Smart měření v nn rozvodných sítích

V budoucnosti lze očekávat umocňování popsaného trendu.

Vybudované nn rozvodné sítě však nejsou zdaleka amortizovány a je nemožné i neekonomické jak sítě, tak jejich silová zařízení měnit a rekonstruovat. Uvedený rozpor pomůže řešit měřicí technika a nové metody řízení spotřeby na základě IT technologie.
Aby to bylo možné i u již provozovaných zařízení, musí se jim měřicí technika přizpůsobit i konstrukčně.
Měřicí zařízení provozovaná v nn rozvodných sítích měří v místech s vysokým zkratovým výkonem s častým výskytem přepěťových jevů. Z důvodu bezpečnosti, ale i zajištění spolehlivé funkce musí splňovat náročné požadavky popsané v normách ČSN EN 61010 kategorií měření CAT IV.
Cílem tohoto příspěvku je představení měřicích přístrojů, které lze i dodatečně instalovat do nn skříní pro zajištění následujících funkcí:

• on-line měření
• záznamník s nedestruktivní datovou pamětí
• registrace napěťových a proudových jevů dle normy kvality elektrické energie ČSN EN 50160, ed.3
• čtyřkvadrantový elektroměr činné i jalové energie

Kompaktní monitor fáze MEg70

Tento přístroj, viz obr. 1, je určen k měření napětí, proudu, výkonu a energií jedné nn fáze. Napěťové jevy (dříve události na napětí) vyhodnocuje metodami třídy S s použitím napětí URMS(1/2) Vyhodnocuje i parametry nadproudů a zkratů. Monitor MEg70 má interní hodiny, flash datovou paměť pro uchování změřených dat a sériové rozhraní RS485 s protokolem MODBUS umožňujícím přenos změřených dat do nadřazených měřících sítí a systémů.
Kompaktní monitor MEg70 se vyznačuje mechanickým sdružením měření napětí, proudu, měřicích a vyhodnocovacích obvodů včetně sériového rozhraní do mechanicky kompaktní jednotky.
Ke kontaktu s měřeným napětím i izolovaného fázového vodiče je použit mechanismus s hrotem. K měření proudu fázového vodiče slouží ohebný snímač proudu. Napájení napětím 12 V_ss a komunikace je zajištěna čtyřpólovými pružinovými svorkovnicemi umožňujícími zřetězení více přístrojů MEg70 a jejich připojení na společný napájecí zdroj a komunikační systém.
Výhodou MEg70 je snadná, rychlá montáž do provozované nn sítě bez předřazených přístrojových transformátorů. Parametrizaci a zobrazení měření i trojic monitorů fáze instalovaných na nn vývod umožňuje program MERCI. Kompaktní monitor MEg70 je vyroben v měřicí kategorii CAT IV/300V.

Základní technické parametry MEg70
Napětí, CAT IV/300 V
• Jmenovité napětí Ujm: 230 V_stř
• Měřicí rozsah: 5 % Ujm až 120 % U_jm
• Chyba měření U: ±0,1 % z měřené hodnoty ±0,1 % U_jm

Proud, CAT IV/300 V
• Jmenovitý proud I_jm: 30 Astř, 100 A_stř, 300 A_stř, 1 000 A_stř (jeden rozsah)
• Měřicí rozsah: 5 % I_jm až 120 % I_jm
• Chyba měření: ±0,2 % z měřené hodnoty ±0,3 % I_jm

Činný a jalový výkon
• Měřicí rozsah: 0,8 U_jm až 1,2 U_jm, 0,05 I_jm až 1,2 I_jm
• Chyba měření: ±0,5 % z měřené hodnoty ±0,2 % P_jm
• Činná energie: přesnost třídy A (ČSN EN 50470)
• Jalová energie: třída přesnosti 2 (ČSN EN 62053-23)
• Události na napětí: třída S dle ČSN EN 61000-4-30, ed.2
• Sériová komunikace: RS485, 115,2 kbit/s, MODBUS

