PA 144. Pr evodnı k pro me r enı elektricky ch velic in

KMB systems, s. r. o. Dr. M. Hora kove 559, 460 06 Liberec 7, C eska republika Tel. +420 485 130 314, Fax +420 482 736 896 E-mail: kmb@kmb.cz, Web: www.kmb.cz PA 144 Pr evodnı k pro me r enı elektricky ch velic in Manua l k pr ı stroji Verze 1.1

Obsah 1 Základní popis 3 1.1 Charakteristické vlastnosti........................................ 3 1.2 Typy a příslušenství........................................... 4 2 Obsluha měřícího přístroje 5 2.1 Bezpečnostní požadavky při používání PA 144............................ 5 2.2 Příprava před uvedením do provozu.................................. 5 2.2.1 Nastavení PA 144 pomocí PC.................................. 5 2.3 Instalace.................................................. 10 2.3.1 Napětí............................................... 10 2.3.2 Proud............................................... 10 2.3.3 Periferie.............................................. 11 3 Funkční popis 13 3.1 Konstrukce přístroje........................................... 13 3.2 Ovládání.................................................. 13 3.2.1 Stavy přístroje.......................................... 13 3.2.2 Významy LED kontrolek.................................... 14 3.3 Metody měření a vyhodnocování jednotlivých veličin......................... 14 3.3.1 Měření frekvence základní harmonické složky napětí..................... 14 3.3.2 Měření napětí a proudů..................................... 14 3.3.3 Vyhodnocení výkonů a účiníku (PF).............................. 15 3.3.4 Vyhodnocení harmonického zkreslení.............................. 16 3.3.5 Symetrické komponenty..................................... 17 4 Technické parametry 18 5 Údržba, servis a záruka 20 2

1 Základní popis PA 144 je navržen pro vzdálený monitoring spotřeby energie a kvality napětí. Je určen pro instalaci na lištu a nedisponuje lokálním displejem. Tento koncept je vhodný pro široké spektrum aplikací v automatizaci budov i výrobních procesů, pro vzdálený dohled nad infrastrukturou a také pro automatické řízení zátěže. Přístroj není vybaven lokálními kontrolními prvky a nelze tudíž snadno zasahovat do jím vykonávaných funkcí - zjednodušeně řečeno, neměl by upoutávat zvláštní pozornost laiků. Tento přístroj je vybaven 4 napět ovými vstupy a 4 proudovými vstupy pro externí průvleková či naklapávací (dělená) měřicí trafa pro přímé měření proudů až do 600 A stř. Pro spojení s nadřazeným systémem využívá komunikační linku RS-485 a volitelně jej lze vybavit i rozšiřujícími moduly (druhá RS-485, Ethernet, I/O modul atp.). K indikaci stavu a funkce přístroje slouží 3 LED diody. 1.1 Charakteristické vlastnosti Připojení a měření čtyři napět ové vstupy (L 1, L 2, L 3, L 4 ) měřené vůči nulovému vstupu (N) čtyři průvlekové (varianta P) nebo dělené (varianta S) proudové senzory s nominálním proudem volitelným v rozmezí 5 až 600 A (I 1, I 2, I 3, I 4 ) dva digitální vstupy (varianta D) jedno relé nebo pulzní výstup (varianta R resp. varianta I) funkce mohou být rozšířeny pomocí externích V/V modulů (s firmwarovým modulem Modbus Master) napájení: pomocné napětí 75 510 V stř nebo 80 350 V ss (varianta N) nízké pomocné napětí 24 48 V stř nebo 20 75 V ss (varianta L) 128 vzorků na periodu, napět ové a proudové vstupy jsou odečítány nepřetržitě bez prodlev, mezer a výpadků výpočet harmonických napětí a proudů do řádu 63 vyhodnocení všech běžně měřených jedno- a třífázových veličin jako např. výkony (činný, jalový, zdánlivý, deformační a fundamentální činný a jalový výkon), účinník, harmonické a THD proudů a napětí Přenos a vyhodnocování dat pro přenos dat, nastavování přístroje a upgrade firmwaru slouží komunikační rozhraní RS-485 dále může být přístroj vybaven druhou RS-485 (varianta B), rozhraním M-Bus (varianta M) nebo Ethernet (varianta E) vizualizační software ENVIS a konfigurační aplikace ENVIS.Daq 3

