ND20 – efektywne narzędzie dla energetyki

Ta tendencja rosnącego zapotrzebowania na energię elektryczną stwarza istotne problemy w okresach szczytowego obciążenia energetycznego, lecz również zwiększa koszty elektryczności, psując jednocześnie bilans energetyczny. Dlatego zarządzanie zasobami energetycznymi, poczynając od zarządzania energią na poziomie pojedynczego odbiorcy, jest ważnym instrumentem do optymalizowania zarówno odbioru jak i dostaw energii.

Obserwowany postęp technologiczny i związany z nim rozwój ekonomiczny, wzrost populacji i jej mobilności przejawiający się bardziej konsumpcyjnym, a w związku z tym energochłonnym stylem życia pomimo rosnących kosztów i cen energii, powoduje ciągły wzrost zapotrzebowania energetycznego. Energia nie jest już więc wyłącznie czynnikiem, bez którego nie jest możliwa praca maszyn i urządzeń. Energia stała się towarem, który z jednej strony poddawany jest ocenie rynkowej, a z drugiej strony jego wykorzystanie powinno być optymalizowane w ocenie ekonomicznej – ocenie optymalnego wykorzystania energii w konkretnym miejscu i czasie. Istnieje więc realna potrzeba pozyskania informacji nie tylko ilościowych, ale również jakościowych i to nie dla pojedynczego zdarzenia wykorzystania energii, ale w okresach wynikających z procesów produkcyjnych oraz z cykli rozliczeniowych między dostawcą a odbiorcą energii. Tak więc oprócz zarządzania procesami technologicznymi, tworzy się kolejny obszar zarządzania – zarządzania efektywnym wykorzystaniem energii. Jego celem jest uzyskanie optymalnego wykorzystania energii w określonym czasie, miejscu i postaci dla zaspokojenia określonych potrzeb i przez określonych odbiorców.

Mając to wszystko na uwadze, w firmie Lumel opracowano i wdrożono nowy miernik parametrów sieci typu ND20. Jest przeznaczony do pomiarów parametrów sieci energetycznych w 4-przewodowych układach symetrycznych i niesymetrycznych. Miernik ND20 znajduje zastosowanie w sieciach nN, SN i WN. Wyniki pomiarów uwzględniają wartości zaprogramowanych przekładni prądowych i napięciowych. Urządzenie jest wyposażone w wyświetlacz LCD z podświetleniem w kolorze białym o przekątnej 3,5”, co daje bardzo dobrą widoczność pomiarów w rozdzielniach, a zwłaszcza w miejscach zaciemnionych. ND20 został zaprojektowany do pracy w trudnych warunkach przemysłowych. Stopień ochrony od strony czołowej wynosi IP65.

ND20 dostarcza informacji o 175 wielkościach elektrycznych. Oprócz podstawowych parametrów elektrycznych, takich jak: prądy, napięcia, częstotliwość, moce czynne, bierne i pozorne, a także współczynniki mocy, czy energie, miernik ND20 wylicza parametry związane z jakością energii elektrycznej. Są to:

• harmoniczne napięć i prądów do 21.
• współczynniki całkowitej zawartości harmonicznych THD dla prądów i napięć
• czterokwadrantowy pomiar mocy (P+, P-, QL, QC) i energii (En+, En-, EqL, EqC)
• prąd w przewodzie neutralnym IN.

Dzięki temu użytkownik ma możliwość pomiaru i oceny podstawowych parametrów jakości energii, mających zdecydowany wpływ na koszty zużycia energii oraz eksploatacji maszyn elektrycznych. Na ich podstawie można identyfikować przyczyny i źródła powstawania zakłóceń i przygotować działania naprawcze, optymalizujące proces technologiczny. W prezentowanym urządzeniu wbudowano również bardzo użyteczną funkcję licznika energii dla wybranej harmonicznej, dzięki której możliwe jest określenie kosztów strat wynikających z obecności konkretnej harmonicznej. Pozyskane w ten sposób informacje posłużyć mogą do określenia stopy zwrotu z inwestycji w zadania optymalizujące procesy produkcyjne i technologiczne. Bazując natomiast na wynikach czterokwadrantowego pomiaru mocy można ocenić bilans przepływu energii pomiędzy dostawcą a odbiorcą, co ma wpływ na efekt ekonomiczny rozliczeń zużycia energii elektrycznej, a zaimplementowana funkcja wyznaczania prądu w przewodzie neutralnym umożliwia m.in. identyfikację zjawiska asymetrii napięcia trójfazowego.