Monitor vývodu MEg71

Monitor vývodu viz obr. 2, měří v nn skříních s pojistkovými nebo odpínačovými lištami. Skládá se z měřicí jednotky MEg71 a z měřicí lišty MEgML71. Měřicí jednotky se vyrábí v provedení úzkém MEg71S s indikací proudu a napětí pomocí LED nebo v provedení s displejem MEg71D. Proud je měřen v základním rozsahu a v rozsahu rozšířeném (nadproudové číslo vyšší než 10). Dále měří činné a jalové výkony i energie ve čtyřech kvadrantech, zaznamenává i průběhy efektivních hodnot RMS(1/2) jednotlivých period napětí i proudů při napěťových jevech a zkratech včetně pretrigeru a posttrigeru. K napájení napětím 12 V_ss a komunikaci přes sériové rozhraní RS485 protokolem MODBUS slouží čtyřpólový konektor s pružinovými svorkami.
Měřicí lišta je trojfázová a má výšku jen 26 mm. S trojfázovým napěťovým předřadníkem a měřením napětí i za pojistkou umožňuje vyhodnocení stavu pojistky na pojistkové nebo spínačové liště. Měřicí lišta MEgML71 i monitor vývodu MEg71 jsou vyrobeny v měřicí kategorii CAT IV/300V.

Základní technické parametry MEg71
Napětí vývodu i sběren
• Jmenovitá hodnota Ujm: 230 V_stř
• Rozsah měření: 5 % až 130 % U_jm
• Přesnost měření: ±0,1 % měřené hodnoty ±0,2 % U_jm

Proudy
• Jmenovitá hodnota Ijm: 80 A_stř, 160 A_stř, 320 A_stř, 640 A_stř
• Rozsah měření: 2 % I_jm až 120 % I_jm
• Přesnost měření: ±0,5 % I_jm, ±0,1 % měřené hodnoty pro 80 A, 160 A / ±1,0 % I_jm, ±0,1 % měřené hodnoty pro 320 A, 640 A

Činný a jalový výkon
• Měřicí rozsah: 0,8 U_jm až 1,3 U_jm, 0,02 I_jm až 1,2 I_jm
• Přesnost měření: 1 % P_jm pro 80 A, 160 A / 1,5 % P_jm pro 320 A, 640 A
• Činná energie: přesnost ve třídě B (včetně měřicí lišty) třída S dle ČSN EN 61000-4-30, ed.2
• Zkratové proudy I_jmz: 2 000 A, 6 000 A (záznam průběhu IRMS(1/2))
• Měřicí rozsah: do 1,2 I_jmz
• Přesnost: 10 % měřené hodnoty
• Sériová komunikace: RS485, 115,2 kbit/s, MODBUS

Měřicí lišta MEgML71
• Jmenovitý proud: 250 A_stř, 400 A_stř, 630 A_stř (jeden rozsah)
• Krátkodobý (tepelný) proud: 20 kA po dobu 1 s
• Rozměry: 540x79x26 mm

Indikátor stavu pojistky MEg72

Indikátor stavu pojistky MEg72, viz obr. 3, je určen pro identifikaci stavu nožové pojistky i v paralelně provozovaných a zkruhovaných nn sítích. Stav pojistky signalizuje svit LED diody. Pro dálkový přenos má sériové rozhraní RS485 s rychlostí 115,2 kbit/s a protokol MODBUS. Indikátor je napájen napětím 12 Vss a má spotřebu 30 mA. Pomocí pružných kontaktů lze indikátor instalovat na pojistku čelně nebo na bok. Splňuje požadavky CAT IV/300 V. Indikátor lze instalovat na pojistky typu PN nebo PNA velikosti 1 (01), 2 (02), 2, 3 (03), a 3. Rozsah funkce je pro alespoň jedno napětí od 60 % U_jm do 120 U_jm.

Závěr

Výhodou výše uvedených přístrojů je možnost i dodatečné instalace na provozovaná zařízení nn sítí, použití moderních měřicích funkcí a integrace do měřících systémů. Pro jednotné napájení napětím 12 V_SS lze použít zdroje zajištěného napájení MEg101.4 nebo MEg101.5 kategorie přepětí CAT IV/300V. S jejich pomocí lze bezpečně měřit i v místech bez přístrojových měřicích transformátorů. S pomocí dálkové komunikace, např. GPRS komunikační jednotkou MEg202.2 nebo LAN sítí s protokolem Ethernet komunikační jednotkou např. MEg201.2 lze vytvářet i dálkové měřicí sítě a systémy. Pro parametrizaci měření a vyhodnocení naměřených dat byl vyvinut univerzální program MERCI. K vyhodnocení změřených dat z více přístrojů i různých typů slouží databázový program WebDatOr.
Měřením energií a registrací událostí na proudech i napětích lze mít on-line přehled i o vzdálených provozovnách a pracovištích.

Podrobné popisy uvedených přístrojů jsou na www.e-mega.cz