1.2 Typy a příslušenství PA 144 je dostupný v různých konfiguracích dle přání zákazníka 1. Na obr. 1 jsou názorně uvedeny jednotlivé varianty a volby pro přístroje. Typ přístroje PA3jgg3=3Síťový3analyzátor Pomocné napájecí napětí 333PA3jgg3U3Sjff3R3B3E U3=3-M3V3 3Mjf3V AC i3šf3v3 3dMf3V DC L3=3xf3V3 3-M3V DC i3xg3v3 3gš3V AC Proudové vstupy Snnn3=3s3transformátory3s3nízkým3výstc3proudemi33rozevíratelné3jádro Pnnn3=3s3trafy3s3nízkým3výstc3proudemi3průvlekové3 NOCT3=3bez3měření3proudu33333333333 Rozevíratelné varianty Průvlekové varianty SffM3=3M3A SfjM3=3jM3A SfxM3=3xM3A SfdM3=3dM3A SfMf3=3Mf3A Sf-M3=3-M3A Sjff3=3jff3A Volitelný digitální výstup N3=3bez3výstupu R3=3réleový3výstup I3=3impulsní3výstup Volitelné periferie N3=3bez3volitelných3periferií B3=3sběrnice3pro3připojení3externích3modulů D3=3dva3digitální3vstupy M3=3komunikační3rozhraní3MmBus Volitelný rozšiřující modul N3=3bez3rozšiřujícího3modulu E3=3Ethernetové3rozhraní SjMf3=3jMf3A Sxff3=3xff3A SxMf3=3xMf3A Sdff3=3dff3A Sgff3=3gff3A SMff3=3Mff3A Skff3=3kff3A PffM3=3M3A PfjM3=3jM3A PfxM3=3xM3A PfdM3=3dM3A PfMf3=3Mf3A Pf-M3=3-M3A Pjff3=3jff3A PjMf3=3jMf3A Pxff3=3xff3A PxMf3=3xMf3A Pdff3=3dff3A Obrázek 1: PA 144 varianty a volitelné možnosti včetně kódů pro volbu nominálního proudu měřicích traf. V tabulce 1 jsou uvedeny rozměry a hmotnosti proudových snímačů pro všechny varianty proudových vstupů. Parametr d udává vnitřní průměr otvoru pro měřený vodič. Parametry x, y, z jsou vnější rozměry a g je hmotnost snímače. 1 Kompletní a nejaktuálnější seznam volitelného příslušenství je možné získat na požádání u prodejce. 4

Tabulka 1: Fyzické parametry proudových snímačů pro jednotlivé varianty přístoje. Varianta Pxxx Varianta Sxxx Rozsah d x y z m d x y z m Typ Typ [mm] [g] [A] [mm] [g] JP3W 7 24 27 11 11 005 015 025 035 JC10F 10 23 50 26 45 JP5W 13 37 41 14 37 050 075 100 150 JC16F 16 30 55 31 75 200 JP6W 19 49 51 20 70 250 JC24F 24 45 75 34 150 300 400 500 600 JC36S-3 36 57 91 41 280 Varianta NOCT neobsahuje proudové snímače a nemá proudové vstupy. 2 Obsluha měřícího přístroje 2.1 Bezpečnostní požadavky při používání PA 144 Pří práci s přístrojem je nutné dodržet všechna nezbytná opatření pro ochranu osob a majetku proti úrazu a poškození elektrickým proudem. Doporučuje se používat ochranné rukavice. Přístroj musí být obsluhován osobou s předepsanou kvalifikací pro takovou činnost a tato osoba se musí podrobně seznámit se zásadami práce s přístrojem uvedenými v tomto popisu! 2.2 Příprava před uvedením do provozu Před začátkem měření je nutné přístroj nastavit. Toto nastavení je vždy děláno prostřednictvím počítače a běžně dodávané aplikace ENVIS.Daq 2 2.2.1 Nastavení PA 144 pomocí PC Připojte PA 144 k počítači přes RS-232, RS-485 nebo Ethernet (dle konkrétního provedení přístroje). Zapněte pomocné napájení přístroje PA 144. Přítomnost napájecího napětí bude indikována blikající zelenou LED kontrolkou PWR. V tomto okamžiku je přístroj připraven pro konfiguraci. Nyní můžeme přistoupit k požadovaným operacím. Změny v nastavení přístroje vymažou veškerá data uložená v paměti přístroje. Ujistěte se tedy, že jsou případná data z posledního měření před změnou nastavení zálohována. Nyní spust te ENVIS.Daq. V hlavním okně zvolte typ komunikačního rozhraní a další příslušné parametry. Typický formulář s parametry připojení je na obrázku 2. Po dobu 10s od zapnutí napájení, přístroj komunikuje pevně nastavenou rychlostí 9600 bps a naslouchá na adrese 250. Zelená LED bliká rychle (jednou za 400 ms). Pokud za tuto dobu přístroj neobdrží žádný příkaz, komunikační port se přenastaví dle uživatelsky nakonfigurovaných parametrů. PA 144 zároveň naslouchá i na adrese určené nastavení, pokud je nastavená rychlost komunikace shodná s defaultni hodnotou, je možné se připojit k zařízení ihned po zapnutí. V opačném případě je nutné 10 s vyčkat. Konec startovací sekvence je indikován pomalejším blikáním zelené LED (jednou za 2 s). Pokud je přístroj vyýbaven Ethernetovým modulem, je možné v konfiguraci vyplnit požadované parametry a comunikovat prostřednictvím sítě. pro to je zejména nutné znát nastavení IP addresy a komunikačního portu 2 Před prvním použitím je nutné na PC nainstalovat software ENVIS. Detailní popis je možné najít v uživatelské příručce ENVIS. 5

