Cílem příspěvku je informování o nových měřicích přístrojích a snímačích, které umožňují měření elektrických veličin v nn distribučních sítích a energetických sítích rozsáhlých nebo jinak významných odběratelů bez nutnosti náročných rekonstrukcí.
Měřicí přístroje se vyznačují sdružením měřicích funkcí čtyřkvadrantového elektroměru a záznamníku s registrací napěťových jevů a nadproudů včetně záznamu jejich průběhů. Všechny přístroje i snímače splňují bezpečnostní požadavky specifikované v CAT IV 300 V. To vedle požadované bezpečnosti před úrazem elektrickým proudem vytváří předpoklady pro jejich spolehlivou funkci i v systémech dálkového měření.
Kompaktní monitor fáze MEg70
Kompaktní monitor fáze MEg70 je určen k měření napětí, proudu, výkonů a energií jedné fáze. Zaznamenává události na napětí i nadproudy. Přes rozhraní RS485 provádí on-line měření a vyčítání změřených dat včetně parametrizace měření. V datové paměti uchovává časové průběhy měřených veličin včetně elektrické energie v šesti časově rozložených registrech, což umožňuje i dodatečné generování profilu s volitelným časovým intervalem. K vyhodnocení změřených dat slouží uživatelský program Data viewer.
Kompaktní monitor fáze MEg70 se vyznačuje mechanickým sdružením snímání napětí a proudu, měřicích, vyhodnocovacích a komunikačních obvodů. Ve vhodném místě se připevňuje na měřený fázový vodič. Ke kontaktu s měřeným napětím i izolovaného fázového vodiče je použit kontaktní mechanismus skládající se ze šroubovacího mechanismu s přítlačným dílem a výměnným hrotem různé výšky. K měření proudu fázového vodiče slouží ohebný snímač proudu. Pro napájení a komunikaci je monitor MEg70 vybaven dvojicí navzájem propojených čtyřpólových pružinových svorkovnic, umožňujících zřetězení více monitorů MEg70 a jejich připojení na společný napájecí zdroj i na nadřazený komunikační systém s rozhraním RS485. Monitor MEg70 nemá žádnou indikací a zobrazení, to se realizuje v nadřazeném informačním systému.
Monitor fáze je určen k dodatečné instalaci do provozovaných nn skříní, v nichž není dostatek místa na instalaci standardních měřicích prvků a je nutné např. z důvodu jejich integrace do SMART sítí v nich instalovat měření.
Uživatelské informace o monitoru fáze MEg70 jsou uvedeny na internetové adrese: www.e-mega.cz/doc/cz/MEg70.pdf
Monitor vývodu MEg71 a měřicí lišta MEgML73
Souprava monitoru vývodu MEg71 a měřicí lišty MEgML73 měří na trojfázovém vývodu s pojistkovou nebo odpínačovou lištou nn skříně napětí, proudy, výkony a energie, registruje napěťové jevy i nadproudy a signalizuje stav pojistek nn lišty.
Měřicí lišta MEgML73 se jmenovitým proudem 250 A nebo 400 A nebo 630 A se instaluje mezi přípojnice nn skříní a standardizované nn pojistkové nebo odpínačové lišty šířky 100 mm. Vyznačuje se nízkou výškou (25,5mm), převádí fázová nn napětí přípojnic a vývodů na bezpečná napětí se jmenovitou hodnotou 1 V, fázové proudy transformuje na standardizovaný proud 1 A. Fázový proud měří do desetinásobku jmenovité hodnoty. Lišta MEgML73 je připravena i pro měření teploty v místě měření proudu. Toroidy měřicí lišty MEgML73 jsou opatřeny nízkoztrátovou ochranou proti průrazu při rozpojení obvodu sekundárního vinutí. Měřicí a odpínačová lišta tvoří kompaktní sestavu umožňující jednoduchou a rychlou instalaci a demontáž. Lišta MEgML73 má kategorii přepětí i měřicí kategorii CAT IV 300 V v plném rozsahu normy ČSN EN 61010-1, ed. 2.
Monitor vývodu MEg71 vedle standardních měřicích funkcí jako je on-line měření a dlouhodobý záznam jejich průběhů, měří energie fází i vývodu ve čtyřech kvadrantech s přesností třídy B (1 %), zaznamenává průběhy zkratových proudů do desetinásobku jmenovitého proudu a identifikuje stavy nn pojistek pojistkové nebo odpínačové nn lišty, které odesílá do nadřazených informačních systémů. Jednotka monitoru MEg71 se vyrábí ve dvou provedeních. Nízké provedení MEG71S s indikačními LED diodami je navrženo pro skříně s nízkým prostorem nad nn lištami, je-li prostor nad nn lištami dostatečný, lze použít provedení jednotky monitoru MEg71D s displejem. Monitor vývodu MEg71 je napájen stejnosměrným napájecím napětím v rozmezí od 10 V do 30 V. Pro místní i dálkovou komunikaci má sériové rozhraní RS485 s protokolem MODBUS nebo vlastní protokol. K vyhodnocení naměřených dat lze použít s monitorem MEg71 dodávaný uživatelský program Dataviewer.
