Jakie są standardy kalibracji urządzeń do monitorowania jakości zasilania online?

Kluczowe Standardy Kalibracji Urządzeń do Monitorowania Jakości Energii Elektrycznej w Trybie Online

Kalibracja urządzeń do monitorowania jakości energii elektrycznej w trybie online opiera się na kompleksowym systemie standardów, obejmującym obowiązkowe narodowe standardy, techniczne specyfikacje branżowe, międzynarodowe wytyczne oraz wymagania dotyczące metod kalibracji i sprzętu. Poniżej przedstawiono zorganizowany przegląd z praktycznymi rekomendacjami dla rzeczywistych zastosowań.

I. Kluczowe Krajowe Standardy

1. DL/T 1228-2023 – Wymagania Techniczne i Metody Testowe dla Urządzeń do Monitorowania Jakości Energii Elektrycznej w Trybie Online

Status: Obowiązkowy standard w przemyśle energetycznym Chin, zastępujący edycję z 2013 roku, całkowicie obejmujący wymagania techniczne, metody kalibracji i procedury testowe.

Kluczowe Postanowienia:

• Interwał Kalibracji: ≤3 lata w normalnych warunkach; skrócony do 1–2 lat w trudnych środowiskach (np. wysokie EMI, wysoka temperatura/wilgotność) lub gdy wydajność urządzenia jest niestabilna.

• Parametry Kalibracji: Napięcie, prąd, częstotliwość, harmoniki (2nd–50th), międzyharmoniki, migotanie, niezrównoważoność trójfazowa, spadki/zapadnięcia/przerwy napięcia. Sprzęt kalibracyjny musi mieć dokładność lepszą niż 1/3 dopuszczalnego błędu urządzenia poddanego testowi (np. używając źródła standardowego klasy 0.05).

• Weryfikacja Funkcjonalna: Cykl próbkowania danych, stabilność komunikacji (np. zgodność z IEC 61850) i dokładność progów alarmowych muszą zostać zweryfikowane.

• Zastosowanie: Kalibracja urządzeń monitorujących w przedsiębiorstwach sieciowych, elektrowniach i punktach podłączenia odnawialnych źródeł energii do sieci.

2. GB/T 19862-2016 – Ogólne Wymagania dla Urządzeń do Monitorowania Jakości Energii Elektrycznej

Rola: Narodowy standard definiujący ogólne wymagania techniczne, w tym metody kalibracji, limity błędów i przystosowanie do środowiska.

Kluczowe Wymagania:

• Dokładność Pomiaru: Błąd RMS napięcia/prądu ≤ ±0.5%, błąd częstotliwości ≤ ±0.01 Hz, błąd amplitudy harmonik ≤ ±2% (urządzenia klasy A).

• Metoda Kalibracji: "Metoda Wstrzykiwania Źródła Standardowego" – porównanie wyjścia ukalibrowanego źródła z odczytem urządzenia.

• Zastosowanie: Referencja przy wyborze sprzętu i kalibracji w zakładach przemysłowych i instytucjach badawczych.

3. GB/T 14549-1993 – Jakość Energii: Harmoniki w Publicznych Sieciach Energetycznych

Rola: Definiuje dopuszczalne poziomy napięcia i prądu harmonicznych w publicznych sieciach oraz określa wymagania co do dokładności instrumentów pomiarowych harmonik.

Fokus Kalibracji:

• Dokładność Harmonik: Urządzenia klasy A wymagają błędu napięcia harmonicznych ≤ ±0.05% UN, błędu prądu harmonicznych ≤ ±0.15% IN. Musi obejmować harmoniki 2nd–50th.

• Testy Odporności: Weryfikacja stabilności urządzenia w warunkach bogatych w harmoniki, aby zapewnić odporność na zakłócenia polowe.

• Zastosowanie: Projekty redukcji harmonik i monitorowanie źródeł harmonik przemysłowych.

4. GB/T 17626 Series – Testy Zgodności Elektromagnetycznej (EMC)

Odporność na Środowisko:

• GB/T 17626.2-2018: Odporność na rozładowanie elektrostatyczne (kontakt ±6kV, powietrze ±8kV).

• GB/T 17626.5-2019: Odporność na impulsy (linia-linia ±2kV, linia-ziemia ±4kV).

• GB/T 17626.6-2008: Odporność na przeprowadzony RF (0.15–80 MHz).

Znaczenie Kalibracji: Zapewnia stabilność pomiarów w warunkach wysokiego EMI, zapobiegając dryfowi danych z powodu zakłóceń.

Zastosowanie: Kalibracja urządzeń w stacjach transformatorowych i środowiskach przemysłowych z silnymi zakłóceniami elektromagnetycznymi.

II. Międzynarodowe Standardy

1. IEC 61000-4 Series – Testy Zgodności Elektromagnetycznej (EMC)

Globalne Znaczenie:

• IEC 61000-4-2:2025: Odporność na rozładowanie elektrostatyczne, obejmuje wskazówki dla noszonych urządzeń.

• IEC 61000-4-6:2013: Odporność na przeprowadzony RF (0.15–80 MHz), standaryzowane wstrzykiwanie zakłóceń.

Przewaga: Umożliwia międzynarodowe uznanie wyników kalibracji.

Zastosowanie: Wyeksportowane urządzenia i transgraniczne projekty energetyczne.

