Można w dużym skrócie stwierdzić, że analizatory jakości energii to zaawansowane mierniki parametrów energii elektrycznej używane przez przedsiębiorstwa energetyczne, operatorów sieci, duże zakłady przemysłowe i wszelkie organizacje, które potrzebują monitorować i zapewniać wysoką jakość zasilania dla swoich urządzeń. Jednak liczba zadań, jakie stawia się przed nowoczesnymi analizatorami jakości energii, jest na tyle duża, że powyższa konstatacja to – podobnie jak sama nazwa tych urządzeń – zaledwie ogólnik, pod którym kryje się cała lista aspektów, jakimi te urządzenia się zajmują.

Główne zadania analizatorów jakości energii elektrycznej

Pierwszym i podstawowym jest pomiar parametrów elektrycznych, takich jak napięcie, prąd (natężenie), moc czynna, moc bierna, moc pozorna, współczynnik mocy i częstotliwość. Kolejnym jest analiza harmonicznych, co oznacza, że urządzenia te identyfikują i mierzą poziomy harmonicznych napięcia i prądu. Jest to kluczowe dla wykrywania zniekształceń sygnału, które mogą wpływać na działanie zasilanych urządzeń elektrycznych. Detekcja krótkotrwałych zdarzeń to następny aspekt, nad którym analizatory jakości zasilania „się pochylają”. Chodzi tu o wykrywanie i rejestrowanie krótkotrwałych zdarzeń, takich jak przepięcia, spadki napięcia, przerwy w zasilaniu czy nagłe skoki prądu.

Detekcja i pomiar fluktuacji napięcia, czyli monitorowanie zmian poziomu napięcia w określonym czasie, to kolejna kwestia, jaką te urządzenia się zajmują. Jest to ważne dla zapewnienia stabilnego zasilania i uniknięcia uszkodzeń wrażliwych urządzeń elektrycznych (np. zaawansowany sprzęt medyczny). Ponadto taka analiza okazuje się przydatna wtedy, gdy wymagana jest analiza migotania światła, które może być przejawem fluktuacji napięcia. Migotające światło to wbrew pozorom nieraz spory problem – efekt ten (light flickering) może powodować dyskomfort widzenia u pracowników, ich pogorszone samopoczucie oraz zakłócenia w pracy samych urządzeń oświetleniowych.

Ważną cechą nowoczesnych analizatorów energii elektrycznej jest ich zdolność do zapisywania danych dotyczących jakości energii (jej poszczególnych parametrów) w dłuższym przedziale czasowym. Umożliwia to późniejszą szerszą analizę i skuteczniejsze diagnozowanie problemów w oparciu o wygenerowane przez nie raporty. Warto nadmienić, że raporty te wykorzystuje się też do oceny zgodności jakości energii z normami, takimi jak EN 50160, IEEE 519 czy IEC 61000-4-30.

Ostatnim kluczowym aspektem, który dotyczy analizatorów energii elektrycznej i stawianych przed nimi zadań, jest kwestia ich komunikacji z innymi urządzeniami i integracji z systemami zarządzania energią. Podobnie jak wiele innych urządzeń stosowanych przez wykwalifikowanych elektryków, również i te producenci wyposażają w możliwości komunikacyjne dzięki takim protokołom, jak Ethernet, Wi-Fi czy Modbus. Umożliwia to zdalne monitorowanie i skuteczne sprzężenie analizatorów z zastanym systemem zarządzania energią elektryczną w danej lokacji.

Rodzaje analizatorów jakości energii elektrycznej

Analizatory jakości energii elektrycznej można podzielić na kilka kategorii w zależności od kryteriów, jakie zostaną przyjęte. Można zatem szeregować je wedle ich zastosowania, sposobu instalacji czy też funkcji, jakie pełnią. Jednak najczęstszym – wręcz podręcznikowym – podziałem tych urządzeń, jest podział na trzy podstawowe klasy, wyszczególnione zgodnie z normą PN-EN 61000-4-30. Są to:

• zaawansowana klasa A („advanced”), czyli najwyższa klasa dokładności,
• średnia klasa S („survey”), przeznaczona do pomiarów statystycznych
• najniższa klasa B („basic”), całkowicie podstawowa i oferująca najważniejsze, wyłącznie bazowe, podstawowe pomiary i testy.

