Piknik Jakości Energii Elektrycznej

Transkrypt

1 AKADEMIA GÓRNICZO HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE Piknik Jakości Energii Elektrycznej Raport z eksperymentu pomiarowego - badania porównawcze analizatorów JEE Katedra Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii Wydział EAIiIB, AGH Kraków TAURON Dystrybucja S.A. Biuro Innowacji i Nowych Technologii Czerwiec 2015

2 Organizatorzy Pikniku Jakości Energii Elektrycznej dziękują Producentom analizatorów JEE za udział w testach i udostępnienie swoich produktów dla potrzeb badawczych. 2

3 Zawartość 1. Wprowadzenie Opis eksperymentu pomiarowego Opis procedury testowej oraz prezentacja wyników Pomiary w zagregowanym oknie czasowym 10-minut... 9 Test 1 - Pomiar napięcia w warunkach braku zaburzeń JEE Test 2 - Pomiar wskaźnika wahań napięcia P st podczas zapadów Test 3 - Kombinacja zaburzeń JEE Test 4 - Kombinacja zaburzeń JEE Test 5 - Wahania napięcia Test 6- Wahania napięcia Test 7 - Pomiar kombinacji zaburzeń JEE Test 8 - Weryfikacja poprawności działania filtru antyaliasingowego Pomiary zdarzeń Test 9 - Pomiar zdarzeń Test 10 - Pomiar zdarzeń Test 11 - Pomiar zdarzeń Test 12 - Wpływ zmiany częstotliwości na pomiar zdarzeń Informacje dodatkowe Podsumowanie Kontakt Komentarze uczestników eksperymentu pomiarowego

4 1. Wprowadzenie W dniu 23 października 2014 na terenie Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, przy współudziale TAURON Dystrybucja S.A., zorganizowany został Piknik Jakości Energii Elektrycznej (JEE). Celem tego wydarzenia była promocja jakości dostawy energii elektrycznej oraz wymiana doświadczeń z tej dziedziny posiadanych przez producentów oraz użytkowników analizatorów JEE. Integralnym elementem Pikniku były eksperymentalne badania porównawcze analizatorów oferowanych przez obecnych na polskim rynku przedstawicieli producentów oraz dystrybutorów urządzeń pomiarowych. Wydarzeniu towarzyszyła seria wykładów seminaryjnych, prezentowanych przez pracowników Katedry EiASPE, TAURON Dystrybucja S.A., PSE, Urzędu Regulacji Energii oraz KGHM (fot. 1). Dominowały rozważania o aktualnych wyzwaniach w dziedzinie jakości energii, wpływie na samopoczucie i zdrowie użytkowników, a także o formalnych aspektach jakości energii elektrycznej widzianych z perspektywy odbiorcy komunalnego. Ze strony TAURON Dystrybucja S.A. zaprezentowano dotychczasowe doświadczenia i plany rozwoju systemu monitorowania jakości energii elektrycznej oraz najnowsze trendy i doświadczenia w dziedzinie rozwoju inteligentnych systemów pomiarowych typu "smart". Fot 1. Część seminaryjna 4

5 Równolegle do części seminaryjnej, w drugiej sali amfiteatralnej, prowadzony był eksperyment pomiarowy (fot. 2). Do udziału w nim zaproszeni zostali obecni na polskim rynku, producenci oraz dystrybutorzy aparatury pomiarowej, mający w swojej ofercie analizatory JEE spełniające wymagania klasy A. Ta klasa pomiarowa (ang. advanced) stosowana jest w przypadku konieczności przeprowadzenia dokładnych pomiarów np. dla celów kontraktowych, weryfikacji zgodności z postanowieniami norm, rozstrzygnięcia sporów itp. Dowolne pomiary, przeprowadzone za pomocą dwóch różnych przyrządów spełniających wymagania klasy A i mierzących te same sygnały, powinny dać zbieżne wyniki mieszczące się w określonym przedziale niepewności. Należy zauważyć, że w ostatnich kilku latach rynek tego typu urządzeń pomiarowych uległ znacznemu rozwojowi i obecnie w ofercie producentów znajduje się szeroki wachlarz mierników dostępnych w różnych przedziałach cenowych. Coraz częściej nabywcy, decydując się na zakup analizatora, kierują się nie tyko ceną, ale również posiadanymi certyfikatami zgodności, m.in. w odniesieniu do norm PN EN oraz PN-EN i PN-EN Producenci przedstawiają różnego rodzaju dokumenty, w świetle których dany analizator jakości energii elektrycznej posiada klasę A. W tym miejscu pojawiają się jednak istotne niejednoznaczności w kwestii doboru oraz interpretacji zapisów norm określających wytyczne dla pomiarów jakości energii, a także poprawności procesu weryfikacji zgodności danego analizatora z wymaganiami klasy A. To sprawia, że mogą być oferowane na rynku mierniki nie spełniające warunków poprawnego pomiaru wskaźników jakości. Celem części pomiarowej Pikniku była weryfikacja tej tezy. 5

6 2. Opis eksperymentu pomiarowego Uczestnikami badań porównawczych byli zaproszeni producenci i dystrybutorzy analizatorów JEE klasy A (zgodnie z deklaracją producenta potwierdzoną aktualnym certyfikatem). Sygnały testowe zostały zaproponowane przez zespół specjalistów (AGH, TAURON Dystrybucja) w oparciu o wymagania norm: a. Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) Część 4-30: Metody badań i pomiarów Metody pomiaru jakości energii, b. IEC : Power quality measurement in power supply systems - Part 1: Power Quality Instruments (PQI), c. IEC : Power Quality Measurement in Power Supply Systems Part 2: Functional tests and uncertainty requirements. a także propozycje testów otrzymane od producentów analizatorów JEE, które w ich ocenie mogły pozytywnie wyróżnić dany produkt względem oferty konkurencji 1. Sygnały testowe były zaprojektowane w taki sposób, aby dokonać oceny pomiaru: a) częstotliwości, b) wartości skutecznej napięcia c) współczynnika wahań napięcia, d) przerw, zapadów oraz wzrostów napięcia, e) asymetrii napięcia, f) harmonicznych napięcia, g) interharmonicznych napięcia. Przyjęta metoda eksperymentu polegała na podłączeniu wszystkich mierników w tym samym punkcie pomiarowym oraz na symultanicznym podaniu na ich wejścia pomiarowe trójfazowego sygnału napięciowego zawierającego ściśle określoną serię zaburzeń napięcia (zmiany wartości skutecznej oraz częstotliwości, odkształcenie, asymetria, wahania) oraz zdarzeń (zapady, wzrosty napięcia, przerwy w zasilaniu). Źródłem sygnału testowego były wysokiej klasy programowalne kalibratory laboratoryjne. Całkowity czas trwania eksperymentu wyniósł 4,5 godziny. Po zakończeniu procedury testowej każdy z uczestników 1 Scenariusze wybranych testów zostały także opracowane w ramach projektu pt. Badania nad opracowaniem wytycznych, technik i technologii dla systemów kompensacji mocy biernej, inteligentnego monitoringu wewnętrznych sieci elektroenergetycznych oraz ogniw fotowoltaicznych dedykowanych obiektom hybrydowym opartym wyłącznie o źródła odnawialne współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka , Priorytet 1 - Badania i rozwój nowoczesnych technologii, Poddziałanie Projekty Rozwojowe. 6

7 przekazał komisyjnie na nośniku elektronicznym zarejestrowane wyniki pomiarów. Nad poprawnym przebiegiem tej części Pikniku czuwała specjalna Komisja złożona z przedstawicieli AGH oraz TAURON Dystrybucja. Fot. 2. Część eksperymentalna Wśród badanych analizatorów JEE znalazły się urządzenia oferowane przez czternastu producentów (Tabela 1). Konfiguracja mierników, ich podłączenie do stanowiska testowego, a także odczyt danych pomiarowych, wykonywane były indywidualnie przez uczestników eksperymentu. Tabela 1. Lista analizatorów biorących udział w eksperymencie pomiarowym (kolejność losowa) Producent Model 1 Fluke Fluke Electro Industries / Gaugetech Nexus Unipower AB UP Dewetron DEWE Alstom istat M355 6 Mikronika SO-52v11-eME 7 Siemens SIMEAS Q80 8 A-eberle PQ Box Schneider-Electric ION Sonel PQM Power Standards Lab PQube 12 ELSPEC G Metrel MI Dranetz Mavowatt 270 7

8 Przeprowadzony eksperyment miał charakter badawczy, jego wyniki nie potwierdzają zgodności danego analizatora JEE z wymaganiami klasy A, z punktu widzenia normy PN EN i w rozumieniu procedury certyfikacyjnej. Na etapie przygotowań do eksperymentu pomiarowego, uczestnicy eksperymentu otrzymali szczegółowe wytyczne zawierające informacje o warunkach kwalifikacji do udziału w eksperymencie, warunkach technicznych testów, wymaganiach dla konfiguracji analizatorów JEE, uproszczonej procedurze testowej, a także warunkach publikacji wyników pomiarowych. Szczegółowa procedura pomiarowa udostępniona została w dniu Pikniku, na godzinę przed rozpoczęciem eksperymentu pomiarowego. Na etapie przygotowań niniejszego raportu uczestnicy eksperymentu otrzymali możliwość weryfikacji wyników odczytanych z analizatora, który udostępnili na potrzeby badań porównawczych, na tle wskazań pochodzących z innych analizatorów JEE, przedstawionych w kolejności losowej oraz z zachowaniem niejawności. Uczestnicy eksperymentu zostali również poproszeni o przekazanie ewentualnych uwag oraz komentarzy, które stanowią zawartość rozdziału 6. Organizatorzy pragną zwrócić uwagę, że jakość wyników otrzymanych z poszczególnych analizatorów wynika zarówno z ich charakterystyk metrologicznych, jak i odpowiedniego sposobu ich konfiguracji i obsługi, co wprost zależy od kompetencji i znajomości analizatorów oraz ich oprogramowania przez zespół uczestniczący w eksperymencie. Znaczącą wartością rynkową jest bowiem kompetentne wsparcie techniczne udzielane przez dostawcę przyrządu na rzecz jego nabywcy w zakresie odczytu, interpretacji i analizy danych pomiarowych. 8

9 3. Opis procedury testowej oraz prezentacja wyników 3.1 Pomiary w zagregowanym oknie czasowym 10-minut Niniejszy rozdział zawiera opis poszczególnych testów, przeprowadzonych podczas Pikniku JEE, wraz z odniesieniem do przyjętych kryteriów zgodności z wymaganiami normy PN-EN :2009 Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) Część 4-30: Metody badań i pomiarów Metody pomiaru jakości energii aktualnej w dniu przeprowadzenia eksperymentu pomiarowego. Przedstawione wartości oczekiwane wyników odpowiadają parametrom zadanym kalibratorów, wykorzystanych jako źródło sygnału testowego (OMICRON 256plus, Fluke 6105A) lub zostały wyznaczone drogą obliczeń analitycznych. Pod opisem każdego testu przedstawione zostały tabele zawierające wskazania odczytane z analizatorów JEE biorących udział w eksperymencie. W zależności o tego, czy wskazania danego analizatora zawierały się w przedziale dopuszczalnej niepewności, zostały oznaczone w następujący sposób: 50,00 wartość liczbowa na zielonym tle wskazanie zawiera się w przyjętym przedziale niepewności 230,62 wartość liczbowa na pomarańczowym tle wskazanie wykracza poza przyjęty przedział niepewności --- linie kreskowane na pomarańczowym tle analizator nie dokonał rejestracji wymaganej wielkości 13,53 wartość liczbowa na szarym tle brak odniesienia do wartości normowanej, test o charakterze porównawczym W tabelach z wynikami pomiarów zawarto także kolumnę o nazwie Zgodność, w której znajduje się podsumowanie zgodności odczytanych wskazań z przyjętym kryterium testu: TAK wskazania analizatora mieszczą się w przyjętym przedziale niepewności NIE analizator nie dokonał rejestracji lub co najmniej jedno z jego wskazań wykracza poza przyjęty przedział niepewności Pod tabelami zawierającymi wyniki poszczególnych testów przedstawione zostały zbiorcze wykresy prezentujące, jak kształtują się wskazania wszystkich analizatorów na tle granicznych przedziałów niepewności, wyrażonych za pomocą czerwonych linii 9