Obrázek 2: Hlavní okno aplikace ENVIS.Daq. (standardně: 10.0.0.1:2101). Je také možné použít funkci Lokátor v ENVIS.Daq k nalezení všech podporovaných přístrojů v okolní síti. Stiskněte tlačítko Připojit. Aplikace načte nastavení uložená v přístroji a zobrazí okno se souhrnnými informacemi (obr. 3). Obrázek 3: ENVIS.Daq - přípojený analyzátor. Kategorie Nastavení obsahuje několik parametrů, které jsou organizovány pod jednotlivými záložkami dle jejich významu. Uživatel může v jednotlivých záložkách nastavit následující parametry: Identifikace Objekt - Je číslo nebo název objektu (obecně textový řetězec), kde bylo měření prováděno. Toto je základní identifikační prvek, který organizuje jednotlivé archivy měření v databázích aplikace ENVIS. V našem případě (je jméno objektu DEFAULT ), které bylo načteno přímo z přístroje a později může být ručně změněno. 6

Jméno záznamu - Jednotlivé záznamy v rámci měřeného objektu mohou být rozlišeny jejich jménem (např. název transformátoru v budově). V tomto případe je DEFAULT. I zde se jedná o textový řetězec s maximální délkou 32 znaků a může být později manuálně upraven. Další parametry v této záložce jsou pouze informačního charakteru a nemohou být změněny. Zobrazen je typ připojeného přístroje (model, sériové číslo, atd.) Nastavení Instalace (obr.5a) * Způsob - způsob připojení měřeného napětí bud přímo nebo přes měřicí transformátor napětí. * Typ připojení - způsob připojení v jedno- a třífázových soustavách - do hvězdy, do hvězdy s měřením středního vodiče, do trojúhelníka a nebo Aronovo zapojení. Na základě tohoto nastavení jso některé měřené veličiny interpretovány odlišně například pro třífázové zapojení do trojúhelníka veličina U LN není vyhodnocována. Možnosti připojení analyzátoru jsou podrobně ilustrovány v kapitole 2.3. * Nominální frekvence - Tento parametr by měl být nastaven dle nominální frekvence v měřené síti (50 nebo 60 Hz) * U NOM, P NOM (nominální napětí a výkon): Aby bylo možné sledovat napět ový výstup v procentuálním vyjádřením nominální hodnoty a pro detekci napět ových událostí, je nutné zadat nominální (primární) napětí U NOM a nominální třífázový výkon P NOM. Přestože nastavení U NOM a P NOM nemá žádný vliv na funkčnost měření přístroje, doporučujeme nastavit alespoň hodnotu P NOM správně. Správné nastavení U NOM a P NOM ovlivňuje relativně zobrazené hodnoty napětí, výkonu a proudu, chod některých funkcí alarmů a IO a také některé způsoby zpracování dat v programu ENVIS. Toto nastavení může být případně nastaveno i později. Pokud není možné hodnotou P NOM v měřícím bodě určit, doporučujeme nastavit hodnotu dle nominálního výkonu napájecího transformátoru nebo odhadnout tuto hodnotu jako nejvyšší předpokládanou. Pro lepší přehlednost je hodnota U NOM zobrazena ve formátu fázového/sdruženého napětí. * VT převod - Musí být nastaven dle použité metody měření napětí a použitého transformátoru. Tato volba je přístupná pouze tehdy, když je ve Způsob zvoleno přes VT. * Rozsah I - Parametr nastavuje převod proudového rozsahu přístroje. Rozsah odpovídá variantě přístroje a je standardně nastaven dle příslušného typu (hodnota uvedená za lomítkem např. Rozsah I: 50 / 50 ). Upozornění: uživatel by toto nastavení obvykle neměl měnit. * Násobitel I - Přístroj PA 144 je možné použít pro přímé i nepřímé měření. Pro přímé měření (viz obr. 4a) nastavte hodnotu násobitele na 1. Pro nepřímé měření (viz obr. 4b) hodnota odpovídá převodovému poměru použitého proudového transformátoru. Například pokud je použit proudový transformátor s převodem 100/5, nastavte Násobitel I na hodnotu 100 5 = 20. Dalším příkladem použití násobitele je situace, kdy protáhneme měřený vodič skrze proudový několikrát, abychom zvýšili citlivost měření (rozsah se odpovídajícím způsobem sníží). Například pro 4 závity by měl být Násobitel I nastaven na 1 4 = 0.25. Obecné (obr.5b) * Nastavení času Časová zóna - Časová zóna musí být nastavena dle místních požadavků. Nastavení je důležité pro správnou interpretaci místního času, který určuje aktuální alokaci tarifních zón elektroměru. Synchronizace - Tento parametr určuje, jak přístroj synchronizuje svůj čas. Je možné využít synchronizaci po komunikační lince (npaříklad s využitím aplikace ENVIS.Online), synchronizaci s využitím minutových pulzů na 1. digitálním vstupu (pokud je k dispozici) a nebo synchronizaci nepoužívat. Letní čas - Tento parametr může být nastaven pro automatické přepínání místního času dle ročního období (letní nebo zimní čas). 7

