سیستم راه حل نظارت دقیق بر پارامترهای برقی

1. مقدمه

با افزایش نیازهای سختگیرانه برای کیفیت تأمین برق در تسهیلات پرقدرت مانند تولید دقیق، تشخیص پزشکی و مراکز داده، سیستم‌های نظارت بر برق سنتی به دلیل دقت نمونه‌برداری پایین و قدرت ضعیف تحلیل داده‌ها دیگر نمی‌توانند نیازهای درک عمیق و مدیریت دقیق کیفیت برق را برآورده کنند. در پاسخ به این نیاز، ما یک نسل جدید سیستم نظارت بر پارامترهای الکتریکی با دقت بالا معرفی می‌کنیم. با دقت میلی‌ثانیه‌ای در جمع‌آوری و تحلیل پارامترهای الکتریکی به عنوان هسته‌اش، این سیستم به منظور ارائه دیدگاه، کنترل و امنیت بی‌سابقه برای بارهای الکتریکی حیاتی تعهد دارد.

2. موقعیت هسته‌ای سیستم

موقعیت هسته‌ای این سیستم ساخت یک پلتفرم جمع‌آوری و تحلیل پارامترهای الکتریکی با دقت میلی‌ثانیه‌ای است. این سیستم نه تنها اندازه‌گیری پارامترهای اساسی مانند ولتاژ، جریان و توان را انجام می‌دهد بلکه به ضبط اختلالات کوچک و گذرا در شبکه برق نیز می‌پردازد. این امر امکان تشخیص دقیق "مانند CT" کیفیت برق را فراهم می‌کند و پایه داده‌ای محکمی برای نگهداری پیش‌بینی‌ای و تحلیل علت اصلی خرابی‌ها ارائه می‌دهد.

3. معماری فنی سیستم

برای تضمین تحقق موقعیت هسته‌ای خود، این سیستم از یک معماری فنی که طراحی سخت‌افزاری پیشرفته را با الگوریتم‌های نرم‌افزاری پیشرفته ترکیب می‌کند، استفاده می‌کند.

• لایه جمع‌آوری سخت‌افزاری با عملکرد بالا:
• چیپ هسته‌ای: از مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال (ADC) با دقت بالا ۲۴ بیت صنعتی استفاده می‌کند که دامنه پویای بسیار بالا و دقت اندازه‌گیری فراهم می‌کنند.
• نرخ نمونه‌برداری: پشتیبانی از نمونه‌برداری همزمان تا ۱ MS/s (یک میلیون نمونه در ثانیه) را فراهم می‌کند که بازسازی دقیق جزئیات موج برق و پایه‌گذاری برای تحلیل هارمونیک‌های با فرکانس بالا و رویدادهای گذرا را امکان‌پذیر می‌سازد.
• سنسورها: با ترانسفورماتورهای جریان (CT) و سنسورهای ولتاژ با دقت بالا جفت شده‌اند تا اصالت در منبع جمع‌آوری سیگنال را تضمین کنند.
• لایه پردازش و تحلیل داده‌های هوشمند:
• الگوریتم فیلترینگ ضد تداخل: از الگوریتم‌های فیلترینگ دیجیتال پیشرفته استفاده می‌کند تا تداخلات نویز با فرکانس بالا در محیط‌های الکترومغناطیسی پیچیده صنعتی را مؤثرانه کاهش دهد و اطمینان از قابلیت اطمینان و اصالت داده‌های جمع‌آوری شده را فراهم کند.
• محاسبات لبه‌ای در زمان واقعی: محاسبات و تحلیل‌های اولیه در زمان واقعی در انتهای جمع‌آوری داده‌ها انجام می‌شود، که بار مرکزی سرور را کاهش می‌دهد و امکان اجرای فوری و ضبط رویدادهای مهم را فراهم می‌کند.