10 przerywanych. Zieloną linią oznaczono poziomy wartości oczekiwanej. W przypadku niektórych wykresów wprowadzono następujące dodatkowe oznaczenia: analizator nie dokonał rejestracji wymaganej wielkości 231,12 odczytany wynik wykracza poza przyjęty zakres wykresu, natomiast jego dokładna wartość została wskazana w formie liczbowej W oparciu o zapisy normy PN-EN wyznaczono następujące przedziały dopuszczalnej niepewności pomiarowej: niepewność pomiaru częstotliwości uśrednionej zagregowanej w okresie 10 sekund nie powinna przekroczyć ±10 mhz, niepewność pomiaru wartości skutecznej napięcia zagregowanej w okresie 10 minut nie powinna przekroczyć ±0,1%U din, niepewność pomiaru harmonicznych oraz interharmonicznych powinna mieścić się w granicach tolerancji 5% wartości mierzonej, niepewność pomiaru wskaźnika asymetrii napięcia powinna mieścić się w granicach tolerancji 0,15 względem wartości mierzonej, niepewność pomiaru krótkookresowego wskaźnika migotania światła powinna mieścić się w granicach tolerancji 5% wartości mierzonej, niepewność pomiaru czasu trwania zapadu napięcia, wzrostu napięcia lub przerwy w zasilaniu w systemie wielofazowym nie powinna przekroczyć sumy niepewności wyznaczenia początku zapadu (1 półokres) i niepewności wyznaczenia końca zapadu (1 półokres), niepewność pomiaru amplitudy zapadu napięcia, wzrostu napięcia oraz przerwy w zasilaniu nie powinna przekroczyć ±0,2%U din, brak jednoznacznych wymagań odnośnie niepewności pomiaru wskaźnika THD test o charakterze porównawczym. 10

11 Spis oznaczeń i symboli: f Częstotliwość U din Wartość deklarowana napięcia U rms Wartość skuteczna napięcia U res Wartość skuteczna napięcia resztkowego otrzymana z wykorzystaniem okna o szerokości 20 ms przesuwanego, co 10 ms (połowę okresu podstawowej harmonicznej) L1, L2, L3 Oznaczenia faz napięcia U (1), U (n) Wartość skuteczna harmonicznej: podstawowej i rzędu n, gdzie n jest liczbą naturalną U (h) Wartość skuteczna składowej interharmonicznej o częstotliwości f=50 h, gdzie h jest liczbą wymierną U (f Hz) Wartość skuteczna składowej widmowej o częstotliwości f wyrażonej w hercach U h.f. Wartość skuteczna składowej widmowej dużej częstotliwości, wykorzystanej w teście filtru antyaliasingowego U h1, U h2, U hn Wartość skuteczna napięcia składowej harmonicznej 1, 2 i n (gdzie n jest liczbą naturalną) wyznaczona w oparciu o definicję grupy harmonicznej wg normy IEC U ih1, U ih2, U ihn Wartość skuteczna grupy interharmonicznej 1, 2 i n (gdzie n jest liczbą naturalną) wyznaczona w oparciu o definicję grup wg normy IEC k u Współczynnik asymetrii napięcia definiowany, jako stosunek składowej symetrycznej przeciwnej do zgodnej P st Krótkookresowy wskaźnik migotania światła, wyznaczany wg normy IEC T Czas trwania zdarzenia agregowanego w systemie wielofazowym T L1, T L2, T L3, Czas trwania zdarzenia w jednej fazie THD wskaźnik odkształcenia napięcia zagregowany w okresie 10 min kąt fazowy 11

12 TEST 1 Godz: 9:50-10:00 Parametry sygnału testowego Pomiar napięcia w warunkach braku zaburzeń JEE Trójfazowe napięcie sinusoidalne o parametrach U rms =230 V, f = 50 Hz. Brak zaburzeń JEE. Kryterium testu Parametr f U rms L1 U rms L2 U rms L3 Wartość oczekiwana 50,00±0,01 Hz 230±0,23 V 230±0,23 V 230±0,23 V Analizator Wyniki f [Hz] U rms L1 [V] U rms L2 [V] U rms L3 [V] Zgodność 1 Fluke ,00 229,92 229,85 229,83 TAK 2 Nexus ,00 230,03 229,98 230,01 TAK 3 UP ,00 230,02 229,92 230,00 TAK 4 DEWE ,00 229,91 229,94 229,94 TAK 5 istat M355 50,00 229,95 229,95 229,91 TAK 6 SO-52v11-eME 50,00 230,04 229,99 230,04 TAK 7 SIMEAS Q80 50,00 230,06 230,02 230,01 TAK 8 PQ Box ,00 229,79 229,78 229,78 TAK 9 ION PQM ,00 230,00 230,00 230,00 TAK 11 PQube 50,00 230,04 229,90 229,84 TAK 12 G ,00 230,62 229,67 231,12 NIE 13 MI ,00 230,04 230,03 230,01 TAK 14 Mavowatt ,00 230,00 230,00 230,00 TAK 12

13 U rms L2 [V] U rms L3 [V] Frequency [Hz] U rms L1 [V] Rys. 2.1 Oscyloskopowa rejestracja napięć - Test Test Test a) b) Test 1 Test 1 231, c) d) Rys. 2.2 a)-d) Porównanie wskazań analizatorów - Test 1 13

14 Podsumowanie testu 1 W wyniku analizy zarejestrowanych wskazań stwierdzono, że dwanaście z czternastu analizatorów dokonało pomiaru w sposób poprawny tj. wszystkie badane parametry zawierały się w dopuszczalnym przedziale niepewności, określonym w kryterium testu. Plik wynikowy analizatora ION7650 nie zawierał danych pomiarowych. Sytuacja ta powtarzać się będzie podczas analizy wyników wszystkich przeprowadzonych testów. Niespełnienie kryterium testu w przypadku analizatora G4500, zgodnie z informacjami przekazanymi ze strony producenta, spowodowane zostało faktem, że ostatnia kalibracja miernika miała miejsce w 2010 roku, podczas gdy producent zaleca przeprowadzanie jej w odstępach nie krótszych niż 2 lata (Rozdział 6). 14

15 TEST 2 Godz:10:00-10:10 Parametry sygnału testowego Kryterium testu Pomiar wskaźnika wahań napięcia P st podczas zapadów Trójfazowe napięcie sinusoidalne o parametrach U rms =230 V, f = 50 Hz. Generator napięcia wzorcowego wytwarza serię trójfazowych symetrycznych zapadów napięcia o amplitudzie 80% U din oraz czasach trwania: 20, 30, 50, 200, 600, 3000 ms. Odstępy pomiędzy kolejnymi zapadami są równe 20 s. Wskazania P st zarejestrowane w czasie zapadów napięcia powinny zostać oznaczone flagą. Brak kryterium dla pomiaru P st. Test o charakterze porównawczym. Analizator Wyniki P st L1 P st L2 P st L3 Wskazanie oznaczone flagą Zgodność 1 Fluke ,53 13,41 6,98 TAK TAK 2 Nexus ,77 13,45 6,93 TAK TAK 3 UP ,84 13,30 7,17 TAK TAK 4 DEWE istat M355 14,58 13,75 7,31 TAK TAK 6 SO-52v11-eME 13,64 13,49 6,94 TAK TAK 7 SIMEAS Q PQ Box ,52 13,41 6,99 TAK TAK 9 ION PQM ,61 13,24 6,89 TAK TAK 11 PQube 0,05 0,05 0,05 TAK TAK 12 G ,81 17,80 7,99 TAK TAK 13 MI ,00 0,00 0,00 TAK TAK 14 Mavowatt Rys. 2.3 Oscyloskopowa rejestracja zapadu napięcia (T=20 ms) - Test 2 15

16 Rys. 2.4 Oscyloskopowa rejestracja zapadu napięcia (T=50 ms) - Test 2 Rys. 2.5 Oscyloskopowa rejestracja zapadu napięcia (T=200 ms) - Test 2 16

17 P st L Test 2 P st L Test ,05 0,00 9 0,05 0,00 a) b) Test P st L ,05 0,00 c) Rys. 2.6 a)-c) Porównanie wskazań analizatorów - Test 2 Podsumowanie testu 2 W wyniku analizy zarejestrowanych wskazań stwierdzono, że flagą oznaczone zostały wskazania P st dziesięciu analizatorów. W przypadku analizatora DEWE-3020 zauważono, że baza danych pomiarowych, obejmująca przebieg całego eksperymentu, zawiera wyłącznie rejestracje wartości U rms oraz harmonicznych, przy braku wyników pomiaru innych wskaźników JEE. Zgodnie z informacjami otrzymanymi ze strony producenta, powodem takiego stanu rzeczy było niedostosowanie konfiguracji urządzenia do warunków poszczególnych testów. Szczegółowe wyjaśnienie zawarte zostało w, zamieszczonym w rozdziale 6, komentarzu firmy DEWETRON. Zgodnie z informacjami otrzymanymi ze strony producenta, powodem dla którego analizator Mavowatt 270 nie dokonał rejestracji wskaźnika P st, było znaczne obciążenie mocy obliczeniowej urządzenia spowodowane koniecznością rejestracji zbyt dużej liczby zapadów napięcia. 17

18 TEST 3 Godz: 10:10-10:20 Kombinacja zaburzeń JEE 1 Parametry sygnału testowego L1 L2 L3 f 57,5 Hz U (1) 230 V V V +118 U (1,5) 20,70 V 18,27 V 0 U (2) 10%U (1) 10%U (1) 0 U (11) 10%U (1) 10%U (1) 0 U (29) 5%U (1) 5%U (1) 0 U (50) 3%U (1) 3%U (1) 0 U rms 233,59 V 206,17 V 230 V Wygenerowany sygnał U rms L2 =206,17 V, głównie z uwagi na obecność składowej U (1,5), powodował cykliczne przekraczania progu zapadu napięcia przez cały czas testu. Parametr Wartość oczekiwana Parametr Wartość oczekiwana U ih1.5 L1 20,70±1,04 V U h29 L2 5±0,25%U (1) Kryterium testu U rms L2 206,17±0,23 V U h50 L2 3±0,15%U (1) U h1 L2 203±10,15 V THD L1 15,30% (15,00%)* U ih1.5 L2 18,27±0,91 V THD L2 15,30% (15,00%)* U h2 L2 10±0,5%U (1) THD L3 0% U h11 L2 10±0,5%U (1) k u 3,07±0,15 *wartość podana w nawiasie oznacza wynik pomiaru THD przy uwzględnieniu wyłącznie harmonicznych o rzędach od 2 do 40. ** niepewność pomiaru składowych U h1 oraz U ih 1.5 wyliczona została jako 5% wartości mierzonej. Rys. 2.7 Oscyloskopowa rejestracja napięć - Test 3 18