Fakturační elektroměr L1 L2 JP5W SMC 144 / PA 144 SMC 144 / PA 144 JP3W JP3W JP3W ZDROJ L3 N PE JP5W JP5W JP5W ZÁTĚŽ ZDROJ L1 L2 L3 N 100/5A 100/5A 100/5A ZÁTĚŽ PE (a) Princip přímého měření proudu až v rozsahu dle varianty rozsahu přístroje. (b) Příklad nepřímého měření proudu s předřazenými měřicími proudovými transformátory s převodem 100 na 5 A. Obrázek 4: Možnosti připojení proudových vstupů. * Vzdálená komunikace - Zařízení je vždy vybaveno alespoň jednou komunikační linkou RS-485. Volitelně je možné vybavit jej druhým portem pro RS-485 a Ethernetovým portem. V části Obecné nastavení lze nastavovat všechny parametry komunikačních linek. Adresa přístroje - Adresa přístroje s rozhraním RS-485. Přiřad te unikátní adresu všem připojeným přístrojům na sběrnici. Komunikační rychlost - rychlost RS-232/RS-485. Výchozí hodnota je 9600 bps. IP Adresa - IP address of the device with ethernet. Maska - Net mask of a network. Výchozí brána - Setting of default network gateway. Porty - Nastavení portu, na kterých zařízení naslouchá příchozí komunikaci. Výchozí port protokolu KMB Long je 2101, protokolu Modbus 502 a výchozí port Webového serveru je 80. Každý port může být libovolně změněn nezapomeňte však odpovídajícím způsobem přenastavit porty ve vzdálené aplikaci! Vstup/výstup (obr. 5c) - PA 144 je vždy vybaveno dvěmi alarmovými LED (LED A1, LED A2 ) a volitelně také jedním reléovým nebo impulzním výstupem (O1 ). * V přístroji lze nastavit (naprogramovat) funkci, která řídí každý výstup vyběrem volby Standardní výstup. Komplexní podmínka může sestávat až ze čtyř událostí či limitů (E1 až E4 ) resp. jejich sjednocení či průniků. Charakter výstupu může být Permanentní nebo Pulsní. V případě pulsního výstupu lze konfigurovat i další parametry pulsu. * Kterýkoliv výstup může být nastaven jako výstup elektroměru výberem volby Elektroměrový výstup. V takovém případě lze jako řídící veličinu vybrat bud činnou nebo jalovou energii v obouch kvadrantech. Je nutné správně nastavit počet pulsů/kwh. Pro potvrzení změn výše uvedených nastavení je potřeba nové hodnoty zapsat do přístroje stisknutím tlačítka Odeslat. Nastavení lze také uložit do souboru pro další použití. Dále je doporučeno zkontrolovat stav vnitřních hodin přístroje. V záložce Informace klikněte na odkaz Čas (obr. 5d). Aplikace načte a zobrazí aktuální čas uložený v přístroji. Dále také zobrazí rozdíl od aktuálního času v počítači (Rozdíl časů). V případě, že se čas v přístroji výrazně liší, může být seřízen kliknutím na tlačítko 8

(a) ENVIS.Daq - instrument install configuration (b) ENVIS.Daq - instrument configuration (c) ENVIS.Daq - nastavení vstupů a výstupů. (d) ENVIS.Daq - nastavení a synchronizace času. Obrázek 5: ENVIS.Daq - PA 144 formuláře pro nastavení přístroje. 9

