Wysokiej precyzji system monitorowania parametrów elektrycznych

1.Wprowadzenie

Z coraz bardziej rygorystycznymi wymaganiami dotyczącymi jakości zasilania w wyspecjalizowanych obiektach, takich jak precyzyjne produkcje, diagnostyka medyczna i centra danych, tradycyjne systemy monitorowania zasilania, ze względu na niską dokładność próbkowania i słabe możliwości analizy danych, nie są już w stanie spełnić potrzeb głębokiej analizy i precyzyjnego zarządzania jakością zasilania. W odpowiedzi na to wprowadzamy nową generację Systemu Monitorowania Parametrów Elektrycznych o Wysokiej Dokładności. Z jego jądrem stanowiącym dokładność na poziomie milisekund w pozyskiwaniu i analizie parametrów elektrycznych, ten system jest dedykowany do zapewnienia bezprecedensowej widoczności, kontroli i bezpieczeństwa dla kluczowych obciążeń elektrycznych.

2. Podstawowe Pozycjonowanie Systemu

Podstawowe pozycjonowanie tego systemu polega na budowie platformy pozyskiwania i analizy parametrów elektrycznych o dokładności na poziomie milisekund. Prócz podstawowych pomiarów parametrów, takich jak napięcie, prąd i moc, system zagłębia się w łapanie subtelnych, przejściowych zakłóceń w sieci energetycznej. To umożliwia "CT-odpowiednią" precyzyjną diagnozę jakości zasilania, dostarczając solidną podstawę danych do przewidywalnej konserwacji i analizy przyczyn awarii.

3. Techniczna Architektura Systemu

Aby zapewnić realizację swojego podstawowego pozycjonowania, ten system wykorzystuje techniczną architekturę łączącą prowadzące projekty sprzętowe z zaawansowanymi algorytmami oprogramowania.

• Warstwa Pozyskiwania Danych przez Wydajny Sprzęt:
• Rdzenne Układy: Wykorzystuje przemysłowe 24-bitowe ADC (konwertery analogowo-cyfrowe) o wysokiej precyzji, zapewniając ekstremalnie dużą dynamiczną skalę i dokładność pomiarów.
• Częstotliwość Próbkowania: Obsługuje synchroniczne próbkowanie do 1 MS/s (1 mln próbek na sekundę), co umożliwia dokładne odtworzenie szczegółów fali zasilania i tworzy podstawę do analizy harmonicznych o wysokiej częstotliwości i przejściowych zdarzeń.
• Czujniki: Dołączone są precyzyjne transformatory prądowe (CTs) i czujniki napięcia, aby zapewnić autentyczność sygnałów na etapie pozyskiwania.
• Inteligentna Warstwa Przetwarzania i Analizy Danych:
• Algorytm Filtracji Antyinterferencyjnej: Integracja zaawansowanych cyfrowych algorytmów filtracji, które skutecznie tłumią zakłócenia wysokiej częstotliwości w złożonych przemysłowych środowiskach elektromagnetycznych, zapewniając ekstremalną wiarygodność i autentyczność pozyskanych danych.
• Krawędziowe Obliczenia w Czasie Rzeczywistym: Wykonywanie wstępnych obliczeń i analiz w czasie rzeczywistym na terminalu pozyskiwania danych, zmniejszając obciążenie centralnego serwera i umożliwiając natychmiastowe wyzwalanie i rejestrowanie kluczowych zdarzeń.

4. Szczegółowe Typowe Funkcje

Na podstawie potężnej technicznej architektury, system oferuje następujące funkcje szczegółowej analizy:

1. Analiza Źródeł Harmonicznych (Śledzenie Harmonicznych)
• Opis: Poprzez szybkie spektralne rozkładanie fal prądowych i napięciowych, dokonuje precyzyjnych pomiarów składowych harmonicznych do 50-tego stopnia i poza nim. System może nie tylko wyświetlać całkowitą harmoniczną deformację (THD), ale także, poprzez porównanie trendów i rozpoznawanie wzorców, dokładnie lokalizować nieliniowe obciążenia powodujące zanieczyszczenie harmoniczne (np. sterowniki częstotliwości, UPSy, precyzyjne urządzenia do obrazowania medycznego itp.).
• Wartość: Pomaga użytkownikom identyfikować "źródło zanieczyszczenia sieci", dostarczając bezpośrednich dowodów na celowe eliminowanie harmonicznych i unikanie uszkodzeń wrażliwego sprzętu spowodowanych harmonikami.
2. Rejestrowanie Procesów Przejściowych
• Opis: Ciągłe monitorowanie sieci z prędkością na poziomie milisekund, zdolne do przechwytywania i kompleksowego rejestrowania bardzo krótkotrwałych zdarzeń, takich jak opadanie napięcia, wzrost napięcia, przerwanie napięcia i impulsy przejściowe. System rejestruje czas wystąpienia zdarzenia, jego wielkość, czas trwania i zapisuje pełny kształt fali przed i po zdarzeniu.
• Wartość: Skutecznie radzi sobie z przejściowymi problemami jakości zasilania spowodowanymi operacjami przełączania, uderzeniami piorunów, awariami linii itp., pomagając w analizie ich wpływu na sprzęt produkcyjny – takie jak "tajemnicze" zatrzymania lub anomalie działania – umożliwiając przejście od "reaktywnego reagowania" do "aktywnego ostrzegania".
3. Ocena Jakości Zasilania i Raportowanie Zgodności
• Opis: System ścisłe przestrzega metod pomiaru parametrów jakości zasilania (np. napięcie zasilające, częstotliwość, migotanie, nierównowaga) określonych w standardzie IEC 61000-4-30 Klasa A do oceny.
• Wartość: Automatycznie generuje profesjonalne raporty oceny zgodne z międzynarodowymi standardami, dostarczając wiarygodne wsparcie danych dla zgodności umów zasileniowych, zarządzania efektywnością energetyczną i spełniania przepisów branżowych.

5. Kluczowe Scenariusze Zastosowań

Ten system jest szczególnie odpowiedni do zastosowań z surowymi wymaganiami dotyczącymi jakości zasilania:

• Precyzyjna Produkcja: Chroni linie produkcyjne waferów, precyzyjne urządzenia testowe itp. przed zakłóceniami w sieci, redukując wskaźniki odpadów i przerw w produkcji spowodowane problemami jakości zasilania.
• Zapewnienie Zasilania Urządzeń do Obrazowania Medycznego: Zapewnia stabilną, wysokiej jakości pracę cennych dużych urządzeń medycznych, takich jak MRI (rezonans magnetyczny) i skanery CT, zapobiegając zniekształceniom obrazów i przedwczesnemu zużyciu sprzętu.
• Centra Danych i Kluczowe Infrastruktury: Dostarcza "czyste" środowisko zasilania dla serwerów i sprzętu sieciowego, zapewniając ciągłość działalności i bezpieczeństwo danych.
• Punkty Integracji Odnawialnych Źródeł Energii z Siecią: Monitoruje wpływ punktów podłączenia rozproszonych źródeł energii (np. fotowoltaika, energia wiatrowa) na jakość zasilania publicznej sieci.