19 Rys. 2.8 Oscyloskopowa rejestracja napięć - zmiana sygnału testowego z Test 2 na Test 3 Rys. 2.9 Oscyloskopowa rejestracja napięć - zakończenie sygnału Testu 3 19

20 Analizator Wyniki U ih1.5 L1 [V] U rms L2 [V] U h1 L2 [V] U ih1.5 L2 [V] U h2 L2 [%] U h11 L2 [%] Zgodność 1 Fluke ,69 206,01 202,86 18,25 10,00 9,96 TAK 2 Nexus ,38 206, ,35 9,99 9,99 NIE 3 UP ,59 206,12 229,67 0,50 0,66 0,63 NIE 4 DEWE ,69 206,10 202,93 18,26 10,00 9,00 NIE 5 istat M , NIE 6 SO-52v11-eME 20,71 206,14 203,00 18,28 10,00 10,00 TAK 7 SIMEAS Q80 20,66 206,19 203,01 18,25 10,00 10,01 TAK 8 PQ Box ,99 205,97 205,97 18,53 10,00 9,99 TAK 9 ION NIE 10 PQM ,71 206,2 203,00 18,28 10,00 9,98 TAK 11 PQube , NIE 12 G ,33 205,89 202,75 17,88 10,00 9,99 NIE 13 MI ,69 206,18 203,02 18,26 9,99 9,99 TAK 14 Mavowatt NIE Analizator Wyniki U h29 L2 [%] U h50 L2 [%] THD L1 [%] THD L2 [%] THD L3 [%] k u [%] Zgodność 1 Fluke ,98 2,97 14,97 14,96 0,04 3,08 TAK 2 Nexus ,01 3,01 15,28 15,30 0,00 2,99 TAK 3 UP ,31 0,19 1,12 1,00 0,30 0,04 NIE 4 DEWE ,01 3, NIE 5 istat M ,84 14,85 0,7 3,07 NIE 6 SO-52v11-eME 5,00 3,01 15,00 15,00 0,00 3,07 TAK 7 SIMEAS Q80 5,01 3,01 14,98 15,01 0,26 3,09 TAK 8 PQ Box 200 4,99 2,99 14,98 14,99 0,02 3,07 TAK 9 ION NIE 10 PQM-703 4,98 3,00 15,00 14,97 0,02 3,07 TAK 11 PQube ,60 15,60 0,40 3,00 NIE 12 G4500 4,98 2,98 15,29 15,28 0,24 3,23 NIE 13 MI ,00 3,00 15,00 14,99 0,08 3,07 TAK 14 Mavowatt NIE 20

21 U h2 L2 [%] U h11 L2 [%] U h1 L2 [V] U ih1.5 L2 [V] U ih1.5 L1 [V] U rms L2 [V] Test 3 Test ,59 a) b) Test Test ,50 c) d) Test 3 Test ,66 9 0,63 e) f) 21

22 THD L3 [%] k u [%] THD L1 [%] THD L2 [%] U h29 L2 [%] U h50 L2 [%] 5.5 Test 3 Test ,31 0, g) h) Test 3 Test , ,00 i) j) Test 3 Wartość oczekiwana THD=0 3.3 Test k) l) Rys a)-l) Porównanie wskazań analizatorów - Test ,04 22

23 Podsumowanie testu 3 Analizujący wyniki testu stwierdzono, że wskazania sześciu analizatorów są zgodne w pełni z przyjętym kryterium testu. W przypadku analizatora istat M355, zgodnie z informacją otrzymaną od producenta, brak wyników pomiaru wszystkich wymaganych parametrów spowodowany został ograniczeniami wprowadzonymi na etapie konfiguracji, a także przyjętą metodologią agregacji danych pomiarowych, zgodnie z którą wartości 10-minutowe wybranych wielkości rejestrowane są wyłącznie w przypadku przekroczenia dopuszczalnych limitów jakości energii elektrycznej. Analizator Nexus 1500 podawał wskazanie pierwszej harmonicznej wyłącznie w postaci względnej (procentowej). W oparciu o pozyskane dane pomiarowe, niemożliwy był jej odczyt w voltach. Wskazania analizatora UP-2210, zgodnie z informacjami otrzymanymi ze strony producenta, są konsekwencją wytworzenia sygnału testowego, w którym składowa U (1,5) L1 przekroczyła dopuszczalną w normie PN-EN wartość określającą dopuszczalne parametry sygnału testowego dla badań zgodności z klasą A. Szczegółowe wyjaśnienie zawarte jest w punkcie 1.1 komentarza przekazanego przez IPP Unipower. Należy jednak dodać, że norma PN-EN dopuszcza zawartość napięć sygnalizacyjnych w sieciach nn i SN o częstotliwości do 500Hz na poziomie do 9% napięcia znamionowego. Należy zwrócić uwagę, że charakter sygnału testowego, w szczególności cykliczne wyzwalanie zapadów napięcia w fazie L2, był dużym wyzwaniem dla analizatorów i w wielu przypadkach wymusił użycie znacznych zasobów mocy obliczeniowej w celu prowadzenia ciągłej rejestracji zdarzeń. W ocenie autorów niniejszego opracowania, informacja o zachowaniu analizatorów w tak specyficznych warunkach testowych stanowi interesującą informację. Analizując ten aspekt pracy poszczególnych analizatorów można zauważyć, że po pojawieniu się napięcia Testu 3, część mierników prowadziła ciągłą rejestrację wszystkich zdarzeń w trybie próbek rms lub oscyloskopowym, druga część natomiast przerwała rejestrację zdarzeń. 23

24 TEST 4 Godz: 10:30-10:40 Kombinacja zaburzeń JEE 2 f L1 L2 L3 42,5 Hz U (1) 73%U din 80%U din 87%U din Parametry sygnału testowego U (2) 5%U (1) 5%U (1) 0%U (1) U (1,5) 0 11,5 V 0 U (90 Hz) 0 0 9,2 V U (95 Hz) ,8 V U rms 168,11 V 184,59 V 200,79 V Wygenerowane sygnały napięć U rms L1, U rms L2, U rms L3 odpowiadają stanowi ustalonego zmniejszenia napięcia poniżej progu zapadu. Kryterium testu. Parametr Wartość oczekiwana Parametr Wartość oczekiwana f 42,5±0,01 Hz U h2 L3 9,55±0,48 V U rms L3 200,79±0,23 V THD L2 5,00%* U h2 L2 5,00±0,25% THD L3 4,77%* U ih1.5 L2 11,50±0,58 V k u 5,05±0,15% * norma PN-EN nie definiuje dopuszczalnej niepewności dla pomiaru THD Rys Rejestracja oscyloskopowa sygnału - Test 4 24

25 Rys Oscyloskopowa rejestracja napięć - zakończenie sygnału Testu 4 Analizator Wyniki f [Hz] U ih1.5 L2 [V] U h2 L2 [%] U rms L3 [V] Zgodność 1 Fluke ,5 11,49 5,00 200,60 TAK 2 Nexus ,5 19,15 0,01 200,53 NIE 3 UP ,5 11,49 5,02 200,78 TAK 4 DEWE ,5 11,49 5,00 200,72 TAK 5 istat M355 42, ,72 NIE 6 SO-52v11-eME 42,5 11,49 5,00 200,81 TAK 7 SIMEAS Q80 42, ,00 200,77 NIE 8 PQ Box ,5 11,53 5,00 200,57 TAK 9 ION NIE 10 PQM ,5 11,49 5,00 200,80 TAK 11 PQube 42, ,70 NIE 12 G ,5 12,80 5,00 201,80 NIE 13 MI ,5 11,49 5,00 200,78 TAK 14 Mavowatt ,5 11,49 4,99 200,76 TAK 25

26 Frequency [Hz] U ih1.5 L2 [V] Analizator Wyniki U h2 L3 [V] THD L2 [%] THD L3 [%] k u [%] Zgodność 1 Fluke ,54 5,03 4,81 5,04 TAK 2 Nexus ,80 5,00 1,14 5,38 NIE 3 UP ,55 5,03 4,81 5,03 TAK 4 DEWE , NIE 5 istat M ,99 4,79 5,04 NIE 6 SO-52v11-eME 9,54 5,00 4,81 5,04 TAK 7 SIMEAS Q80 7,65 5,01 3,86 5,05 NIE 8 PQ Box 200 9,56 5,00 4,81 5,05 TAK 9 ION NIE 10 PQM-703 9,55 5,00 4,81 5,05 TAK 11 PQube --- 6,30 7,10 4,90 NIE 12 G4500 9,56 5,00 4,80 4,71 NIE 13 MI ,54 5,00 4,81 5,05 TAK 14 Mavowatt 270 9,54 5,00 5,00 5,05 TAK Test 4 20 Test a) b) 26

27 THD L3 [%] k u [%] U h2 L3 [V] THD L2 [%] U h2 L2 [%] U rms L3 [V] Test Test 4 201, ,01 c) d) Test 4 Test , e) f) Test 4 Test g) h) Rys a)-h) Porównanie wskazań analizatorów - Test

28 Podsumowanie testu 4 Analizujący wyniki testu stwierdzono, że wskazania siedmiu analizatorów są zgodne z przyjętym kryterium testu. Wszystkie mierniki (poza omawianym w podsumowaniu testu 1 analizatorem ION7650) dokonały poprawnego pomiaru częstotliwości na poziomie 42,5 Hz. W przypadku części analizatorów stwierdzono rozbieżności w pomiarach pozostałych parametrów lub braki tych wskazań. Te ostatnie, zgodnie z informacjami otrzymanymi od producentów, najczęściej spowodowane były błędami po stronie konfiguracji urządzeń. 28

29 TEST 5 Godz: 10:50-11:00 Wahania napięcia 1 Parametry sygnału testowego L1 L2 L3 f 50 Hz U rms 215 V 230 V 245 V P st 0,2 Częstotliwość oraz amplituda wahań napięcia (modulacja prostokątna): 33,3333 Hz, 0,4682%U rms Kryterium testu Parametr Wartość oczekiwana U rms L1 215±0,23 V P st L1 0,2±0,01 P st L2 0,2±0,01 P st L3 0,2±0,01 k u 3,77±0,15% Rys Rejestracja próbek rms - Test 5 Rys Rejestracja oscyloskopowa sygnału - Test 5 29

30 U rms L1 [V] Analizator Wyniki U rms L1 [V] P st L1 P st L2 P st L3 k u [%] Zgodność 1 Fluke ,87 0,20 0,20 0,20 3,79 TAK 2 Nexus ,97 0,20 0,20 0,20 7,00 NIE 3 UP ,89 0,20 0,20 0,20 3,77 TAK 4 DEWE , NIE 5 istat M ,94 14,4 13,94 4,76 3,79 NIE 6 SO-52v11-eME 214,98 0,19 0,19 0,19 3,80 TAK 7 SIMEAS Q80 214,99 0,20 0,20 0,20 3,81 TAK 8 PQ Box ,75 0,20 0,20 0,20 3,80 NIE 9 ION NIE 10 PQM ,00 0,20 0,20 0,20 3,81 TAK 11 PQube 214,97 10,50 10,69 10,69 3,70 NIE 12 G ,55 9,55 10,48 8,78 3,53 NIE 13 MI ,97 4,53 11,57 11,57 3,80 NIE 14 Mavowatt ,93 0,20 0,20 0,20 3,80 TAK Test ,4 Test 5 10,5 4,53 9, P st L a) b) 30