Nastavit čas z PC. Nejdůležitější nastavení přístroje jsou nyní hotova odpojte od přístroje komunikační kabel a SMC je připraveno pro připojení do měřené sítě. Tímto je přístroj nastaven a The necessary crucial device settings is than done disconnect the communication cable and PA 144 is ready to be connected to the measured network. 2.3 Instalace Přirozená cirkulace vzduchu by měla být umožněna uvnitř rozvaděče v místě instalace přístroje a jeho bezprostředním okolí. Neinstalujte v jeho blízkosti jiná zařízení, která by mohla být významným zdrojem tepla. Maximalní průřez kabelů pro všechny šroubovací svorky přístroje je 2.5 mm 2. Přístroj PA 144 je primárně určen k montáži na DIN lištu. Na obrázku 6 jsou zakresleny rozměry přístroje. Čerchovanou čarou jsou okótovány pozice děr pro případ montáže na zed, která se provede přišroubováním třemi šrouby. 106 60.6 58 21.5 10 99.8 90 PA 144 Power Analyzer 001 08 2012 P050 45 62 30.3 Obrázek 6: Rozměry přístroje PA 144. 2.3.1 Napětí Napájecí napětí přístroje (viz. kap. 4)musí být připojené na svorky terminálů X1 a X2 přes jistič (viz. diagram zapojení v obr. 7). Musí se nacházet na levé straně přístroje v dosahu obsluhy. Jistič musí být označen jako odpojovací spínač. Jistič o nominální hodnotě 1 A je vhodným jistícím zařízením, jeho umístění a funkce však musí být jasně označena ( použitím symbolů 0 a I dle normy IEC EN 610110-1). Vnitřní napájecí zdroj je galvanicky oddělen od ostatních vnitřních obvodů. Měřená fázová napětí jsou připojena k terminálům L1, L2, L3, nulový terminál pro připojení nulového vodiče je označen N. Je vhodné chránit měřené napět ové vedení například 1 A pojistkami. Měřená napětí mohou být také připojena přes napět ové měřící transformátory. Všechna měřená napětí jsou připojena k vnitřním odporům přes vysokou impedanci. 2.3.2 Proud Pro správně měření proudu a výkonu musí být průvlekové a nebo naklapávací proudové transformátory zapojeny se správnou orientací a polaritou. Obr. 7 ilustruje správné připojení s průvlekovým proudovým transformátorem. předpokládaný směr toku výkonu je zleva (zdroj) doprava (zátěž). Je doporučeno po instalaci ověřit správné zapojení s pomocí fázorového diagramu v programu ENVIS.Daq. 10

Proudové vstupy jsou přímo propojeny s vnitřními obvody. Vstupy l1, l2, l3 a l4 jsou vnitřně navzájem propojeny. Vstupy l i a k i jsou propojeny přes odporový bočník. Upozornění: PROUDOVÉ VSTUPY PŘÍSTROJE NEMOHOU BÝT NIKDY POUŽITY PRO PŘÍMÉ MĚŘENÍ PROUDU! Vždy používejte pouze s přístrojem dodávané a k tomu určené měřící transformátory s nízkým výstupním proudem (řádově ma). L N PA 144 Power Analyzer X1 X2 O- O+ R A1 A2 G B A G B/1 A/2 COM1 COM2 / DI ETH N L1 L2 L3 L4 l1 k1 l2 k2 l3 k3 l4 k4 L1 L2 JP5W L3 JP5W N JP5W PE JP5W Obrázek 7: Příklad typického zapojení přístroje PA 144. 2.3.3 Periferie Funkce a možnosti připojené jsou zobrazeny na následujícím obrázku8.všechny periferie uvedené níže jsou galvanicky odděleny od zbytku přístroje a od sebe vzájemně. Volitelné digitální vstupy sdílejí konektor s volitelnou druhou RS-485 linkou a proto nemohou být osazeny současně. Primární RS-485 Primární komunikační linka pro vzdálený odečet aktuálních hodnot a pro nastavení přístroje. Primární linka RS- 485 používá svorky A, B se stíněním na konektoru G bloku COM1. Konce komunikační linky je třeba zakončit předepsaným odporem. Digitální vstupy (volitelné) PA 144 mohou být volitelně vybaveny dvěma digitálními vstupy, reagujícími na úroveň napětí. Využívají tři svorky v bloku COM2/DI G je společná svorka, B/1 je první a A/2 je druhý digitální vstup. Napětí nižší než 11

USB PC PE V O =24V V O =24V RS-485 PA 144 Power Analyzer X1 X2 O- O+ R A1 A2 G B A G B/1 A/2 COM1 COM2 / DI ETH N L1 L2 L3 L4 l1 k1 l2 k2 l3 k3 l4 k4 Obrázek 8: Příklad využití vstupů a výstupů. 3 V připojené mezi G a B/1 nebo A/2 je vyhodnoceno jako neaktivní stav, napětí vyšší než 10 V je vyhodnoceno jako aktivní stav. Na obr. 8 jsou dva externí přepínače v serii se zdrojem napětí 24 V ss. Druhá RS-485 (volitelná) Druhá, volitelná komunikační RS-485 slouží pro připojení externích V/V modulů nebo vzdáleného ovládacího panelu. Tato linka používá svorky A/2, B/1 a stínicí svorku G bloku COM2/DI. Konce komunikační linky je třeba zakončit předepsaným odporem. Rozhraní M-Bus (volitelné) Komunikační rozhraní M-Bus slouží k připojení přístroje na sběrnici určenou pro dálkový odečet hodnot z měřičů spotřeby. Rozhraní je vyvedeno na svorky A/2, B/2 bloku COM2/DI. Připojení ke sběrnici není závislé na polaritě. Digitální výstup (volitelný) Digitální výstup je řešen jako réleový nebo impulsní polovodičový spínač připojený na svorky O+ a O-. V případě reléového výstupu nezáleží na polaritě. V případě impulsního polovodičového výstupu musí polarita vnějšího zdroje napětí korespondovat s popisem svorek a obrázkem příkladu připojení. Na obrázku 8 je externí relé ovládané digitálním výstupem. V obvodu musí být sériově připojen zdroj vnějšího napětí. V případě impulsního výstupu je doporučeno použití externího zdroje stejnosměrného napětí 24 V. V případě reléového výstupu může být spínáno nominální napětí až 230 V AC. Ethernetové rozhraní (volitelné) Modul 10Base-T Ethernetového rozhraní s konektorem RJ-45 popsaný jako ETH je situovaný na horní straně panelu přístroje. plní stejné funkce jako primární RS-485 pro připojení do TCP/IP sítě. Může také sloužit pro snadné a rychlé lokální propojení s počítačem pro ověření nastavení. 12