Souprava měřicí lišty MEgML73 a monitoru vývodu MEg71 je navržena k dodatečné instalaci do provozovaných nn skříní s pojistkovými nebo odpínačovými lištami. Soupravy MEgML73 a MEg71 jednotlivých nn vývodů se propojují jedním kabelem obsahujícím napájení i sériovou komunikaci. Kabel se připojí k místnímu informačnímu systému nebo k prostředkům dálkové komunikace GSM případně ETH.
V distribučních energetikách může být ekonomicky výhodná instalace měřicích lišt se standardizovaným proudovým výstupem již při výrobě nových nn skříní. Tak se připraví podmínky pro doplnění měření nn vývodu, jestliže na instalovaném nn vývodu vznikne důvod k monitorování jeho provozu, aniž by byla nutná následná a v prostředí stanice obtížně i cenově náročná instalace se zbytečně dlouhým omezením dodávky elektrické energie.
Uživatelské informace o monitoru vývodu MEg71 jsou uvedeny na internetové adrese: www.e-mega.cz/doc/cz/MEg71.pdf
Význam použití měření na nn vývodech a v nn skříních energetických provozů je vidět na obr. 2 změřeném soupravou monitoru MEg71 a měřicí lištou MEgML. Záznam napětí a proudu fáze L1 funkcí záznamník s průměrnými hodnotami za 1 s po dobu cca tří týdnů je vidět na spojitě probíhajícím vyobrazení. Z těchto údajů se počítá i spotřeba elektrické energie.
Při zadání funkce měření nadproudů a napěťových jevů se ve zobrazení proudů objeví vedle zobrazení s hodnotou kolem 150 A také nadproudy přesahující hranici až 600 A, které na napětí vyvolávají rychlé změny napětí (RVC) překračující 5 % Ujm. Je zřejmé, že tyto provozní situace nejsou příznivé pro elektroinstalaci a ani elektricky blízko napájená zařízení. Také proto se v aktualizované normě kvality napětí ČSN EN 61000-4-30, ed. 3 nově specifikuje požadavek na měření a vyhodnocování RVC. Rovněž měření množství elektrické energie bez respektování četných dynamických změn je diskutabilní.
I v minulosti docházelo při zapínání velkých spotřebičů (motorů) k proudovým rázům, nově však v důsledku silnoproudé regulace se uvedené jevy vyskytují jako regulární výrobní fáze s vysokou frekvencí výskytu. Příkladem může být použití optimalizačních prostředků typu wattrouter, rozvoj průmyslu 4.0, sklady elektrické energie, dynamické řízení spotřeby, elektromobilita a digitalizace spotřebičů v domácnostech. Ve SMART sítích je nutné počítat s provozem i těchto nových technických prostředků a jejich koexistenci se standardními spotřebiči. Také proto je třeba již v současnosti se na novou situaci průběžně připravovat.
Indikátor stavu pojistky MEg72
Indikátor stavu pojistky MEg72 slouží k místní i dálkové identifikaci stavu nožové pojistky. Lze použít v paprskových, kruhových a mřížových nn sítích i s rozptýlenou výrobou. Měří napětí před a za pojistkou a statisticky vyhodnocuje jejich rozdíl. Podle toho určí stav pojistky, na které je instalován.
Stav pojistky signalizuje svit dvoubarevné LED diody. Indikátor MEg72 se vyrábí ve dvou provedeních, provedení MEg72 RS485 s komunikačním rozhraním RS485 a protokolem MODBUS je určeno pro systémy s dálkovou komunikací a provedení MEg72 Relay s polarizovaným relé je určeno pro místní informační systémy. Indikátor MEg72 je napájen stejnosměrným napětím 12 V až 24 V.
Napěťové, procesorové a komunikační obvody indikátoru MEg72 jsou umístěny v plastovém pouzdře zalitém impregnační hmotou, tak je zajištěna dlouhodobá funkce indikátoru i v náročných provozních podmínkách nn pojistkových skříní. V profilovaných otvorech má MEg72 pružné kontakty, kterými se nasune na tvarované kovové části pojistky, určené k jejímu vyjmutí. Indikátor MEg72 má na štítku, vedle stanovených informací, bílé pole určené k záznamu jmenovité hodnoty proudu pojistky, viz obr. 3.