31 k u [%] ,94 Test 5 10,69 11,57 10, ,76 Test 5 10,69 11,57 8, P st L2 0.2 P st L c) d) 7,00 Test e) Rys a)-e) Porównanie wskazań analizatorów - Test 5 Podsumowanie testu 5 Analizujący wyniki testu stwierdzono, że zgodność pomiaru wskaźnika P st spełniona została w przypadku ośmiu analizatorów. W przypadku analizatora MI 2892 zauważono, że baza danych pomiarowych zawiera poprawnie wyznaczone wartości P st, lecz próbki te przesunięte są o 10 minut względem rzeczywistego okresu pomiaru. Fakt ten jednoznacznie wskazuje na przyczynę obserwowanych rozbieżności. O godz. 11:10 analizator MI 2892 zarejestrował P st L1 =P st L2=P st L3 =0,2 co jest zgodne z przyjętym kryterium testu. Wskazania analizatora G4500, zgodnie z informacjami otrzymanymi od producenta, nie spełniają zadanego kryterium testu z uwagi na fakt, że w czasie trwania testu pomiędzy przewodami N oraz PE stwierdzona została obecność napięcia na poziomie około 20 V. Szczegółowe wyjaśnienie zawarte zostało w zamieszczonym w rozdziale 6 komentarzu firmy Elspec. 31

32 TEST 6 Godz: 11:10-11:20 Wahania napięcia 2 Parametry sygnału testowego L1 L2 L3 f 50 Hz U rms 230 V P st 10 Częstotliwość oraz amplituda wahań napięcia (modulacja prostokątna): 33,33 Hz oraz 23,41%U rms Kryterium testu Po wykonaniu testu stwierdzono, że wygenerowany sygnał nie odpowiadał zadanym parametrom sygnału testowego (Rys. 2.18, 2.19a-c). Szczególnie charakterystyczny jest fakt, że w wynikach pomiaru U rms widoczna jest asymetria pomimo faktu, że w procedurze testowej zadaną wartością skuteczną napięcia było 3x230 V. Test o charakterze porównawczym. Analizator Wyniki U rms L1 [V] U rms L2 [V] U rms L3 [V] P st L1 P st L2 P st L3 k u [%] Zgodność 1 Fluke ,38 227,83 236,88 10,03 10,17 9,39 2, Nexus ,58 230,02 236,37 10,12 10,20 9,44 7, UP ,43 227,93 237,02 9,87 10,01 9,24 2, DEWE ,40 227,91 236, istat M ,06 228,28 237,06 9,63 9,75 8,67 2, SO-52v11-eME 229,51 227,98 237,09 10,13 10,29 9,48 2, SIMEAS Q80 229,98 228,48 237,11 9,96 10,00 9,16 2, PQ Box ,26 227,78 236,82 9,86 10,00 9,23 2, ION PQM ,50 228,00 237,10 10,02 10,19 9,4 2, PQube 229,28 227,64 236,68 9,13 9,35 9,63 2, G ,53 227,07 237,65 18,23 19,75 18,76 2, MI ,52 228,00 237,06 9,82 9,71 8,90 2, Mavowatt ,22 227,70 236,82 10,00 9,58 8,79 2,

33 U rms L1 [V] U rms L2 [V] Rys Rejestracja oscyloskopowa sygnału - Test 6 Rys Rejestracja oscyloskopowa sygnału - Test Test Test a) b) 33

34 k u [%] U rms L3 [V] Test Test 6 18, P st L c) d) Test Test 6 19,75 18, P st L2 10 P st L e) f) 2.8 7,64 Test g) Rys a)-g) Porównanie wskazań analizatorów - Test 6 34

35 Podsumowanie testu 6 Analizujący wyniki testu stwierdzono niezgodność zadanych parametrów procedury testowej z wynikami zarejestrowanymi przez analizatory. Z powodu trudności z wiarygodnym wyznaczeniu wartości oczekiwanej test został oznaczony jako badanie o charakterze porównawczym. Wyjaśnienie zaobserwowanych rozbieżności pomiędzy sygnałem zadanym a parametrami U rms oraz P st zawarte zostało w komentarzu otrzymanym od producenta generatora - OMICRON electronics. Wynika z niego, że fizycznie poprawnym zjawiskiem jest fakt, że sztuczne wprowadzenie w układzie trójfazowym modulacji prostokątnej o częstości zmian napięcia 33,333 Hz zawsze spowoduje różne wskazania U rms, a co się z tym wiąże, także różne wskazania P st. Efekt ten jest dobrze widoczny na rys

36 TEST 7 Godz: 11:30-11:40 Pomiar kombinacji zaburzeń JEE 3 Parametry sygnału testowego f L1 L2 L3 57,5 Hz U (1) 95%U din 0 100%U din %U din +119 P st 1,05 0,99 0,95 U (11) 5%U (1) 0 10%U (1) 0 0.5%U (1) 0 U (16) 5%U (1) 0 5%U (1) 0 5%U (1) 0 U (41) 3%U (1) 0 3%U (1) 0 3%U (1) 0 U (44) 1%U (1) 0 2%U (1) 0 0.1%U (1) 0 U (520 Hz) 5 V 5 V 5 V U (567 Hz) 5 V 5 V 5 V U rms 219,26 V 231,68 V 242,01 V Kryterium testu Parametr Wartość oczekiwana Parametr Wartość oczekiwana f 57,5±0,01 Hz U ih9,5 L1 3,09±0,15% U rms L3 242,01±0,23 V THD L3 6,38* (5,85)** U h10 L2 4,06±0,2% k u 1,52±0,15%*** U h11 L2 10±0,5% P st L1 1,05±0,05 U h44 L2 2±0,1% P st L2 0,99±0,05 U h44 L3 0,1±0,05%U din =0,1±0,05% P st L3 0,95±0,05 * norma PN-EN nie definiuje dopuszczalnej niepewności dla pomiaru THD **wartość podana w nawiasie oznacza wynik pomiaru THD przy uwzględnieniu wyłącznie harmonicznych o rzędach *** zgodnie z wymaganiami normy PN-EN :2009, podczas testów wskaźnika asymetrii zachowany powinien być warunek Pst<0,1, lecz wymóg ten został zniesiony w, będącej na etapie przygotowań do finalnej publikacji, najnowszej wersji tej normy, i to w oparciu o jej zapisy określone zostało kryterium testu. Rys Przykładowa rejestracja oscyloskopowa sygnału - Test 7 36

37 Analizator Wyniki f [Hz] U rms L3 [V] U h10 L2 [%] U h11 L2 [%] Zgodność 1 Fluke ,50 241,84 4,02 9,95 TAK 2 Nexus ,50 241,10 1,04 9,97 NIE 3 UP ,50 241,96 4,06 10,07 TAK 4 DEWE ,50 241,94 4,03 9,98 TAK 5 istat M355 57,50 241,91 3, TAK 6 SO-52v11-eME 57,50 242,02 4,04 9,97 TAK 7 SIMEAS Q80 57,50 241,00 4,23 9,97 NIE 8 PQ Box ,50 241,77 4,03 9,97 NIE 9 ION NIE 10 PQM ,50 242,00 4,04 10,00 TAK 11 PQube 57,50 241, NIE 12 G ,50 243,17 3,95 9,98 NIE 13 MI ,50 242,01 4,04 9,92 TAK 14 Mavowatt ,50 242,00 4,06 9,99 TAK Analizator Wyniki U h44 L2 [%] U h44 L3 [%] U ih9.5 L1 [V] THD L3 [%] Zgodność 1 Fluke ,00 0,10 3,07 5,60 TAK 2 Nexus ,97 0,09 1,18 6,03 NIE 3 UP ,71 0,09 3,10 6,35 NIE 4 DEWE ,00 0,10 3, NIE 5 istat M ,04 6,35 NIE 6 SO-52v11-eME 1,99 0,10 3,08 5,63 TAK 7 SIMEAS Q80 1,94 0, ,60 NIE 8 PQ Box 200 2,00 0,10 3,13 5,62 TAK 9 ION NIE 10 PQM-703 2,00 0,11 3,08 5,64 TAK 11 PQube ,80 NIE 12 G4500 1,97 0,05 1,82 6,35 NIE 13 MI ,01 0,10 3,08 5,64 TAK 14 Mavowatt 270 2,00 0,10 3,09 6,40 TAK 37

38 Frequency [Hz] U rms L3 [V] Analizator Wyniki P st L1 P st L2 P st L3 k u [%] Zgodność 1 Fluke ,11 1,04 1,00 1,51 NIE 2 Nexus ,05 1,00 0,98 4,24 NIE 3 UP ,05 1,00 0,97 1,49 TAK 4 DEWE NIE 5 istat M355 9,69 9,36 8,66 1,50 NIE 6 SO-52v11-eME 1,03 0,97 0,93 1,52 TAK 7 SIMEAS Q80 1,06 0,99 0,96 0,51 NIE 8 PQ Box 200 1,06 1,00 0,96 1,52 TAK 9 ION NIE 10 PQM-703 1,02 0,96 0,93 1,53 TAK 11 PQube 10,29 10,25 10,76 1,40 NIE 12 G ,60 41,48 37,29 1,55 NIE 13 MI ,94 9,82 9,18 1,52 NIE 14 Mavowatt 270 1,03 0,98 0,95 1,52 TAK Test 7 Test a) b) 38

39 U ih9.5 L1 [V] THD L3 [%] U h44 L2 [%] U h44 L3 [%] U h10 L2 [V] U h11 L2 [%] Test Test ,04 9 c) d) Test 7 Test e) f) Test 7 Test g) h) 39

40 k u [%] ,69 Test 7 10,29 9,94 9,36 Test 7 10,25 9,82 41,60 41, P st L P st L i) j) 8,66 Test 7 10,76 9,18 Test 7 37, P st L k) l) Rys a)-l) Porównanie wskazań analizatorów - Test 7 Podsumowanie testu 7 Analizujący wyniki testu stwierdzono, że zgodność wszystkich wskazań z przyjętym kryterium testu spełniona została w przypadku trzech analizatorów. Wszystkie mierniki (poza omawianym w podsumowaniu testu 1 analizatorem ION7650) dokonały poprawnego pomiaru częstotliwości na poziomie 57,5 Hz. Relatywnie duże rozbieżności stwierdzono w wynikach pomiaru wskaźnika wahań napięcia P st, który został zmierzony poprawnie przez siedem analizatorów. W przypadku analizatora MI 2892 zauważono, że baza danych pomiarowych zawiera poprawnie wyznaczone wartości P st, lecz próbki te przesunięte są o 10 minut względem rzeczywistego okresu pomiaru. O godz. 11:50 analizator MI 2892 zarejestrował P st L1 =1,09, P st L2 =1,03, P st L3 =0,99, co jest zgodne z przyjętym kryterium testu. 40

41 W przypadku dziewięciu analizatorów, wyniki pomiaru wskaźnika asymetrii k u zawierają się w odpuszczalnym przedziale niepewności, pomimo faktu, że w sygnale testowym obecne były wahania napięcia na poziomie P st =1. 41