3 Funkční popis 3.1 Konstrukce přístroje 1 2 3 4 5 6 PA 144 Power Analyzer X1 X2 O- O+ R A1 A2 G B A G B/1 A/2 COM1 COM2 / DI 7 ETH N L1 L2 L3 L4 l1 k1 l2 k2 l3 k3 l4 k4 9 8 Obrázek 9: Popis přístroje PA 144. 1. Vstupní konektor pro připojení pomocného napájecího zdroje 2. Galvanicky oddělené digitální relé nebo impulzní výstup (volitelně) 3. Zelená LED pro zobrazení stavu přístroje 4. Dvě programovatelné červené LED, funkce alarmu či výstupu 5. Primární komunikační rozhraní RS-485 6. Sekundární (volitelné) komunikační rozhraní RS-485, M-Bus nebo dva volitelné digitální vstupy 7. RJ-45 konektor pro Ethernet (volitelný) 8. Vstupy pro připojení dodaných externích proudových traf 9. Napět ové vstupy pro připojení č měřených napětí 3.2 Ovládání PA 144 Přístroj SMC nemá žádná ovládací tlačítka. Pracuje jednoduše tehdy, když má připojeno správné pomocné napětí (viz. Technické specifikace). Jedinou možností jak ovládát přístroj SMC je, přes jeho komunikační rozhraní s počítačem a softwarem ENVIS. Komunikace je podrobněji popsána v kapitole 2. 3.2.1 Stavy přístroje PA 144 se může nacházet ve třech základních stavech, které jsou indikovány zelenou LED. Funkce LED a komunikačních portů při startu přístroje je již popsána v kap. 2.2.1. 13

3.2.2 Významy LED kontrolek LED PWR (zelená) - stav přístroje: (vypnuto) není připojeno napájecí napětí, měření je zastaveno (pomalé blikání jednou za 2 s) normální činnost, připraven pro připojení (rychle blikající jednou za 400 ms) přístroj očekává s pevně nastavenými parametry řídíci zprávy nadřazeného systému (viz. 2.2.1) LED A1 a A2 (červená) - nastavitelné/alarmové LED: (vypnuto) nastavitelné (např. alarm vypnut) (zapnuto) nastavitelné (např. alarm zapnut) (blikající) nasatvitelné (např. výstup pulzů elektroměru) PWR, A1 a A2 LED v průběhu upgrade firmware: mazání hlavní paměti příjem nového firmware 3.3 Metody měření a vyhodnocování jednotlivých veličin Měření zahrnuje tří nepřetržitě vykonávané procesy: vyhodnocování frekvence, vzorkování napětových a proudových signálů a vyhodnocování navzorkovaných dat 3.3.1 Měření frekvence základní harmonické složky napětí Frekvence základní harmonicé napět ového signálu je nepřetržitě měřena a vyhodnocována každých 10 sekund. Měřený signál je hodnota fázového napětí fáze L1, modifikovaný filtrem dolní propusti. Frekvence je vyhodnocena jako procento z počtu celých cyklů v síti započatých každých 10 sekund a kumulativního trvání celých cyklů. 3.3.2 Měření napětí a proudů Napět ové a proudové signály jsou vyhodnocovány spojitě bez přerušení. Základní vyhodnocovací interval je 10/12 period sítě (200 ms). Toto vyhodnocení utváří základy pro další výpočty. Všechny kanály jsou vzorkovány 128 vzorky na periodu v síti. Vzorkování je řízeno měřenou frekvencí na L 1. Pokud je hodnota frekvence v měřitelném rozsahu, řídí také vzorkování vzorkování je automaticky přizpůsobeno změnám frekvence. V jiných případech je vzorkování řízeno dle nominální nastavené frekvence (50 nebo 60 Hz). RMS napětí a proudy jsou vyhodnocovány z navzorkovaných hodnot pro měřenou periodu dle rovnic: Fázové napětí (efektivní hodnota): Sdružené napětí (efektivní hodnota): U 1 = 1 n U 12 = 1 n n i=1 U 2 1i n (U 1i U 2i ) 2 i=1 14