ND20 charakteryzuje się również wbudowaną pamięcią wewnętrzną przeznaczoną do rejestracji profilu mocy. Pozwala ona na zarejestrowanie 9000 pomiarów średnich mocy (moc zamówiona) wraz ze znacznikiem czasu pochodzącego z wbudowanego zegara czasu rzeczywistego RTC. W zależności od ustawionego okresu uśredniania: 15, 30 lub 60 minut, pamięć miernika pozwala rejestrować profil mocy w okresie od 3 do 12 miesięcy. Dzięki tej funkcjonalności możliwa jest analiza zapotrzebowania na moc w czasie dla badanego obiektu, co jest podstawą dalszego optymalizowania zużycia energii w określonym okresie przez dany odbiornik w odniesieniu do mocy zamówionej.

Prezentowany miernik ND20 jest standardowo wyposażony w cyfrowy interfejs szeregowy RS-485 i wyjście impulsowe do retransmisji informacji o zużyciu energii do analogowych systemów rozliczeniowych. Dla interfejsu cyfrowego zastosowano standardowy protokół komunikacji Modbus RTU, dzięki czemu informacje mierzone przez miernik można w prosty sposób przekazywać do szerokiego spektrum aplikacji SCADA i systemów rozliczeniowych, np. do programu Lumel-Proces. Opcjonalnie urządzenie może być wyposażone w wyjście analogowe w standardzie 0(4)...20 mA, które służy do retransmisji dowolnej wielkości mierzonej przez miernik. Pozwala to wyprowadzić dowolną wielkość (np. moc 15-minutową) do układów analogowej rejestracji lub też do sterowników PLC.

Dzięki funkcjonalności ND20 w zakresie rejestracji profilu mocy, pomiaru zużycia energii oraz komunikacji cyfrowej w sieciach telemetrycznych, możliwe jest budowanie systemów monitoringu dostarczających informacji o zużyciu energii (zapotrzebowaniu na moc) w poszczególnych centrach kosztowych procesu produkcyjnego. Uzyskane na tej drodze dane pozwalają optymalizować bilanse energetyczne i dalej, procesy produkcyjne przedsiębiorstwa.

Bezpieczna praca miernika ND20 jest zapewniona przez zastosowanie pełnej separacji galwanicznej. Odseparowane są wejścia pomiarowe, układ zasilania, interfejs komunikacyjny i wyjście analogowe.

Dodatkowo w ND20 zaimplementowano bardzo praktyczną funkcję kontroli kolejności faz. Po włączeniu miernika, urządzenie sprawdza kolejność faz i w przypadku niewłaściwego podłączenia zgłasza odpowiedni komunikat na wyświetlaczu. Uniemożliwia to niepoprawne podłączenie elektryczne torów pomiarowych i zapewnia poprawny pomiar i wyliczanie wszystkich wielkości elektrycznych.

Konfiguracja miernika ND20 odbywać się może na trzy różne sposoby: z wykorzystaniem sześciu przycisków dostępnych na przednim panelu urządzenia, za pomocą nieodpłatnego programu LPConfig (dostępny na stronie www.lumel.com.pl) przez interfejs RS-485 lub z poziomu aplikacji SCADA. W przypadku konfiguracji miernika za pomocą przycisków, konieczne jest wprowadzenie prawidłowego hasła (dane konfiguracyjne są chronione hasłem). Program LPConfig umożliwia szybką konfigurację miernika oraz zapis zaprogramowanych parametrów do pliku. Zapisaną w ten sposób konfigurację można wykorzystać do programowania kolejnych mierników ND20. Ta bardzo użyteczna funkcjonalność pozwala zaoszczędzić czas i skrócić proces uruchamiania wielu mierników o takich samych nastawach na obiekcie przemysłowym.

Podsumowanie

Oprócz podstawowych informacji o wielkościach parametrów elektrycznych, miernik ND20 dostarcza również podstawowych danych o jakości energii elektrycznej, co w połączeniu z wbudowaną funkcjonalnością i cyfrową komunikacją przemysłowych systemów transmisji jest dobrym narzędziem do pozyskiwania i analizy danych o zużyciu energii i związanych z tym kosztach. Miernik ND20 może być stosowany jako podstawowe narzędzie do optymalizacji zużycia energii w procesach produkcyjnych w aspekcie bilansów energetycznych.

Szczegóły techniczne zawarte są w dokumentacji miernika ND20 dostępnej na stronie internetowej LUMEL S.A. www.lumel.com.pl.

LUMEL S.A.
ul. Sulechowska 1, 65-022 Zielona Góra
tel. 68 329 51 00, www.lumel.com.pl

źródło: LUMEL