Biorąc pod uwagę pozostałe kryteria, analizatory jakości energii elektrycznej dzielone są następująco:

Ze względu na mobilność

• Stacjonarne analizatory jakości energii, montowane na stałe w jednym miejscu, np. w rozdzielni elektrycznej. Służą do ciągłego monitorowania jakości energii w danych punktach sieci, np. w dużych zakładach przemysłowych, węzłach energetycznych czy centrach danych.
• Przenośne analizatory jakości energii, które można łatwo przemieszczać i stosować w różnych miejscach w zależności od potrzeb. Używane są głównie do okresowych pomiarów i diagnozowania problemów podczas audytów energetycznych, tymczasowych pomiarów w różnych częściach sieci bądź przy diagnostyce awarii.

Ze względu na zakres pomiarów

• Analizatory 1-fazowe, przeznaczone do pomiarów w 1-fazowych sieciach elektrycznych, stosowane w mniejszych instalacjach, np. domowych czy w małych firmach. 
• Analizatory 3-fazowe, przeznaczone do pomiarów w 3-fazowych sieciach elektrycznych i stosowane w większych instalacjach przemysłowych, komercyjnych i w sieciach dystrybucyjnych

Ze względu na funkcjonalność

• Podstawowe analizatory energii, mierzące najważniejsze parametry, takie jak napięcie, prąd, moc i współczynnik mocy. Oferują podstawową funkcjonalność, często wystarczającą do mniej zaawansowanych zastosowań. Są odpowiednikiem klasy B według normy PN-EN 61000-4-30.
• Zaawansowane analizatory jakości energii, oferujące szeroki zakres funkcji, w tym pomiar harmonicznych, rejestrowanie zdarzeń typu „flicker”, analizę przepięć i spadków napięcia. Często modele te mają rozbudowane funkcje rejestrowania i analizy danych, przez co są odpowiednikiem klasy S i A według normy PN-EN 61000-4-30.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Pomiar i test

W pogoni za wartością pomiarową, czyli jak analizatory kolorymetryczne pomagają kontrolować procesy technologiczne

Aktualne uwarunkowania prawne i wyraźnie zaostrzające się wymagania dotyczące czystości wody oraz jakości oczyszczanych ścieków determinują rozwój technologii pomiarowych, które w sposób bezpośredni pozwalają monitorować ich parametry fizykochemiczne.

Firmy

Analizatory kolorymetryczne w branży wod-kan

Wraz z zaostrzającymi się normami dotyczącymi jakości wody i oczyszczanych ścieków, branża wod-kan poszukuje odpowiednich rozwiązań, które sprostają tym rosnącym wyzwaniom.

Ze względu na sposób instalacji

• Analizatory wbudowane w rozdzielnice, montowane w  nich bezpośrednio i służące do stałego monitorowania parametrów energii w określonym punkcie sieci.
• Analizatory panelowe, montowane na panelach sterowniczych i często wyposażane w wyświetlacze, które umożliwiają łatwe odczytywanie parametrów na miejscu.

Ze względu na zastosowanie

• Analizatory przemysłowe, zaprojektowane do pracy w trudnych warunkach i wytrzymujące większe obciążenia i zakłócenia elektromagnetyczne.
• Analizatory komercyjne, przeznaczone do zastosowań w budynkach komercyjnych, biurach czy choćby centrach handlowych. Skupiają się na monitorowaniu efektywności energetycznej i kosztach zużycia energii.

Czym kierować się przy doborze analizatora energii elektrycznej?

Dobór odpowiedniego analizatora energii elektrycznej zależy od kilku kluczowych czynników, które należy uwzględnić, aby zapewnić efektywne i właściwe monitorowanie jakości energii. Wymaga to więc dokładnej analizy zarówno potrzeb, jak i specyfikacji technicznych samych urządzeń.