Indikátor MEg72 splňuje požadavky kategorie přepětí CATIV/300 V, lze jej instalovat ve všech bodech nn sítí včetně distribuční transformační stanice. Jeho úkolem je okamžité informování obsluhy o přerušení pojistky a tím omezení přetížení a snížení rizika poruchy trojfázových spotřebičů a ztráty funkce jednofázových spotřebičů.
Uživatelské informace ohledně indikátoru MEg72 jsou uvedeny na internetové adrese: www.e-mega.cz/doc/cz/MEg72.pdf
Jednofázový ohebný snímač s proudovým výstupem AMOS/1A
Jednofázový ohebný snímač s proudovým výstupem AMOS/1A je určen k převodu střídavého proudu síťové frekvence pro měřicí přístroje se standardními proudovými vstupy s Ijm = 1 A. Na výstupu je proud shodného tvaru s proudem měřeným. To umožňuje připojení AMOS/1A k měřicím přístrojům se standardními proudovými vstupy. Je navržen pro pevně instalované měřicí přístroje v energetických provozech. Skládá se ze dvou konstrukčních částí, z ohebné snímací části střídavého proudu na principu Rogowského cívky a jednotky převodníku. Stejnosměrné napájecí napětí snímače AMOS/1A má široký rozsah od 10 V do 30 V, což umožňuje jeho přizpůsobení k napájecímu napětí použitých měřicích a komunikačních přístrojů.
Výjimečnou vlastností ohebného snímače AMOS/1A je nezávislost na tvaru a umístění vodiče s měřeným proudem. Standardně se vyrábí pro jmenovité proudy 100 A, 160 A a 250 A, kdy má v rozsahu 5 % až 120 % In amplitudovou chybu menší než 0,5 % In a fázovou chybu menší než 1°. Lze použít i k měření tvarově zkreslených měřených proudů do 64. harmonické. Ohebná snímací část se vyznačuje malým průměrem, odolností proti působení vody a proti vlivům vnějších střídavých magnetických polí, dobrou ohebností, patentovaným řešením nespojitosti snímací části a chráněným provedením uzávěru. Vyrábí se ve třech délkách snímací části, standard s délkou snímací části 40 cm, long s délkou 60 cm a short s délkou 20 cm. Měřicí kategorie snímací části je CAT IV 300 V umožňující jeho použití i v nejnáročnějších provozních podmínkách distribučních transformačních stanic.
Jednotka převodníku má vysokou účinnost i při výstupním výkonu 2,5 VA, široký rozsah stejnosměrného napájecího napětí a prostorově úspornou konstrukci. Provozní stav ohebného snímače AMOS/1A je signalizován zelenou LED diodou RUN, přetížení nebo poruchový stav signalizuje červeně svítící LED dioda ERR.
Jednofázový ohebný snímač s proudovým výstupem AMOS/1A je navržen pro primární proudy od 30 A do 3000 A. Přívodní kabel snímací části má standardně délku 2 m, má vysokou napěťovou pevnost a je dobře ohebný v celém rozsahu i záporných pracovních teplot. Pro připevnění ohebné snímací části na přípojnice tloušťky 10 mm a 5 mm je volitelně dodávána plastová úchytka U specifikované šířky, která se nasune na přípojnici. Tvar úchytky je chráněn užitným vzorem. Zasunutím uzávěru ohebné snímací části do drážky úchytky se zajistí poloha snímací části na přípojnici a omezí přímý kontakt snímací části ohebného snímače s přípojnicí. Rovněž se chrání uzávěr snímací části před neúmyslným rozpojením.
Jednotka převodníku jednofázového ohebného snímače s proudovým výstupem AMOS/1A je navržena pro pevnou instalaci na DIN lištu TS35, má šířku jednoho modulu (18 mm). Jednotka převodníku má bezpečnostní třídu III a musí být při instalaci dle standardu ČSN EN 61010-1, ed. 2 umístěna v definované bezpečné vzdušné i povrchové vzdálenosti od živých částí.
Uživatelské informace o snímači AMOS /1A jsou uvedeny na internetové adrese: www.e-mega.cz/doc/cz/AMOS_1A.pdf
Měřicí transformátor proudu s děleným jádrem MTPD
Měřicí transformátor proudu s děleným jádrem MTPD se instaluje na izolované vodiče nn sítí. V sítích vn jej lze instalovat jen na izolované žíly vn kabelu, jejichž izolace zajistí požadovanou izolační bariéru. Transformátor se vyznačuje konstrukcí a izolací, která v provozním stavu splňuje požadavky měřicí kategorie CATIV 300 V a je konstruován v bezpečnostní třídě II. Lze jej snadno instalovat i do již provozovaných nn rozvaděčů na nn přípojnice bez nutnosti jejich mechanických úprav.