Proud (efektivní hodnota): I 1 = 1 n n i=1 I 2 1i kde: i... index vzorku n... počet vzorků za periodu měření (128) U 1i, U 2i, I 1i... jednotlivé vzorky napětí a proudu 3.3.3 Vyhodnocení výkonů a účiníku (PF) Výkony a účiník jsou vyhodnocovány dle následujících vztahů. Rovnice platí pro zapojení do hvězdy. Činný výkon: Jalový výkon: kde: Q 1 = P 1 = 1 n n U 1i I 1i i=1 N U 1,k I 1,k sin ϕ 1,k k=1 k... index řádu harmonické N... nejvyšší harmonická (63) U 1,k, I 1,k... k-tá harmonická napětí a proudu (1. fáze) ϕ 1,k... úhel mezi U 1,k, I 1,k (1. fáze) Zdánlivý výkon: Deformační výkon: D 1 = S 1 = U 1 I 1 S 2 1 P 2 1 Q2 1 Účiník: Třífázový činný výkon: Třífázový jalový výkon: Třífázový zdánlivý výkon: Třífázový deformační výkon: Třífázový účíník: P F 1 = P 1 S 1 3P = P 1 + P 2 + P 3 3Q = Q 1 + Q 2 + Q 3 3S = S 1 + S 2 + S 3 3D = 3S 2 3P 2 3Q 2 3P F = 3P 3S 15

3.3.4 Vyhodnocení harmonického zkreslení Přístroj kontinuálně vyhodnocuje harmonické zkreslení napětí a proudu do řádu 63 pomocí Fourierovy transformace. Výpočet je proveden s využitím obdélníkového okénka v každém měřeném cyklu (200 ms). Následující parametry jsou vyhodnoceny z analýzy harmonických složek: Základní (= 1.) harmonická složka fázového napětí: Základní (= 1.) harmonická složka proudu: Ufh 1 Ifh 1 Absolutní úhel fázoru základní harmonické složky napětí: ϕu 1 Fázorový posun základní harmonické složky proudu vůči Ufh 1 : Úhel mezi příslušnými fázory základní harmonické složky napětí a proudu: ϕi 1 ϕ 1 Úhel mezi napětovým a příslušným proudovým fázorem i-tého řádu: ϕ i Celkové harmonické zkreslení napětí: T HD U1 = 1 63 U1h 2 i U1h 100% 1 Celkové harmonické zkreslení proudu: T HD I1 = 1 63 I1h 2 i I1h 100% 1 i=2 i=2 Účiník základní harmonické složky: Činný výkon základní harmonické složky: cos ϕ 1 Jalový výkon základní harmonické složky: Třífázový činný výkon základní harmonické složky: Třífázový jalový výkon základní harmonické složky: Třífázový účiník základní harmonické složky: P fh 1 = Ufh 1 Ifh 1 cos ϕ 1 Qfh 1 = Ufh 1 Ifh 1 sin ϕ 1 3P fh = P fh 1 + P fh 2 + P fh 3 3Qfh = Qfh 1 + Qfh 2 + Qfh 3 3cos ϕ = cos ( ( )) 3Qfh arctan 3P fh Výkony a účiníky základní harmonické složky (cos ϕ) se vyhodnocují ve 4 kvadrantech v souladu s normou IEC 60375, viz obr. 10 16

Obrázek 10: Identifikace odběru, dodávky a charakter účiníku podle fázového úhlu (podle IEC 60375) 3.3.5 Symetrické komponenty Napět ová a proudová nesymetrie se vyhodnocují na základě sousledné a zpětné složky základních harmonických. Napět ová nesymetrie: Proudová nesymetrie: Úhel zpětné složky proudu: unb U = unb I = negative sequence component positive sequence component 100% negative sequence component positive sequence component 100% ϕnsl 17