42 TEST 8 Godz: 12:30-14:10 Weryfikacja poprawności działania filtru antyaliasingowego f U rms L1 L2 L3 50 Hz 210 V (sygnał z generatora 1-fazowego Fluke 6100A podany jednocześnie na wejścia trzech faz analizatora) Składowe wysokiej częstotliwości: U rms f start-stop Parametry sygnału testowego U h.f. 17 V a) 6400 Hz b) Hz c) Hz d) Hz e) Hz f) Hz g) Hz h) Hz i) Hz j) Hz 12:30-12:40 12:40-12:50 12:50-13:00 13:00-13:10 13:10-13:20 13:20-13:30 13:30-13:40 13:40-13:50 13:50-14:00 14:00-14:10 Parametr Wartość oczekiwana THD L1 0* Kryterium testu P st L1 0+0,2* U rms L1 210±0,23 V *norma PN-EN nie definiuje dopuszczalnej niepewności dla pomiaru THD oraz pomiaru P st w warunkach przeprowadzonego testu. Na potrzeby niniejszego raportu przyjęto jednak, że uznane za poprawne zostaną wskazania P st nieprzekraczające wartości 0,2 czyli najniższej, od której wymagany jest pomiar tego wskaźnika, zgodnie z wymaganiami normy. Rys Przykładowa rejestracja oscyloskopowa sygnału - początek testu 8a) (widoczny brak filtracji składowej U h.f. ) 42

43 Rys Przykładowa rejestracja oscyloskopowa sygnału - Test 8e) (widoczny brak filtracji składowej U h.f. ) Analizator THD L1 [%] a) b) c) d) e) Zgodność 1 Fluke ,02 0,02 0,02 0,02 0, Nexus ,00 0,00 0,00 0,00 0, UP ,05 0,05 0,05 0,05 0, DEWE istat M ,74 289,44 266,57 300,36 294, SO-52v11-eME 0,00 0,00 0,00 0,00 0, SIMEAS Q80 0,05 0,26 0,27 0,07 0, PQ Box 200 0,01 0,02 0,01 0,01 0, ION PQM-703 0,00 0,00 0,00 0,00 0, PQube 0,41 0,40 0,40 0,40 0, G4500 0,02 0,02 0,06 0,03 0, MI ,99 15,83 1,25 0,21 15, Mavowatt 270 0,01 0,01 0,01 0,01 0,

44 Analizator THD L1 [%] f) g) h) i) j) Zgodność 1 Fluke ,02 0,02 0,02 0,06 0, Nexus ,16 0,25 0,18 0,08 0, UP ,05 0,05 0,05 0,08 0, DEWE istat M ,04 0,1 0,1 0,5 0, SO-52v11-eME 0,00 0,00 0,00 0,58 0, SIMEAS Q80 0,25 0,16 0,03 0, PQ Box 200 0,01 0,01 0,01 0,06 0, ION PQM-703 0,00 0,00 0,00 0,06 0, PQube 0,40 0,40 0,40 0,40 0, G4500 0,02 0,02 0,03 5,03 4, MI ,68 15,13 3,73 0,51 14, Mavowatt 270 0,01 0,01 0,01 0,06 0, Analizator P st L1 a) b) c) d) e) Zgodność 1 Fluke ,03 0,03 0,03 0,03 0,03 TAK 2 Nexus ,08 0,01 0,01 0,01 0,01 TAK 3 UP ,14 0,00 0,00 0,00 0,00 TAK 4 DEWE NIE 5 istat M355 86,27 0,14 0,08 0,09 0,07 NIE 6 SO-52v11-eME 0,10 0,00 0,02 0,02 0,04 TAK 7 SIMEAS Q80 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 TAK 8 PQ Box 200 0,06 0,01 0,01 0,01 0,01 TAK 9 ION NIE 10 PQM-703 0,07 0,02 0,02 0,02 0,02 TAK 11 PQube 7,99 0,05 0,05 0,11 0,05 NIE 12 G ,68 3,55 16,37 5,44 0,33 NIE 13 MI ,13 15,64 3,89 0,09 0,00 NIE 14 Mavowatt 270 0,08 0,02 0,02 0,02 0,02 TAK 44

45 Analizator P st L1 f) g) h) i) j) Zgodność 1 Fluke ,03 0,03 0,03 0,03 0,00 TAK 2 Nexus ,00 0,00 0,00 0,01 0,01 TAK 3 UP ,00 0,00 0,00 0,00 0,00 TAK 4 DEWE NIE 5 istat M355 0,07 0,65 0,03 0,32 0,21 NIE 6 SO-52v11-eME 0,00 0,04 0,04 0,0 0,04 TAK 7 SIMEAS Q80 0,00 0,00 0,00 0,00 ---* TAK 8 PQ Box 200 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 TAK 9 ION NIE 10 PQM-703 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 TAK 11 PQube 0,05 0,05 0,05 0,04 0,05 TAK 12 G4500 0,23 0,36 0,41 0,26 0,30 NIE 13 MI ,04 0,04 0,06 0,75 0,29 NIE 14 Mavowatt 270 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 TAK Analizator U rms L1 [V] a) b) c) d) e) Zgodność 1 Fluke ,90 209,89 209,89 209,89 209,89 TAK 2 Nexus ,05 210,04 210,01 210,01 210,00 TAK 3 UP ,99 210,01 209,99 210,00 210,00 TAK 4 DEWE ,18 210,17 210,05 210,08 209,93 TAK 5 istat M ,13 210,13 210,04 210,04 209,94 TAK 6 SO-52v11-eME 210,03 210,03 210,03 210,03 210,03 TAK 7 SIMEAS Q80 209,98 209,98 209,98 209,98 209,98 TAK 8 PQ Box ,76 209,76 209,76 209,76 209,76 NIE 9 ION NIE 10 PQM ,00 210,00 210,00 210,00 210,00 TAK 11 PQube 210,00 210,00 210,00 210,00 210,00 TAK 12 G ,48 210,49 210,50 210,50 210,49 NIE 13 MI ,57 210,56 210,55 210,55 210,54 NIE 14 Mavowatt ,00 210,00 210,00 210,00 210,00 TAK 45

46 P st L1 (max 10-min) THD L1 [%] (max 10-min) Analizator U rms L1 [V] f) g) h) i) j) Zgodność 1 Fluke ,90 209,90 209,90 209,90 209,89 TAK 2 Nexus ,00 210,00 210,00 210,02 210,05 TAK 3 UP ,00 210,01 209,99 209,99 209,99 TAK 4 DEWE ,93 209,92 209,92 209,92 209,92 TAK 5 istat M ,92 209,94 209,94 209,94 209,9 TAK 6 SO-52v11-eME 210,03 210,03 210,03 210,03 210,03 TAK 7 SIMEAS Q80 209,98 209,98 209,98 209,98 ---* TAK 8 PQ Box ,76 209,76 209,76 209,76 209,76 NIE 9 ION NIE 10 PQM ,00 210,00 210,00 210,00 210,00 TAK 11 PQube 210,00 210,00 210,00 210,00 209,99 TAK 12 G ,49 210,50 210,49 210,78 210,79 NIE 13 MI ,51 210,50 210,48 210,46 210,45 NIE 14 Mavowatt ,00 210,00 210,00 210,00 210,00 TAK *wskazanie zostało wykluczone z analizy z uwagi na brak synchronizacji okresu agregacji 10-min z zadanym interwałem czasowym testu Test 8 Wartość oczekiwana Pst= Test 8 Wartość oczekiwana THD= ,0 0 a) b) Rys a)-b) Porównanie maksymalnych wskazań (10-min) P st L1 oraz THD L1 - Test 8 46

47 U rms L1 [V] (max 10-min) U rms L1 [V] (min 10-min) Test 8 Test c) Rys a)-c) Porównanie maksymalnych oraz minimalnych wskazań U rms L1 (10-min) - Test 8 Podsumowanie testu 8 Zgodnie z wymaganiami normy PN-EN częstotliwości znajdujące się poza zakresem pomiarowym przyrządu powinny być tłumione, aby nie wpływały na wyniki pomiarów. W celu uzyskania odpowiedniego tłumienia należy stosować antyaliasingowy filtr dolno-przepustowy, z tłumieniem 3 db dla częstotliwości powyżej zakresu pomiarowego. Tłumienie w paśmie zaporowym powinno być większe niż 50 db. Oznacza to, że zmierzone amplitudy, wygenerowanej w ramach testu, składowej U h.f. powinny być mniejsze niż ~0,003 ich rzeczywistej amplitudy, a tym samym nie powinny mieć widocznego wpływu na wskazania: U rms, THD oraz P st. Analizujący wyniki testu stwierdzono zgodność wskazań P st w przypadku ośmiu analizatorów. Warunek dla wskazań U rms został spełniony przez dziesięć analizatorów. W przypadku analizatora PQ Box 200 wskazania U rms są mniejsze od zadanego na generatorze poziomu 210 V. W związku z tym, mimo że niespełnione jest kryterium testu Urms=210±0,23 V, można wykluczyć, że jest tak za sprawą braku skutecznej filtracji składowej U h.f. Brak lub nieskuteczne działanie filtru antyaliasingowego skutkowałby zwiększeniem U rms. Należy zauważyć, że pomimo uznania porównawczego charakteru wskazań THD, widać wyraźnie, że w przypadku niektórych analizatorów wartości tego wskaźnika odbiegają w znacznym stopniu od zera i wskazują na brak skutecznego filtrowania składowych U h.f. 47

48 3.2 Pomiary zdarzeń TEST 9 10:00-10:10 Pomiar zdarzeń 1 Parametry sygnału testowego Napięcie sinusoidalne o parametrach U rms =230 V, f=50 Hz. Generator napięcia wzorcowego wytwarza zapady napięcia, oznaczone jako Z_1, Z_2, Z_3, Z_4, Z_5, Z_6, o czasach trwania odpowiednio 20, 30, 50, 200, 600, 3000 ms oraz napięciu resztkowym 80%U din. Odstęp pomiędzy kolejnymi zapadami równy 20 s. Niepewność pomiaru czasu trwania zapadu napięcia, wzrostu napięcia lub przerwy w zasilaniu nie powinna przekroczyć sumy niepewności wyznaczenia początku zapadu (1 półokres) i niepewności wyznaczenia końca zapadu (1 półokres). Kryterium testu Oznaczenie zapadu Czas trwania zapadu [ms] Wartość czekiwana T [ms] Z_ ±20 Z_ ±20 Z_ ±20 Z_ ±20 Z_ ±20 Z_ ±20 Brak wymagań w normie PN-EN , co do rejestracji parametrów zapadów oddzielnie dla każdej z faz - test o charakterze porównawczym. W wyniku analizy przebiegów oscyloskopowych stwierdzono obecność skokowych zmian fazy w chwili rozpoczęcia każdego z wytworzonych zapadów (dobrze widoczne na Rys. 2.26, 2.27), w związku z czym odstąpiono od oceny pomiaru napięcia resztkowego U res, z uwagi na brak możliwości jednoznacznego określenia wartości oczekiwanej. Obserwacją dodatkową jest ocena dokładności synchronizacji czasowej analizatorów poprzez porównanie znaczników czasowych rozpoczęcia poszczególnych zapadów. Rys Oscyloskopowa rejestracja zapadu napięcia (T= 20 ms) - Test 9 48