Transformátor MTPD lze k měřené přípojnici nebo vodiči připevnit ve třech možných pozicích, to při jeho čtvercovém tvaru umožňuje široký rozsah použití. K připojení měřicích přístrojů má transformátor bezpečný kabel ohebný i při hlubokých záporných teplotách. Má výhodný poměr plochy okénka a vnějších rozměrů. Proti neúmyslnému otevření jádra se použije plastový zajišťovací nýt.
Transformátor MTPD se v základním provedení dodává pro jmenovité primární proudy 400 A, 600 A a 1000 A u kterých má amplitudovou chybu nižší než 0,5 % In a malý úhel posunu. Lze dodat i pro jmenovité primární proudy 100 A a 200 A. MTPD má integrovánu nízkoztrátovou ochranu rozpojení sekundárního obvodu.
Proudový transformátor MTPD má dělené magnetické jádro čtvercového tvaru. Skládá se ze základní části a třmenu uloženého v otočném čepu opatřeném západkou, která při kompletaci pružně zapadne do žlábku v základní části, viz obr. 5. Ze spodní strany základní části transformátoru vystupuje ohebný kabel délky 2,5 m se zesílenou izolací a postříbřenými měděnými lanovanými jádry, která jsou na konci uložena v barevně rozlišených smrštitelných izolačních trubičkách.
Pro připevnění transformátoru MTPD k přípojnici nebo vodiči s měřeným proudem jsou určeny plastové úchytky s otvory pro protažení vázací pásky. K zajištění proti neúmyslnému otevření jádra slouží bílý plastový zajišťovací nýt.
Uživatelské informace o transformátor MTPD jsou uvedeny na internetové adrese: www.e-mega.cz/doc/cz/MTPD.pdf
Elektronické relé REL IV/DC a REL IV/AC
Elektronické relé REL IV umožňuje bezpečné použití v prostředí s kategorií přepětí CAT IV 300 V, tj. v nn transformačních stanicích po svorky elektroměru v budovách. Relé je monostabilní. Z klidového beznapěťového stavu na svém vstupu přepíná mechanický kontakt do pracovního stavu při přivedení ovládacího napětí, které je u relé REL IV/DC stejnosměrné a u relé REL IV/ AC střídavé.
Maximální spínané napětí střídavé je 250 Vstř a spínané napětí stejnosměrné 220 Vss. Vybuzený stav relé REL IV je signalizován svitem LED diody ON na čelním panelu plastové skříně, konstruované pro umístění na DIN lištu TS35.
Charakteristika relé REL IV/DC a REL IV/AC
- Elektronické monostabilní relé s kontaktem: 1 P, 1 CO, (SPDT)
- Ovládací napětí je podle provedení relé stejnosměrné nebo střídavé
- Montáž na DIN lištu TS35: šířka 18 mm
- Bezpečné oddělení: CAT IV 300 V dle ČSN EN 61010-1, ed. 2
- Třída ochrany: II, zesílená izolace
- Povrchové a vzdušné vzdálenosti: ≥ 11,0 mm
- Impulsní zkušební napětí (1,2/50): 9600 V
- Střídavé zkušební napětí (5 s): 5400 Vef
- Spínaný proud jmenovitý/maximální: 6 A/10 A
- Maximální spínané napětí: 250 Vstř/220 Vss
- Doba sepnutí/rozepnutí: REL IV/DC 8 ms/5 ms, REL IV/AC 10 ms/15 ms
Uživatelské informace o elektronickém relé REL IV jsou uvedeny na internetové adrese: www.e-mega.cz/doc/cz/REL IV.pdf
Závěr
Rozvoj výroby, přenosu a využití elektrické energie přináší i nové požadavky na měření. Jedná se o nové měřicí metody i nová konstrukční řešení. Společnost MEgA – Měřící Energetické Aparáty, a.s. dlouhodobě vyvíjí a vyrábí měřicí přístroje. Tento příspěvek upozorňuje na přístroje, které byly vyvinuty pro měření v nn sítích a mají doplnit ověřená řešení v případech, kdy klasické měřicí přístroj nelze použít nebo je jejich použití obtížné a nerentabilní.
MEgA - Měřící Energetické Aparáty, a.s.
Česká 390, 664 31 Česká
Tel.: +420 545 214 988
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
www.e-mega.cz