4 Technické parametry PA 144 Napájecí napětí pomocné napětí (varianta U) 75 510 V stř nebo 80 350 V ss pomocné napětí (varianta L) 24 48 V stř nebo 20 75 V ss výkon 7 V A/3 W kategorie přepětí CAT III / 300 V - v souladu s IEC EN 61010-1 stupeň znečištění 2 - v souladu s IEC EN 61010-1 napájecí vstup galvanicky oddělené, bez rozlišení polarity Napětí měřicí rozsah (U NOM = 400/230 V AC ) 4 500 V stř /2.3 285 V stř (sdružené / fázové) nejistota (ϑ = 25 C) 0.1 % z rozsahu vstupní impedance 2.7 MΩ (L i N) připojení wye, delta trvalé přetížení (IEC 258) 1300 V ef maximální přetížení 1950 V ef po jednu sekundu Proud měřicí rozsah trvalé proudové přetížení maximální proudové přetížení nejistota (varianta P) (ϑ = 25 C) nejistota (varianta S) max. průměr vodiče (varianta P) max. průměr vodiče (varianta S) Frekvence měřicí rozsah nejistota Činný výkon (P REF = 230 I NOM W ) měřicí rozsah nejistota (P F > 0.5) (varianta P) nejistota (P F > 0.5) (varianta S) Jalový výkon měřicí rozsah nejistota (varianta P) nejistota (varianta S) čtyři proudové transformátory 0.02 1.2 I NOM 2 I NOM 10 I NOM po jednu sekundu 0.1 % z rozsahu + 0.1 % z hodnoty 0.5 % z rozsahu + 0.5 % z hodnoty JP3W 6 mm/jp5w 13 mm/jp6w 19.3 mm JC10F 10 mm/jc16f 16 mm/jc24f 24 mm 42 69 Hz ±10 mhz omezeno měřeným napětím a rozsahem proudu 0.1 % z P REF + 0.2 % z hodnoty 1 % z P REF + 0.2 % z hodnoty omezeno měřeným napětím a rozsahem proudu 0.1 % z P REF + 0.2 % z hodnoty 1 % z P REF + 0.2 % z hodnoty Energie nejistota měření čínné energie třída 1 dle EN 62053-21 nejistota měření jalové energie třída 1 dle EN 62053-23 Harmonické nejistota měření U H,1 U H,63 třída 2 dle IEC 61557-12 Ed 1.0 nejistota měření I H,1 I H,63 třída 2 dle IEC 61557-12 Ed 1.0 nejistota měření T HD U třída 1 dle IEC 61557-12 Ed 1.0 nejistota měření T HD I třída 5 dle IEC 61557-12 Ed 1.0 Ostatní veličiny nejistota měření PF a cos ϕ 0.01 18

PA 144 Teplota přístroje (vestavěný senzor teploty) měřicí rozsah 25 60 C nejistota ±3 C Digitální vstupy (volitelné) vstupní napětí logické úrovně 1 U H > 10 V vstupní napětí logické úrovně 0 U L < 3 V maximální vstupní napětí U M = 30 V vstupní proud při vstupním napětí 3 ma/12 V, 8 ma/24 V Digitální reléový výstup (volitelný) dimenzování kontaktu Digitální impulsní výstup (volitelný) dimenzování polovodiče Komunikace typ rozhraní volitelné rozhraní volitelné rozhraní Další specifikace 230 V stř nebo 30 V ss / 3 A 100 V ss / 300 ma galvanicky oddělená RS-485 M-Bus Ethernet 10Base-T provozní teplota 25 60 C teplota skladování 40 85 C provozní a skladovací vlhkost < 95 % nekondenzující EN 61000 4-2 (4 kv / 8 kv) EN 61000 4-3 (10 V/m, až do 1 GHz) EMC vyzařování EN 61000 4-4 (2 kv) EN 61000 4-5 (2 kv) EN 61000 4-6 (3 V) EN 61000 4-11 (5 period) EMC odolnost EN 55011 třída A EN 55022 třída A (není určeno do bytového prostředí) krytí IP 20 rozměry w h d = 105 90 58 mm hmotnost 0.19 kg 19

5 Údržba, servis a záruka Údržba Analyzátor sítě a měřicí přístroj PA 144 nevyžaduje během svého provozu žádnou údržbu. Pro spolehlivý provoz je pouze nutné dodržet uvedené provozní podmínky a nevystavovat jej hrubému zacházení a působení vody nebo různých chemikálií, které by mohlo způsobit jeho mechanické poškození. Servis V případě poruchy výrobku je třeba uplatnit reklamaci u výrobce na adrese: KMB Systems, s. r. o. Tř. dr. M. Horákové 559 460 05 Liberec 7 Czech Republic Tel. 485 130 314, Fax 482 739 957 E-mail: kmb@kmb.cz Web: www.kmb.cz Výrobek musí být řádně zabalen tak, aby nedošlo k poškození při přepravě. S výrobkem musí být dodán popis závady, resp. jejího projevu. Pokud je uplatňován nárok na záruční opravu, musí být zaslán i záruční list. Pokud je požadována mimozáruční oprava, je nutno přiložit i objednávku na tuto opravu. Záruční list Na přístroj je poskytována záruka po dobu 24 měsíců ode dne prodeje, nejdéle však 30 měsíců od vyskladnění od výrobce. Vady vzniklé v těchto lhůtách prokazatelně vadným provedením, chybnou konstrukcí nebo nevhodným materiálem, budou opraveny bezplatně výrobcem nebo pověřenou servisní organizací. Záruka zaniká i během záruční lhůty, provede-li uživatel na přístroji nedovolené úpravy nebo změny, zapojí-li přístroj na nesprávně volené veličiny, byl-li přístroj porušen nedovolenými pády nebo nesprávnou manipulací, nebo byl-li provozován v rozporu s uvedenými technickými parametry. Typ výrobku:... Výrobní číslo:... Datum vyskladnění:... Výstupní kontrola:... Razítko výrobce:... Datum prodeje:... Razítko prodejce:... 20