Мониторинг параметров электроэнергии играет сегодня важную роль на производстве. В статье представлена многоканальная система измерения параметров электроэнергии DFPM20 (SPM20) российского производства, разработанная для задач энергоменеджмента, компактная и обладающая высокой точностью.
Московская компания ООО «Энергометрика» 15 лет успешно занимается поставками электронных компонентов для изделий и систем в области измерений, регистрации, учета и управления, служащих для построения систем автоматизации. Среди поставщиков компании – ведущие мировые производители, такие как SATEC (Израиль), S plus S Regeltechnik GmbH (Германия), MSR Electronic GmbH (Германия), LUMEL (Польша), Pilot Technology Co (Китай), SOCOMEC (Франция), так что в номенклатуре ООО «Энергометрика» представлен широкий спектр первоклассного оборудования – первичных измерителей и датчиков, таких как трансформаторы тока, датчики качества воздуха, датчики газов, датчики Холла, системы контроля состояния аккумуляторных батарей, датчики температуры и влажности и другие изделия.
Наряду с датчиковым оборудованием «Энергометрика» предлагает несколько многоканальных систем, которые можно использовать сразу, без компоновки из отдельных модулей. Например, для управления и мониторинга параметров электроэнергии служат многофункциональный измеритель Acuvim II и многоканальный измеритель «Энергом12», а для учета параметров электроэнергии – многоканальная система измерения параметров электроэнергии DFPM20 (SPM20), на которую мы предлагаем читателям обратить самое пристальное внимание, собственно и посвятив ей данную статью.
Однако предварительно следует коснуться вопроса о параметрах электроэнергии. Сегодня повсеместно используются средства вычислительной техники, весьма требовательные к электропитанию. Причем в промышленности такие средства (а это персональные компьютеры, программируемые логические контроллеры, системы измерения, средства автоматизации и т. д.) зачастую применяются вместе с мощным производственным оборудованием, вносящим искажения в электросеть, поэтому на производстве роль мониторинга, учета и управления параметрами электрической энергии значительно повышается.
Эта проблематика затронута в ряде международных и отечественных стандартов, однако отметим, что в международной практике энергоменеджмент трактуется несколько шире, чем у нас. Например, международный стандарт ISO 50001:2018 «Системы энергетического менеджмента» посвящен вопросам энергоэффективности и содержит ряд требований, предъявляемых к организациям: необходимо разработать политику в целях более эффективного применения энергии, скорректировать цели и задачи согласно разработанной политике, применять сбор данных для более эффективного принятия решений относительно применения энергии, определять результаты и в целом непрерывно содействовать повышению энергоэффективности. А совсем недавно, в 2021 году, принят стандарт ISO 50003:2021 «Системы управления энергией» с требованиями к организациям, проводящим аудит и сертификацию систем управления энергией (разумеется, электрическая энергия является частным случаем общего понятия «энергия»).
В России стандартизация параметров электроэнергии началась с ГОСТ 13109-97, который определил основные показатели, их нормативные величины, времена усреднения и отчетный период. В 2000 и 2002 годах были выпущены два руководящих документа – РД 153-34.0-15.501-00 и РД 153-34.0-15.502-2002 «Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения», определившие процедуры выполнения измерений, обработки и представления результатов. Затем появился ГОСТ Р 54149-2010, замененный в 2014 году межгосударственным стандартом ГОСТ 32144-2013 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения». Новый стандарт устанавливает показатели и нормы качества электрической энергии (КЭ) в точках передачи электрической энергии пользователям электрических сетей низкого, среднего и высокого напряжения систем электроснабжения общего назначения переменного тока частотой 50 Гц. Кроме того, понятие качества электрической энергии (КЭ) определено как «…степень соответствия характеристик электрической энергии в данной точке электрической системы совокупности нормированных показателей КЭ».
Предлагаемая компанией «Энергометрика» многоканальная система измерения параметров электроэнергии DFPM20 (SPM20) (рис. 1) как раз и предназначена для получения в реальном времени данных об основных параметрах электроэнергии, таких как напряжение, ток, активная мощность, реактивная мощность, полная мощность, коэффициент мощности, частота, активная и реактивная энергия в 30 однофазных или 10 трехфазных цепях переменного тока или их комбинациях.
Рис. 1. Многоканальная система измерения параметров электроэнергии DFPM20 (SPM20): справа – основной модуль
Система состоит из основного модуля DFPM20-M (SPM20-M) с интерфейсом RS-485 Modbus RTU (последовательная линия связи) и трансформаторов тока, которые представлены в двух вариантах:
- DFPM20-O (SPM20-O) – внешние разъемные трансформаторы тока (10) 50 А;
- DFPM20-C (SPM20-C) – внешние неразъемные трансформаторы тока (5) 63 А.
Точный контроль и учет параметров электроэнергии с помощью многоканальной системы DFPM20 (SPM20) позволяет эффективно контролировать энергопотребление.
Кроме непосредственно учета система измерения DFPM20 (SPM20) позволяет генерировать сигналы тревоги (аварии) в случае перегрузки, недогрузки, перегрузки по току, неисправности датчика. Устройство рекомендуется применять в центрах обработки данных (в том числе контейнерных и модульных ЦОД), в коммерческих зданиях, офисах, гостиницах, больницах, жилых домах, а также в проектах по реконструкции зданий и сооружений.
Отличительными особенностями, а также преимуществами системы DFPM20 (SPM20) являются:
- малые габаритные размеры, позволяющие монтировать систему на минимальном расстоянии от контролируемых цепей даже в ограниченном пространстве;
- компактная конструкция: система состоит из блока управления и датчиков тока;
- широкий диапазон измерения: определяется сила тока до 63 А;
- многоканальность: обеспечена поддержка до 30 однофазных или 10 трехфазных цепей переменного тока либо их комбинации в любых сочетаниях (однофазных или трехфазных);
- высокая точность измерений, в частности, для напряжения и тока – 0,5 %, мощности – 1,0 % (подробней эти параметры указаны в табл. 1);
- подключение к любым популярным сетям: однофазным двухпроводным, трехфазным четырехпроводным.
Таблица 1. Точность измерений системы DFPM20 (SPM20)
Отдельно укажем на такие преимущества по сравнению со стандартными счетчиками электроэнергии, как сокращение на 50 % пространства при монтаже, а также увеличение на 50 % скорости установки и технического обслуживания. Основной модуль DFPM20-M (SPM20-M) питается от контролируемой сети с собственным потреблением не более 10 Вт.
Предельные эксплуатационные характеристики DFPM20 (SPM20): выдерживаемое напряжение 2000 В переменного тока, сопротивление изоляции ≥100 МОм, импульсное напряжение до 6 кВ, степень защиты оболочки (передняя панель) IP52.
Условия эксплуатации: номинальная температура -20…+55 °C, рабочая температура -20…+50 °C, температура хранения -30…+80 °C, влажность
(0)