4. توابع نمونه‌ای دقیق

بر اساس معماری فنی قدرتمند خود، سیستم توابع تحلیلی زیر را ارائه می‌دهد:

1. تحلیل منبع هارمونیک (پیگیری هارمونیک)
• توضیح: از طریق تجزیه طیفی سریع موج‌های جریان و ولتاژ، به صورت دقیق مولفه‌های هارمونیک تا مرتبه ۵۰ و فراتر را اندازه‌گیری می‌کند. سیستم نه تنها می‌تواند تحریف کل هارمونیک (THD) را نمایش دهد بلکه از طریق مقایسه روند و تشخیص الگو، منابع غیرخطی موجب آلودگی هارمونیک (مانند مبدل‌های فرکانس متغیر، UPSها، تجهیزات تصویربرداری پزشکی دقیق و غیره) را به صورت دقیق مکان‌یابی می‌کند.
• ارزش: به کاربران کمک می‌کند تا "منبع آلودگی شبکه" را شناسایی کنند و شواهد مستقیمی برای کاهش هدفمند هارمونیک‌ها و جلوگیری از خسارت به تجهیزات حساس ناشی از هارمونیک‌ها ارائه می‌دهد.
2. ضبط فرآیند گذرا
• توضیح: به صورت مداوم شبکه را با سرعت میلی‌ثانیه‌ای نظارت می‌کند و قادر است رویدادهای کوتاه‌مدت مانند سقوط ولتاژ، افزایش ولتاژ، قطع ولتاژ و پالس‌های گذرای را ضبط و کامل ثبت کند. سیستم زمان وقوع، میزان، مدت و موج کامل قبل و بعد از رویداد را ذخیره می‌کند.
• ارزش: به طور موثر مشکلات کیفیت برق گذرا ناشی از عملیات تغییر وضعیت، برخورد صاعقه، خطاهای خط و غیره را حل می‌کند و کمک می‌کند تا تأثیر آنها بر تجهیزات تولیدی مانند "خاموشی‌های رمزآلود" یا ناهماهنگی‌های عملیاتی را تحلیل کند و از "پاسخ‌دهی واکنشی" به "هشدار پیشگیرانه" تغییر می‌دهد.
3. ارزیابی کیفیت برق و گزارش‌دهی مطابق استاندارد
• توضیح: سیستم به صورت دقیق به روش‌های اندازه‌گیری پارامترهای کیفیت برق (مانند ولتاژ تأمین، فرکانس، درخشندگی، عدم تعادل) مطابق استاندارد IEC 61000-4-30 Class A مطابقت دارد.
• ارزش: به طور خودکار گزارش‌های ارزیابی حرفه‌ای مطابق استانداردهای بین‌المللی را تولید می‌کند و داده‌های معتبری برای مطابقت قراردادهای تأمین برق، مدیریت کارایی انرژی و رعایت الزامات نظارتی صنعتی ارائه می‌دهد.

5. سناریوهای کاربردی هسته‌ای

این سیستم به ویژه برای کاربردهایی با نیازهای سختگیرانه به کیفیت برق مناسب است:

• تولید دقیق: خطوط تولید وافر و تجهیزات تست دقیق را از اختلالات شبکه محافظت می‌کند و نرخ ضایعات و توقف‌های تولید ناشی از مشکلات کیفیت برق را کاهش می‌دهد.
• تأمین برق تجهیزات تصویربرداری پزشکی: عملکرد پایدار و با کیفیت بالا تجهیزات پزشکی بزرگ و با ارزش مانند MRI (تصویربرداری رزونانس مغناطیسی) و CT را تضمین می‌کند و از تحریف تصویر و سایش زودرس تجهیزات جلوگیری می‌کند.
• مراکز داده و زیرساخت‌های حیاتی: محیط برق "پاک" برای سرورها و تجهیزات شبکه فراهم می‌کند و ادامه کسب و کار و امنیت داده‌ها را تضمین می‌کند.
• نقاط ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر: تأثیر نقاط اتصال منابع انرژی توزیع‌شده (مانند خورشیدی، بادی) بر کیفیت برق شبکه عمومی را نظارت می‌کند.