycznej jest istotna?

Prąd elektryczny jest prawdopodobnie najważniejszym z produktów wykorzystywanych obecnie w zastosowaniach komercyjnych i przemysłowych. Jest on również produktem o tyle nietypowym, że musi być dostarczany w sposób ciągły i nie może być zmagazynowany przed użyciem. Prąd elektryczny cechujący się złą jakością powodować może liczne problemy, taki jak choćby uszkodzenia maszyn, urządzeń, a nawet linii produkcyjnych. Z tych powodów monitorowanie jakości energii elektrycznej pozwala na identyfikowanie potencjalnych problemów, zanim staną się one na tyle poważne, że powodować mogą uszkodzenia i w konsekwencji narazić odbiorcę na straty finansowe. Analiza jakości energii jest natomiast stosunkowo tania i może się odbywać zarówno na poziomie pojedynczych układów, jak i globalnych instalacji monitorowania.

Jakie parametry powinno się mierzyć?

Typowy analizator jakości energii elektrycznej monitoruje trzy napięcia sieciowe i na tej podstawie wyznacza jakość dostarczanej energii definiowaną międzynarodowymi standardami. Jakość opisują m.in. takie parametry jak: częstotliwość, wahania amplitudy, migotanie, niezrównoważenie faz, widmo i zawartość harmonicznych. W niektórych przypadkach równolegle z wartościami napięć konieczna jest też analiza sygnałów prądowych. Pozwala to na wyznaczenie wielkości pośrednich takich jak moc czynna, moc bierna i energia. Zaprojektowany przez Elcom sprzętowo-programowy analizator jakości energii elektrycznej został oznaczony symbolem ENA (Elcom Network Analyzer). Reprezentuje złożony system modularny służący do monitorowania jakości energii zgodnie z aktualnymi standardami międzynarodowymi i dokumentami wydanymi przez poszczególne kraje. 

analiza jakości energii elektrycznej

Wybór platformy projektowej

Firma Elcom zdecydowała się na implementację analizatora na bazie modułów serii C platformy NI CompactRIO. W porównaniu z rozwiązaniami bazującymi na komputerach osobistych, moduły te są mniejsze (88 × 180 × 90mm), bardziej wytrzymałe mechanicznie, pracować mogą w szerszym zakresie temperatur od –40 do +70°C i pobierają mniejszą moc (około 8W). Ponadto oferowane są one w różnych wariantach pod względem obudów, co może być istotne w przypadku specyficznych wymogów aplikacyjnych klientów. Spośród dostępnych modułów I/O wybrano służący do pomiarów wysokonapięciowych model NI 9225 300V. Umożliwia on pomiar napięć pomiędzy przewodem fazowym i neutralnym w sieci 240V. Do pomiaru prądu użyty został moduł NI 9227. Wymienione NI 9225 i NI 9227 umożliwiają równoczesne próbkowanie kanałów z prędkością 50 kS/s w 3-fazowych układach pomiaru mocy i parametrów jakości energii, takich jak migotanie, zawartość harmonicznych czy współczynnik mocy. Na bazie modułu 9215 produkowanego przez National Instruments Elcom opracował również alternatywne moduły służące do pomiaru napięć i prądów – EL9215-R1 i EL9215I-R1. Jedyną różnicą w stosunku do oryginału jest tutaj zastosowanie własnego obwodu kondycjonowania sygnałów. Moduły te mieszczą się w 3 slotach obudowy CompactRIO. Do opracowania części programowej wykorzystano środowisko LabVIEW ze względu na jego prostotę obsługi, skalowalność i przenośność. Minimalne wymagania oprogramowania firmware analizatora jakości energii ENA to mikroprocesor taktowany zegarem 400MHz i układ FPGA z 2 milionami bramek logicznych.

Analizator jakości energii elektrycznej na bazie platform CompactRIO

Chociaż w artykule omawiany jest analizator ENA450, ze względu na skalowalność platformy CompactRIO i przenośność kodu LabVIEW, Elcom zrealizować może system w innych wersjach dostosowanych do wymogów klienta i aplikacji docelowej. Oprócz implementacji bazującej na w pełni elastycznym systemie CompactRIO (ENA450.EC) stworzono też wersje oparte na:

  • systemach CompactRIO zawierających mikroprocesor czasu rzeczywistego i układ FPGA zintegrowane w tym samym module (ENA450.EB i ENA450.NB),
  • jednopłytkowych systemach RIO z trzema kluczowymi komponentami systemu CompactRIO: mikroprocesorem czasu rzeczywistego, układem FPGA i modułem I/O zintegrowanymi na pojedynczej płytce drukowanej (ENA460).

Możliwości analizatora definiuje część sprzętowa i programowa. System ENA obejmuje aplikacje programowe do zdalnego sterowania pracą analizatora, analizy zgromadzonych danych i prezentacji wyników pomiarowych w sieci Internet. Modułowa koncepcja systemu pozwala zrealizować pożądane przez użytkownika funkcje przy minimalnym nakładzie kosztów.

REKLAMA

Otrzymuj wiadomości z rynku elektrotechniki i informacje o nowościach produktowych bezpośrednio na swój adres e-mail.

Zapisz się
Administratorem danych osobowych jest Media Pakiet Sp. z o.o. z siedzibą w Białymstoku, adres: 15-617 Białystok ul. Nowosielska 50, @: biuro@elektroonline.pl. W Polityce Prywatności Administrator informuje o celu, okresie i podstawach prawnych przetwarzania danych osobowych, a także o prawach jakie przysługują osobom, których przetwarzane dane osobowe dotyczą, podmiotom którym Administrator może powierzyć do przetwarzania dane osobowe, oraz o zasadach zautomatyzowanego przetwarzania danych osobowych.
Komentarze (0)
Dodaj komentarz:  
Twój pseudonim: Zaloguj
Twój komentarz:
dodaj komentarz
National Instruments Poland Sp. z o.o.
ul. Grójecka 5, Warszawa
tel.  22 328 90 10
$nbsp;
REKLAMA
Nasze serwisy:
elektrykapradnietyka.com
przegladelektryczny.pl
rynekelektroniki.pl
automatykairobotyka.pl
budowainfo.pl