49 Rys Oscyloskopowa rejestracja zapadu napięcia (T=50 ms) - Test 9 Rys Oscyloskopowa rejestracja zapadu napięcia (T= 200 ms) - Test 9 Rys Oscyloskopowa rejestracja zapadu napięcia (T= 300 ms) - Test 9 49

50 Analizator Znacznik czasu rozpoczęcia zdarzenia [godz:min:sek] Z_1 Z_2 Z_3 Z_4 Z_5 Z_6 Zgodność 1 Fluke :03:58 10:04:19 10:04:39 10:04:59 10:05:20 10:05: Nexus UP :04:02 10:04:22 10:04:42 10:05:03 10:05:23 10:05: DEWE istat M355 10:04:29 10:04:49 10:05:09 10:05:30 10:05:50 10:06: SO-52v11-eME 10:04:02 10:04:22 10:04:42 10:05:03 10:05:23 10:05: SIMEAS Q80 10:04:02 10:04:22 10:04:42 10:05:03 10:05:23 10:05: PQ Box :03:57 10:04:17 10:04:37 10:04:58 10:05:18 10:05: ION PQM :04:02 10:04:22 10:04:42 10:05:03 10:05:23 10:05: PQube 09:04:02 09:04:22 09:04:42 09:05:02 09:05:23 09:05: G :04:02 10:04:22 10:04:42 10:05:03 10:05:23 10:05: MI :04:02 10:04:22 10:04:42 10:05:03 10:05:23 10:05: Mavowatt :04:02 10:04:22 10:04:42 10:05:03 10:05:23 10:05: Analizator T [ms] - Faza L Zgodność 1 Fluke ,02 29,98 50,36 196,65 596, , Nexus UP DEWE istat M SO-52v11- eme SIMEAS Q PQ Box ION PQM PQube G MI Mavowatt

51 T L1 [ms] T L1 [ms] Analizator T [ms] - wartość zagregowana w systemie wielofazowym Zgodność 1 Fluke NIE 2 Nexus NIE 3 UP ,11 39,98 60,08 210,03 610, TAK 4 DEWE NIE 5 istat M TAK 6 SO-52v11- eme NIE 7 SIMEAS Q NIE 8 PQ Box NIE 9 ION NIE 10 PQM TAK 11 PQube TAK 12 G TAK 13 MI TAK 14 Mavowatt NIE 50 Test 9 60 Test Z_1) Z_2) 51

52 T L1 [ms] T L1 [ms] T L1 [ms] T L1 [ms] 80 Test Test Z_3) 170 Z_4) 630 Test Test Z_5) Z_6) Rys Z_1-Z_6) Porównanie wskazań analizatorów (Faza L1) - Test 9 52

53 T [ms] (polyphase system) T [ms] (polyphase system) T [ms] (polyphase system) T [ms] (polyphase system) T [ms] (polyphase system) T [ms] (polyphase system) 60 Test 9 70 Test Z_1) Z_2) 90 Test Test Z_3) 170 Z_4) 640 Test Test Z_5) Z_6) Rys Z_1)-Z_6) Porównanie wskazań analizatorów (system wielofazowy) - Test 9 53

54 Podsumowanie testu 9 Analizujący wyniki testu stwierdzono, że dane pomiarowe z jedenastu analizatorów zawierają informacje o wystąpieniu zdarzeń Z_1-Z_6. Czasy trwania zdarzeń zarejestrowanych przez różne analizatory nie pokrywają się jednak ze sobą. Jest tak pomimo faktu, iż zgodnie wytycznymi procedury testowej, analizatory powinny zostać zsynchronizowane z czasem uniwersalnym UTC. Stwierdzono, że 7 analizatorów oznaczyło początek zdarzenia Z_1 czasem 10:04:02, podczas gdy inne wskazały na czasy: 10:03:58, 10:04:29, 10:03:57 oraz 09:04:02. Osiem spośród jedenastu analizatorów, które dokonały rejestracji detekcji zdarzeń, przedstawiło informację o ich parametrach (czas trwania, napięcie resztkowe) wyznaczonych dla układu jednofazowego (oddzielnie dla każdej fazy). Nie jest to wymogiem z punktu widzenia normy PN-EN w wersji z roku Jest natomiast zaleceniem wskazanym w jej kolejnej edycji, będącej na etapie przygotowań do finalnej publikacji. Tylko sześć spośród jedenastu analizatorów, które dokonały rejestracji detekcji zdarzeń, dostarczyły wymaganej przez normę PN-EN informacji, ile wynosi zagregowany w układzie wielofazowym czas trwania zdarzeń. W każdym przypadku wskazania te mieściły się w zakresie dopuszczalnej niepewności wyznaczania czasu trwania zdarzenia. Z informacji otrzymanej od A-Eberle, wynika że funkcjonalność agregacji zdarzeń w układzie wielofazowym dostępna jest za pośrednictwem oprogramowania WinPQ mającego zastosowanie do analizy danych z analizatorów stacjonarnych. 54

55 TEST 10 Godz: 14:10-14:20 Pomiar zdarzeń 2 Parametry sygnału testowego Napięcie sinusoidalne o parametrach U rms =230 V, f =50 Hz. Generator napięcia wzorcowego wytwarza zapady napięcia, oznaczone jako Z_1, Z_2, Z_3, Z_4, Z_5, o czasach trwania odpowiednio 30, 50, 200, 600, 3000 ms oraz napięciu resztkowym 80%U din. Odstęp pomiędzy kolejnymi zapadami wynosi 20 s. Niepewność pomiaru czasu trwania zapadu napięcia, wzrostu napięcia lub przerwy w zasilaniu w systemie wielofazowym nie powinna przekroczyć sumy niepewności wyznaczenia początku zapadu (1 półokres) i niepewności wyznaczenia końca zapadu (1 półokres). Niepewność pomiaru napięcia resztkowego nie powinna przekroczyć ±0,2% U din. Dla przypadków niniejszego testu wartość resztkowa powinna zawierać się w przedziale U res =184±0,46 V. Kryterium testu Oznaczenie zapadu Czas trwania zapadu [ms] Wartość czekiwana T [ms] Z_ ±20 Z_ ±20 Z_ ±20 Z_ ±20 Z_ ±20 Brak wymagań oceny parametrów zdarzeń w systemie jednofazowym - test o charakterze porównawczym. Rys Oscyloskopowa rejestracja zapadu napięcia (T= 50 ms, U res =10%U din ) - Test 10 55

56 Analizator T L2 [ms] Z_1 Z_2 Z_3 Z_4 Z_5 Zgodność 1 Fluke Nexus UP DEWE istat M SO-52v11-eME SIMEAS Q PQ Box ION PQM PQube G MI Mavowatt Analizator U res L2 [V] Z_1 Z_2 Z_3 Z_4 Z_5 Zgodność 1 Fluke Nexus ,44 183,70 183,54 183,90 183, UP ,07 184,10 184,06 184,07 184, DEWE istat M SO-52v11-eME SIMEAS Q PQ Box ,84 183,82 183,83 183,83 183, ION PQM PQube 184,1 183,8 183,8 183,9 183, G MI ,00 183,99 183,97 183,97 183,99 14 Mavowatt

57 Analizator T [ms] - wartość zagregowana w systemie wielofazowym Z_1 Z_2 Z_3 Z_4 Z_5 Zgodność 1 Fluke NIE 2 Nexus NIE 3 UP TAK 4 DEWE NIE 5 istat M TAK 6 SO-52v11-eME TAK 7 SIMEAS Q NIE 8 PQ Box NIE 9 ION NIE 10 PQM TAK 11 PQube TAK 12 G TAK 13 MI TAK 14 Mavowatt NIE Analizator U res [V] - wartość zagregowana w systemie wielofazowym Z_1 Z_2 Z_3 Z_4 Z_5 Zgodność 1 Fluke NIE 2 Nexus NIE 3 UP ,03 184,04 184,02 184,02 184,04 TAK 4 DEWE NIE 5 istat M ,93 183,95 183,93 183,93 183,95 TAK 6 SO-52v11-eME TAK 7 SIMEAS Q NIE 8 PQ Box NIE 9 ION NIE 10 PQM TAK 11 PQube 183,24 183,15 183,10 183,10 183,06 NIE 12 G ,75 183,86 183,73 183,78 183,75 TAK 13 MI NIE 14 Mavowatt NIE 57

58 T L2 [ms] T L2 [ms] T L2 [ms] T L2 [ms] T L2 [ms] 70 Test Test Z_1) Z_2) 240 Test Test Z_3) 560 Z_4) 3040 Test Z_5) Rys Z_1)-Z_5) Porównanie wskazań analizatorów (faza L2) - Test 10 58

59 U res L2 [V] U res L2 [V] U res L2 [V] U res L2 [V] U res L2 [V] Test 10 Test Z_1) Test 10 Z_2) Test Z_3) Test 10 Z_4) Z_5) Rys Z_1)-Z_5) Porównanie wskazań analizatorów (faza L2) - Test 10 59

60 T [ms] (polyphase system) T [ms] (polyphase system) T [ms] (polyphase system) T [ms] (polyphase system) T [ms] (polyphase system) 80 Test Test Z_1) Z_2) 250 Test Test Z_3) 570 Z_4) 3050 Test Z_5) Rys Z_1)-Z_5) Porównanie wskazań analizatorów (agregacja w układzie wielofazowym) - Test 10 60

61 U res [V] (polyphase system) U res [V] (polyphase system) U res [V] (polyphase system) U res [V] (polyphase system) U res [V] (polyphase system) Test 10 Test Z_1) Test 10 Z_2) Test Z_3) Test 10 Z_4) Z_5) Rys Z_1)-Z_5) Porównanie wskazań analizatorów (agregacja w układzie wielofazowym) - Test 10 61

62 Podsumowanie testu 10 Analizujący wyniki testu stwierdzono, że dane pomiarowe z dziesięciu analizatorów zawierają informacje o wystąpieniu zdarzeń Z_1-Z_5. W przypadku analizatora Fluke 1760, zgodnie z informacjami otrzymanymi od producenta, powodem braku rejestracji zdarzeń było przekroczenie ustalonej na 1000 zdarzeń całkowitej pamięci przydzielonej dla rejestracji zdarzeń. Osiem spośród dziesięciu analizatorów, które dokonały detekcji zdarzeń, przedstawiło informację o ich parametrach (czas trwania, napięcie resztkowe) wyznaczonych dla układu jednofazowego (oddzielnie dla każdej fazy). Nie jest to wymogiem z punktu widzenia normy PN-EN w wersji z roku Jest natomiast zaleceniem wskazywanym w jej kolejnej edycji. Siedem spośród dziesięciu analizatorów, które dokonały rejestracji detekcji zdarzeń, dostarczyły wymaganej przez normę PN-EN informacji, ile wynosi zagregowany w układzie wielofazowym czas trwania zdarzeń. W każdym przypadku wskazania te mieściły się w zakresie dopuszczalnej niepewności wyznaczania czasu trwania zdarzenia. Sześć analizatorów (z czego pięć poprawnie) wskazało ile wynosi wartość napięcia resztkowego U res. Przyczyna rozbieżności wskazań U res w przypadku analizatora PQube została wyjaśniona w komentarzu przekazanym od firmy Poltrade Technologies. Zgodnie z informacją otrzymaną ze strony producenta analizatora MI 2892, przyrząd dokonywał rejestracji wartości U res, lecz oprogramowanie w wersji dostępnej podczas Pikniku JEE nie dokonywało odczytu tych danych. Producent potwierdza, że funkcja ta została już zaimplementowana w nowej wersji oprogramowania. 62