2. IEC 62053-21:2020 – Urządzenia do Pomiaru Energii Elektrycznej – Część 21: Statyczne Liczniki Aktywnej Energi (Klasy 0.2S i 0.5S)

Referencyjna Wysoka Dokładność:

• Limity Błędu: klasa 0.2S ≤ ±0.2%, klasa 0.5S ≤ ±0.5%.

• Metoda Kalibracji: "Metoda Standardowego Licznika" – porównanie odczytów z wysokodokładnego licznika referencyjnego i urządzenia poddanego testowi.

• Zastosowanie: Rozliczenia handlowe i zastosowania badawcze o wysokiej precyzji.

3. IEEE Std 1159-2019 – Przewodnik do Monitorowania Jakości Energii Elektrycznej

Techniczne Wskazówki:

• Definiuje metody pomiarowe i wymagania dotyczące rejestrowania danych dla spadków, harmonik, migotania itp.

• Rekomenduje "Metodę Porównania Dwóch Źródeł Standardowych" do wzajemnej weryfikacji dokładności urządzenia.

• Zastosowanie: Referencja dla urządzeń monitorujących w Ameryce Północnej i międzynarodowych projektach inżynieryjnych.

III. Metody i Standardy Sprzętu Kalibracyjnego

1. JJF 1848-2020 – Specyfikacja Kalibracji Urządzeń do Monitorowania Jakości Energii Elektrycznej

Śledzenie Metrologiczne: Narodowa specyfikacja techniczna wymagająca niepewności sprzętu kalibracyjnego ≤ 1/3 dopuszczalnego błędu urządzenia.

Kluczowe Kroki:

• Inspekcja wizualna (etkiety, konektory).

• Podgrzewanie (30 min) i reset fabryczny.

• Wstrzykiwanie sygnałów standardowych zgodnie z DL/T 1228-2023.

• Obliczenie poszerzonej niepewności i wydanie certyfikatu kalibracji.

Zastosowanie: Podstawa do kalibracji w instytutach metrologii i laboratoriach trzeciej strony.

2. JJG 597-2016 – Regulamin Weryfikacji Sprzętu do Testowania Przenośników Energetycznych Prądu Przemienneego

Benchmark Sprzętu:

• Źródło klasy 0.05: błąd napięcia/prądu ≤ ±0.05%, błąd mocy ≤ ±0.05%.

• Musiałoby wspierać wstrzykiwanie harmonik i regulację fazy.

Zastosowanie: Wybór i śledzenie standardowych źródeł w laboratoriach kalibracyjnych.

IV. Dodatkowe Standardy dla Specjalnych Scenariuszy

1. GB/T 24337-2009 – Jakość Energii: Międzyharmoniki w Publicznych Sieciach Energetycznych

• Definiuje limity napięcia międzyharmonik (np. ≤1.5% dla 19. międzyharmoniki w sieciach 10kV+).

• Weryfikuje dokładność pomiaru dla nietypowych harmonik (>50 Hz).

• Zastosowanie: Integracja odnawialnych źródeł energii i zakłady przemysłowe z napędami zmiennoprzemiennymi.

2. Q/GDW 10 J393-2009 – Specyfikacja Techniczna dla Urządzeń do Monitorowania Jakości Energii Elektrycznej w Trybie Online

• Standard przedsiębiorstwa State Grid.

• Wymaga magazynowania danych ≥31 dni, obsługa formatu PQDIF.

• Weryfikuje dokładność transmisji danych (np. odchylenie napięcia ≤ ±0.5%).

• Zastosowanie: Kalibracja w systemach State Grid.

V. Proces Kalibracji & Rekomendacje Dotyczące Zgodności

Wymagania Kwalifikacyjne: Laboratoria kalibracyjne muszą posiadać akredytację CNAS lub autoryzację metrologiczną prowincji, aby wyniki były prawne.

Dynamiczna Strategia Kalibracji:

• Standardowy interwał: 3 lata (zgodnie z DL/T 1228-2023).

• Skrócony do 1 roku w trudnych środowiskach (np. zakłady chemiczne, hutnicze) lub jeśli historyczny dryf > ±5%.

Prowadzenie Rejestrów:

• Wymagane: certyfikat kalibracji, surowe dane, dzienniki konserwacji.

• Wartość prawna: Używane do zgodności z przepisami i dochodzeń w przypadku incydentów.

VI. Priorytetyzacja Standardów i Strategia Zastosowania

• Projekty Krajowe: DL/T 1228-2023 + GB/T 19862-2016 + GB/T 14549-1993.

• Projekty Międzynarodowe: Seria IEC 61000 + IEEE Std 1159-2019.

• Specjalne Przypadki:

• Harmoniki: GB/T 14549-1993 + GB/T 24337-2009.

• EMC: GB/T 17626 + IEC 61000-4.

Podsumowanie

Kalibracja urządzeń do monitorowania jakości energii elektrycznej w trybie online musi opierać się na trzech zasadach: zgodności z przepisami, technologicznej standaryzacji i adaptacji do specyficznych scenariuszy. Podstawowy ramy powinien być budowany na bazie DL/T 1228-2023 i GB/T 19862-2016, wzmocniony przez GB/T 14549-1993 i IEC 61000 dla odporności na środowisko, a śledzony za pomocą JJF 1848-2020. Dla specjalistycznych branż (np. odnawialne źródła, opieka zdrowotna) powinny być stosowane dodatkowe standardy, takie jak GB/T 24337-2009. Końcowym celem jest dokładne dane, zgodność z przepisami i międzynarodowe uznanie.