Istnieje kilka najważniejszych aspektów, które należy wziąć w tym procesie pod uwagę. Najbardziej oczywistym z nich jest rodzaj instalacji elektrycznej (1-fazowa lub 3-fazowa). Analizator musi być kompatybilny z typem instalacji, w której będzie używany i właściwie do niej dopasowany. Oznacza to, że w przypadku instalacji trójfazowych powinno się sięgnąć po bardziej zaawansowane urządzenie.

Kolejną podstawową kwestią przy doborze analizatora jakości energii elektrycznej jest lista parametrów elektrycznych, jakie urządzenie może mierzyć (napięcie, prąd, moc, harmoniczne, współczynnik mocy, częstotliwość, itd.) oraz zakres pomiarowy. Chodzi o to, żeby analizator miał odpowiedni zakres pomiarowy dla napięcia i prądu występującego w instalacji, na której będzie pracować.

Należy też zastanowić się nad typem analizy i określić, czy potrzebne jest jedynie podstawowe monitorowanie (np. napięcia, prądu), czy też bardziej zaawansowana analiza jakości energii (harmonicznych, przepięć itp.). Jednocześnie należy zdecydować, czy analizator będzie używany do ciągłego monitorowania jakości energii (czyli może być stacjonarny), czy tylko do audytów okresowych (przenośny analizator).

Zgodność z normami i standardami to kolejne kryterium doboru analizatora jakości energii elektrycznej. Pomijając to, że analizator powinien spełniać wszelkie lokalne wymogi prawne i regulacyjne, które dotyczą monitorowania jakości energii, należy się upewnić, że urządzenie jest zgodne z normami jakości energii elektrycznej, takimi jak EN 50160 czy IEC 61000-4-30. Podobnie jest zresztą z odpornością na trudne warunki środowiskowe (kurz, wilgoć, temperatura, wibracje) – analizator powinien mieć stosowne certyfikaty bezpieczeństwa (np. właściwy poziom IP).

Ważnym kryterium doboru analizatora są odpowiednie interfejsy komunikacyjne (Ethernet, Wi-Fi, Modbus, itp.) do przesyłania danych i integracji z systemami zarządzania energią, a także pojemność jego pamięci (ile danych analizator może przechowywać i jak długo może rejestrować dane bez przerwy) oraz funkcjonalność oprogramowania do analizy danych, które jest dostarczane z analizatorem. To wszystko powinno być wsparte intuicyjnym interfejsem użytkownika, co ułatwia konfigurację i obsługę urządzenia.

Oczywistym punktem, który wpływa na dobór analizatora energii elektrycznej, jest budżet, jakim dysponuje podmiot szukujący odpowiedniego sprzętu. Analizatory mogą znacznie różnić się ceną w zależności od funkcji i zakresu pomiarowego.

Po ustaleniu budżetu powinno się więc znaleźć analizator, który oferuje najlepszy stosunek jakości do ceny, biorąc pod uwagę także koszty jego eksploatacji (konserwacja, aktualizacje oprogramowania).

Na koniec nie można nie wspomnieć o kwestii wsparcia technicznego i serwisu, jaki zapewnia producent bądź dystrybutor, i ich dostępności. Im więcej autoryzowanych punktów serwisowych na terenie kraju, w których nabyty analizator może zostać skutecznie naprawiony bądź przejść przegląd, tym lepiej.

Obserwując przykłady z rynku, dość łatwo można zauważyć pewne stałe i regularne tendencje w zakresie doboru analizatora przez ich określonych użytkowników. Można tu wręcz wskazać na trzy główne grupy.

Pierwszą są duże zakłady przemysłowe – te sięgają po stacjonarne, 3-fazowe analizatory z zaawansowaną analizą harmonicznych i zdarzeń przejściowych, odporne na trudne warunki środowiskowe.

Drugą stanowią biura i centra handlowe – tacy użytkownicy wybierają z reguły stacjonarne analizatory z podstawowymi funkcjami monitorowania i możliwością integracji z systemami zarządzania energią.

Natomiast na potrzeby audytu energetycznego, wyspecjalizowani fachowcy sięgają po mobilne analizatory z funkcją rejestracji danych, łatwe do przenoszenia i instalacji w różnych punktach sieci.