63 TEST 11 Godz: 14:10-14:20 Pomiar zdarzeń 3 Napięcie sinusoidalne o parametrach U rms =230 V, f =50 Hz. Parametry sygnału testowego Generator napięcia wzorcowego wytwarza kolejno następujące zdarzenia: Z_1 wzrost napięcia o czasie trwania 50 ms oraz amplitudzie 120% U din, Z_2 zapad napięcia o czasie trwania 50 ms oraz napięciu resztkowym 10% U din, Z_3 przerwa w zasilaniu o czasie trwania 50 ms oraz napięciu resztkowym 5% U din, Z_4 przerwa w zasilaniu o czasie trwania 50 ms oraz napięciu resztkowym 0% U din, Odstęp pomiędzy kolejnymi zdarzeniami wynosi 20 s. Niepewność pomiaru czasu trwania zapadu napięcia, wzrostu napięcia lub przerwy w zasilaniu w systemie wielofazowym nie powinna przekroczyć sumy niepewności wyznaczenia początku zapadu (1 półokres) i niepewności wyznaczenia końca zapadu (1 półokres). Niepewność pomiaru napięcia resztkowego nie powinna przekroczyć ±0,2% U din. Brak wymagań dla niepewności pomiaru napięcia resztkowego podczas przerwy w zasilaniu. Kryterium testu Oznaczenie zdarzenia Czas trwania zdarzenia[ms] Wartość oczekiwana T [ms] Wartość oczekiwana U res [V] Z_ ±20 276±0,46 Z_ ±20 23±0,46 Z_ ±20 11,5 Z_ ±20 0 Różnice w wyliczeniach wartości oczekiwanej zdarzeń Z_1 i Z_2 względem zdarzeń Z_3 i Z_4 wynikają z odmiennych wytycznych, zawartych w normie PN-EN , dotyczących pomiaru czasu trwania wzrostów/zapadów napięcia względem wyznaczania czasu trwania przerw w zasilaniu. Rys Oscyloskopowa rejestracja zdarzenia Z_1 - Test 11 63

64 Rys Oscyloskopowa rejestracja zdarzenia Z_1 - Test 11 Rys Oscyloskopowa rejestracja zdarzenia Z_3 - Test 11 64

65 Rys Oscyloskopowa rejestracja zdarzenia Z_4 - Test 11 65

66 Analizator T [ms] - wartość zagregowana w systemie wielofazowym Z_1 Z_2 Z_3 Z_4 Zgodność 1 Fluke Nexus UP NIE 4 DEWE istat M TAK 6 SO-52v11-eME TAK 7 SIMEAS Q PQ Box ION PQM TAK 11 PQube TAK 12 G NIE 13 MI NIE 14 Mavowatt Analizator U res [V] - wartość zagregowana w systemie wielofazowym Z_1 Z_2 Z_3 Z_4 Zgodność 1 Fluke NIE 2 Nexus NIE 3 UP ,11 22,99 11,51 0,15 TAK 4 DEWE NIE 5 istat M TAK 6 SO-52v11-eME ,50 0,08 TAK 7 SIMEAS Q NIE 8 PQ Box NIE 9 ION NIE 10 PQM ,49 0,03 TAK 11 PQube , NIE 12 G ,59 22, ,10 NIE 13 MI NIE 14 Mavowatt NIE 66

67 T [ms] (polyphase system) T [ms] (polyphase system) Analizator Znacznik czasu rozpoczęcia zdarzenia [godz:min:sek] Z_1 Z_2 Z_3 Z_4 Zgodność 1 Fluke Nexus :18:21 14:19:21 14:19:41 14:20: UP :18:21 14:19:21 14:19:41 14:20: DEWE istat M355 14:18:48 14:19:48 14:20:08 14:20: SO-52v11-eME 14:18:21 14:19:21 14:19:41 14:20: SIMEAS Q PQ Box :18:16 14:19:16 14:19:36 14:19: ION PQM :18:21 14:19:21 14:19:41 14:20: PQube 13:18:21 13:19:21 13:19:41 13:20: G :18:21 14:19:21 14:19:41 14:20: MI :18:21 14:19:21 14:19:41 14:20: Mavowatt :18:21 14:19:21 14:19:41 14:20: Test 11 Test Z_1) Z_2) 67

68 U res [V] (polyphase system) U res [V] (polyphase system) U res [V] (polyphase system) U res [V] (polyphase system) T [ms] (polyphase system) T [ms] (polyphase system) 60 Test Test Z_3) Z_4) Rys Z_1)-Z_4) Porównanie wskazań analizatorów - Test 11 Test 11 Test Z_1) Z_2) 12.4 Test Test Wartość oczekiwana Ures=0 V Z_3) Z_4) Rys Z_1)-Z_4) Porównanie wskazań analizatorów - Test 11 68

69 Podsumowanie testu 11 Analizujący wyniki testu stwierdzono, że dane pomiarowe z dziesięciu analizatorów zawierają informacje o wystąpieniu zdarzeń Z_1-Z_4. Nie wszystkie urządzenia dostarczyły informację o parametrach zdarzenia zagregowanych dla układu trójfazowego. Ponadto w przypadku zdarzeń Z_3 oraz Z_4 nie zawsze zostały one zakwalifikowane do grupy przerw w zasilaniu, z czym dodatkowo wiąże się, inna niż w przypadku zapadów, procedura wyznaczania czasu trwania zdarzenia. Z informacji otrzymanej z IPP UNIPOWER wynika, że na podstawie analizy przedstawionego na rysunku 2.43 wykresu próbek U rms, zarejestrowanych przez analizator UP-2210, czas trwania przerwy w zasilaniu Z_3 wyniósł 30 ms. Rys Podgląd próbek U rms dla zdarzenia Z_3- analizator UP

70 TEST 12 Godz: 14:20-14:30 Wpływ zmiany częstotliwości na pomiar zdarzeń Zdarzenie 1 (Z_1): Napięcie sinusoidalne o parametrach U rms =230 V, f = 42,5 Hz. Generator napięcia wzorcowego wytwarza zdarzenie o czasie trwania 30 ms oraz następujących wartościach skutecznych napięć w poszczególnych fazach: L1 L2 L3 Parametry sygnału testowego U rms 10% U din 50% U din 110% U din Zdarzenie 2 (Z_2): Napięcie sinusoidalne o parametrach U rms =230 V, f = 57.5 Hz. Generator napięcia wzorcowego wytwarza zdarzenie o czasie trwania 30 ms oraz następujących wartościach skutecznych napięć w poszczególnych fazach: L1 L2 L3 U rms 10% U din 50% U din 110% U din Kryterium testu Brak wymagań dla oceny parametrów zdarzeń w systemie jednofazowym - test o charakterze porównawczym. Analizator Wyniki - Faza L2 Z_1 Z_2 U res L2 [V] T L2 [ms] U res L2 [V] T L2 [ms] Zgodność 1 Fluke Nexus , , UP , , DEWE istat M , , SO-52v11-eME SIMEAS Q PQ Box ION PQM , , PQube 114, , G MI , , Mavowatt

71 Rys Oscyloskopowa rejestracja zapadu napięcia (f=42,5 Hz) - Test 12 Rys Oscyloskopowa rejestracja zapadu napięcia (f=57,5 Hz) - Test 12 71

72 Rys Oscyloskopowa rejestracja zapadu napięcia (f=57,5 Hz) - Test 12 72

73 T L2 [ms] U res L2 [V] T L2 [ms] U res L2 [V] Test 12 Test a) b) Rys a)-b) Porównanie wskazań analizatorów - Test 12, zdarzenie Z_1 Test 12 Test a) b) Rys a)-b) Porównanie wskazań analizatorów - Test 12, zdarzenie Z_2 Podsumowanie testu 12 Analizujący wyniki testu stwierdzono, że siedem analizatorów przedstawiło informację o parametrach zdarzeń Z_1 oraz Z_2 wyznaczonych dla układu jednofazowego (oddzielnie dla każdej fazy). Nie jest to wymogiem z punktu widzenia normy PN-EN , stąd test ma charakter porównawczy. 73

74 3.3 Informacje dodatkowe W tabeli 2 przedstawione zostały informacje o objętości bazy danych pomiarowych uzyskanych przez poszczególne analizatory w czasie trwania eksperymentu pomiarowego. Dane mają wyłącznie charakter informacyjny. Z uwagi na różnie przyjętą przez uczestników eksperymentu konfigurację analizatorów JEE, szczególnie w zakresie pomiaru rejestracji zdarzeń, nie jest możliwe dokonanie jednoznacznej oceny jakości bazy danych pomiarowych biorąc za kryterium jej objętość w pamięci dyskowej. Aczkolwiek należy zaznaczyć, że najbardziej pożądanym scenariuszem, szczególnie w przypadku budowy rozproszonych systemów monitoringu JEE, jest zgromadzenie maksymalnej informacji o stanie sieci w możliwe najmniejszej objętości danych pomiarowych. Tabela 2. Objętość bazy danych pomiarowych z eksperymentu pomiarowego Analizator Objętość bazy danych pomiarowych [Mb] Analizator Objętość bazy danych pomiarowych [Mb] 1 Fluke PQ Box ,1 2 Nexus ION UP ,15 10 PQM DEWE * 11 PQube 24,7 5 istat M355 5,92 12 G ,5 6 SO-52v11-eME MI SIMEAS Q Mavowatt Innym ważnym elementem, zaświadczającym o jakości analizatora JEE, jest ergonomia oprogramowania służącego do odczytu oraz analizy danych pomiarowych. Należy pamiętać, że ocena w tym obszarze powinna brać pod uwagę aspekty takie jak: klarowność wizualna, tj. czy wyświetlane na ekranie informacje są przejrzyste, dobrze zorganizowane i czytelne, spójność dialogu tj. czy zachowanie i wygląd systemu jest spójne na każdym etapie pracy, łatwość zrozumienia tj. czy system jest intuicyjny na etapie wdrażania w jego obsługę, operatywność tj. czy system jest narzędziem wydajnej realizacji zakładanych celów, prowadzenie i wsparcie użytkownika tj. czy system zapewnia użytkownikowi odpowiednie wsparcie informacyjne. Wyżej wymienione kryteria nie były przedmiotem oceny w zakresie przeprowadzonego eksperymentu pomiarowego niemniej jednak zaznaczyć należy, że stanowią one ważny wyznacznik jakości każdego analizatora JEE. 74

75 4. Podsumowanie Piknik Jakości Energii stał się zgodnie z intencją organizatorów szerokim forum dyskusji dotyczącej zagadnień współczesnej elektroenergetyki. Wydarzenie spotkało się z bardzo dużym zainteresowaniem zarówno ze strony producentów analizatorów JEE, jak i ich użytkowników reprezentujących różne sektory przemysłu. Przeprowadzony w ramach wydarzenia eksperyment pomiarowy pozwolił na uzyskanie wielu istotnych informacji na temat analizatorów JEE, wiarygodności prowadzonych pomiarów, a także wiedzy o charakterze poznawczym dotyczącej metodologii oraz warunków nadawania klasy A. Organizatorzy wydarzenia wyrażają przekonanie, że przekazane w niniejszym raporcie wyniki wpłyną pozytywnie na rozwój analizatorów JEE. Organizatorzy ze strony AGH, uznając rangę techniczną i gospodarczą jakości dostawy energii elektrycznej, wyrazili wolę powołania Centrum ds. Jakości Dostawy Energii Elektrycznej, jako platformy współpracy uczelni i przemysłu w obszarze współczesnej elektroenergetyki. Organizatorzy pragną przekazać zaproszenie na kolejne tego typu wydarzenie Piknik AMI, który poświęcony będzie zagadnieniom inteligentnych liczników energii elektrycznej. Wydarzenie odbędzie się jesienią

76 5. Kontakt AGH Kraków Krzysztof Chmielowiec Katedra Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej tel , tel. kom kchmielo@agh.edu.pl TAURON Dystrybucja S.A. Marek Rogóż Kierownik projektu Biuro Innowacji i Nowych Technologii tel , tel. kom marek.rogoz@tauron-dystrybucja.pl 76

77 6. Komentarze uczestników eksperymentu pomiarowego Niniejszy rozdział zawiera formalne komentarze otrzymane od uczestników eksperymentu pomiarowego - producentów oraz dystrybutorów analizatorów JEE biorących udział w badaniach porównawczych. Kolejność prezentacji komentarzy jest zgodna z tabelą 3. Jako ostatni prezentowany jest komentarz otrzymany od OMICRON Electronics - producenta kalibratora wykorzystanego w badaniach jako źródło sygnału testowego. Tabela 3. Lista formalnych komentarzy otrzymanych od uczestników eksperymentu pomiarowego Producent (Dystrybutor) DEWETRON (Tespol) Model DEWE-3020 Electro Industries / Gaugetech Nexus 1500 ELSPEC (Biall) G4500 Fluke Fluke 1760 Metrel (Merserwis) MI 2892 Mikronika Power Standards Lab (Poltrade Technologies) Unipower AB (IPP) SO-52v11-eME PQube UP-2210 OMICRON Electronics Omicron 256plus 77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88 Wrocław Sz. P. Krzysztof Chmielowiec AGH Kraków Poniżej przekazuję swoje uwagi do raportu wstępnego z eksperymentu pomiarowego - badania porównawcze analizatorów JEE: 1. Miernik Nexus 1500 w trakcie eksperymentu nie był podłączony do komputera jako bazy danych. Miernik w tej konfiguracji miał pojemność pamięci 128 MB. Parametry te umożliwiły zarejestrowanie 526 przebiegów. Dlatego też zarejestrowano przebiegi począwszy od godz. 11:24:49,5144 do godz. 14:46:07,3308. Przebiegi wcześniejsze zostały nadpisane. Nexus 1500 może posiadać maksymalnie 4 GB pamięci. 2. Miernik został tak skonfigurowany że rejestrował do pamięci 456 wartości mierzonych oraz 7 kanałów analogowych (4 napięcia i 3 prądy). Skutkowało to zwiększeniem obszaru pamięci. Plik wynikowy, w tym przypadku, miał wielkość 423 MB. 3. W trakcie eksperymentu miernik obliczał wartość THD mierząc harmoniczne od 0 do 127. Informacja ogólna: - W najbliższym czasie będzie dostępny następca obecnego miernika NEXUS 1500 o nazwie NEXUS Miernik ten będzie posiadał znacznie większe możliwości pomiarowe (między innymi transient recorder o częstotliwości próbkowania 55 MHz w każdym kanale) oraz ekran z predefiniowanym językiem polskim. Pozdrawiam Pawel Kazimierczuk Regional Manager, Central-East Europe Skype: EIGPOLAND Biuro Polska: Pawel Kazimierczuk PQ Systems pkazimierczuk@electroind.com ul. Opolska 140 mobile phone: Wrocław Skype: EIGPOLAND NIP:

89 ZARZĄDZANIA BIALL Sp. z o.o. ul. Barniewicka 54C, GDAŃSK tel.: (058) , 92 fax.: biall@biall.com.pl ZINTEGROWANY aparatura pomiarowa oscyloskopy zasilacze sprzęt lutowniczy końcówki kablowe złącza SYSTEM Certyfikowany na zgodność z: PN-EN ISO 9001:2001 WEWNĘTRZNY SYSTEM KONTROLI narzędzia ręczne do kabli i złącz akcesoria pomiarowe lutownicze kablowe Szanowni Państwo Gdańsk, Regon: NIP: Konto: Bank Zachodni WBK S.A. I O/Gdańsk, nr rachunku: Kapitał zakładowy: zł w całości wniesiony, KRS: UGd AGH Kraków Krzysztof Chmielowiec Katedra Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej W odpowiedzi na informacje zawarte we Raporcie wstępnym z eksperymentu pomiarowego badania porównawcze analizatorów JEE chcielibyśmy wnieść następujące uwagi oraz sugestie, które naszym zdaniem miały wpływ na uzyskane wyniki pomiarów zarejestrowane przez analizator Elspec G4500, wykorzystany do Eksperymentu. Uwagi podajemy w wersji przesłanej przez producenta oraz w tłumaczeniu na j.polski: 1. Measurement readings : In our unit, each channel reading is in reference to the neutral (which it's reference is ground). As can be seen in the recordings (Appen.No1), the neutral waveform is in the range of the 10V to 50V, and when zoom in, even higher. Obviously this will have a big effect on all readings and especially on the flickering readings. We did not get similar complaints regarding flickering readings from many thousands of devices which are located all over the world. Odczyty pomiarów: W naszym urządzeniu, pomiar w każdym kanale jest dokonywany w odniesieniu do przewodu neutralnego (którego odniesieniem jest uziemienie). Jak możemy zauważyć w wynikach pomiarów (Załącznik nr 1), przebieg w przewodzie neutralnym jest w osiąga wartości przedziale 10 do 50V a nawet jeszcze wyższe. Ma to, oczywiście, wpływ na wszystkie wyniki pomiarów a w szczególności na odczyty wartości migotania światła. Nie zanotowaliśmy podobnych zastrzeżeń co do nieprawidłowych pomiarów migotania światła od użytkowników tysięcy sprzedanych urządzeń na całym świecie. The G4500 measure and record 4 physical channels with 1 common reference, the ground. Phase voltage and differential voltages are calculate based on the physical channels. Assuming you connected V1 to Channel 1, V2 to channel 2,, V N to channel 4 and ground to ground, the channel map will looks as follow: Analizator G4500 mierzy oraz rejestruje 4 kanały fizyczne oraz 1 wspólny kanał odniesienia, uziemienie. Napięcia fazowe oraz międzyfazowe są obliczane bazując na kanałach fizycznych. Przy założeniu, iż V1 podłączymy do kanału 1, V2 do kanału 2,, napięcie V N do kanału 4, uziemienie do uziemienia, układ połączeń będzie wyglądał następująco: Physical channels Channel 1 V1 to Ground Channel 2 V2 to ground Channel 3 V3 to ground Channel 4 VN to ground Virtual channels V1n Channel 1 channel 4 V2n Channel 2 channel 4 V3n Channel 3 Channel 4 VN Channel 4 V12 Channel 2 channel 1 V23 Channel 3 channel 2 V31 Channel 3 channel 1

90 ZARZĄDZANIA SYSTEM BIALL Sp. z o.o. ul. Barniewicka 54C, GDAŃSK tel.: (058) , 92 fax.: biall@biall.com.pl ZINTEGROWANY Certyfikowany na zgodność z: PN-EN ISO 9001:2001 WEWNĘTRZNY SYSTEM KONTROLI aparatura pomiarowa Therefore the importance of not having channel 4 float. In PQZIP from measurements we notices that V N has significant signal therefore we assuming that channel 4 is floating and affect the accuracy. We recommend you to connect channel 4 to the ground and repeat the test. oscyloskopy zasilacze sprzęt lutowniczy końcówki kablowe złącza narzędzia ręczne do kabli i złącz akcesoria pomiarowe lutownicze kablowe Dlatego też bardzo istotny jest brak pływającego kanału 4. W otrzymanych plikach PQZIP z pomiarów znajdujemy zauważalny sygnał w kanale V N dlatego tez zakładamy, iż kanał 4 pływający co ma wpływ na dokładność pomiarów. Zalecamy podłączenie kanału 4 do uziemiania i powtórzenie pomiarów. 2. Calibration : This device was last calibrated at 2010 (about 5 years ago), Elspec recommendations for calibration are every 2 years (not necessary need to be calibrated, but it need to be verified every 2 years, and if needed, calibration should be done). Kalibracja: Urządzenie używane do testów było poddane kalibracji w 2010r. (ok.. 5 lat temu) Elspec zaleca przeprowadzenie kalibracji co 2 lata (a jeżeli kalibracja nie jest konieczna należy zweryfikować poprawność pomiarów). 3. Storage usage : G4500 (or any other model of the G4K series) biggest strength is the compression method (about X 1000 more than without compression). The G4500 only used 70MB-80MB for about 7 hours of recording because of our PQZIP compression algorithm (should be quite a lot of GBs at any other standard device). Our patented compression algorithm enables our units to retain electrical data at a very high resolution (1024 SPC) including waveform onboard the internal memory for more than one year Objętość bazy danych pomiarowych: Największą zaletą Elspec G4500 (lub inny model z serii G4K) jest algorytm kompresji danych pomiarowych (kompresja w stosunku 1000:1). Całkowita objętość bazy danych dla 7 godzin pomiarów to 70-80MB dzięki algorytmowi PQZIP (w standartowych urządzeniach zajęłoby to GB danych). Nasza opatentowana technologia kompresji umożliwia uzyskanie bardzo wysokiej rozdzielczości pomiarów (1024 próbki/okres) wraz w rejestracją przebiegów z okresu do 1 roku. Z Poważaniem Adrian Wieczorkowski Regon: NIP: Konto: Bank Zachodni WBK S.A. I O/Gdańsk, nr rachunku: Kapitał zakładowy: zł w całości wniesiony, KRS:

91

92 KOMENTARZ DO WYNIKU EKSPERYMENTALNEGO BADANIA PORÓWNAWCZEGO ANALIZATORÓW Warszawa dn Pan Krzysztof Chmielowiec AGH Kraków Katedra Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej Dziękujemy za możliwość wzięcia udziału w eksperymencie pomiarowym Piknik JEE. Otrzymaliśmy od Państwa wstępny raport z eksperymentu. Widać na podsumowaniu poniżej, że nasz analizator po wcześniejszym zarejestrowaniu zdarzeń przestał rejestrować zdarzenia. Ponieważ organizator nie podał w warunkach uczestnictwa możliwości wystąpienia tak dużej ilości zaburzeń, nasz analizator nie został zaprogramowany na taką ewentualność. Po zarejestrowaniu zdarzeń przestał programowo rejestrować zdarzenia, ale dalej rejestrował dane JEE w formie przebiegów oscylograficznych. Widać więc, że zgłoszone do uczestnictwa urządzenie do końca pracowało poprawnie. Dla zainteresowanych gotowi jesteśmy udostępnić zarejestrowane przebiegi oscyloskopowe po zakończeni rejestracji typowych zdarzeń dla normy EN/PN

93 Ostatnie zdarzenie zarejestrowane zdarzenie widać poniżej: Robert Olkiewicz Fluke Europe B.V. P.O. Box BD Eindhoven The Netherlands Kontakt w Polsce: Robert Olkiewicz Distribution Account Manager +48 (0) robert.olkiewicz@fluke.com