ANALYST 3Q
Power Quality ist ein Maß für die Kontinuität der Energieversorgung und für die Spannungsqualität im öffentlichen Versorgungsnetz. Da aufgrund
steigender Verbraucherzahlen die Spannungsgüte zunehmend zum Kriterium wird, hat LEM mit dem ANALYST 3Q ein professionelles, einfach zu handhabendes Power Quality Messgerät auf den Markt gebracht.
Autor: Oskar Melichar, LEM Instruments
Exponentiell steigende Verbraucherzahlen tragen ihres dazu bei, dass Netzrückwirkungen drastisch zunehmen. Damit sind Interaktionen von Störquellen und sensitiver Elektronik am Netz vorprogrammiert. Intermittierende Fehlfunktionen und die ineffiziente Nutzung elektrischer Energie (Einfluss der höheren Harmonischen) sind die Folgen, mit denen Energieanwender, Energieerzeuger und -verteiler konfrontiert werden. Nicht ohne Grund verlangt der Gesetzgeber vom Energielieferanten eine Versorgung der Bevölkerung mit kostengünstiger Elektrizität mit hoher Qualität. Um die Qualität des Produktes Elektrizität messen zu können bedarf es einer Definition der zu messenden Parameter: was ist zu messen und wo liegen die realistischen Grenzen. Hieraus entstand die EN 50160, die die “Merkmale der Spannung in öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen” auf Basis statistischer Bewertungen festlegt. Diese Norm bedingt immer komplexere Aufgaben für Gebäudemanagement, Elektrohandwerk aber auch für den Energielieferanten. So gilt es, die Störquellen möglichst rasch zu lokalisieren und entsprechende Abhilfemaßnahmen auszuarbeiten. Anlagenausfälle ? besonders in automatisierten Fertigungsstraßen ? können den Unternehmer teuer zu stehen kommen. Fehlersuche und deren Behebung muss mit minimalem Personal- und Zeitaufwand erfolgen. Dieser Leistungsdruck wird vom Anlagenbetreiber direkt an den dafür Verantwortlichen und von ihm wiederum an den Messgerätehersteller weitergegeben. Nicht nur die Energieanwender sondern auch die EVUs sind an einer schnellen Umsetzung normativer Regelungen sehr interessiert, um das Ansteigen der Störpegel in den Griff zu bekommen.
So entsteht automatisch ein großer Bedarf an einfach zu handhabenden Power Quality Messgeräten, die sehr schnell eine Gut-Schlecht-Aussage treffen können und die bei Lokalisierung der Störquelle unterstützen. LEM hat diesen Trend frühzeitig erkannt und ANALYST 3Q perfekt auf dieses weite Aufgabenfeld zugeschnitten.
Was liefert Aufschluss über die Power Quality?
Folgende Faktoren haben Einfluss auf den Verträglichkeitspegel in Niederspannungsnetzen: Oberschwingungen und Zwischenharmonische werden über den THD (Total Harmonic Distortion ? Gesamtanteil an Oberschwingungen) und Spannungsschwankungen unter anderem über den Flicker quantifiziert. Grenzwerte für schnelle und langsame Spannungsschwankungen und Unsymmetrie im Dreiphasennetz liefern objektive Aussagen über die Power Quality. Auch die Toleranzen der Netzfrequenz sind genau definiert, in Europäischen Verbundnetzen gibt es aber kaum Abweichungen. Die EN 50160 verlangt über diese Parameter statistische Aussagen, meist über 95 Prozent der “10-Minuten-Werte”, die über eine Woche zu beobachten sind. Präzise Angaben zu Ereignissen (Einbrüche, Überhöhungen, Unterbrechungen) mit Pegel, Dauer und Zeitpunkt geben wertvolle Hinweise zur Störungsbehebung. All diese Werte muss ein praxisorientierter Power Quality Analyser umgehend erfassen und auswerten können.
Die Ursachen von Spannungsunterbrechungen sind meist Gewitter, Schutzabschaltungen, Überlastungen oder Kurzschlüsse im Netz. Spannungsüberhöhungen können ebenfalls durch Gewitter, das Abschalten großer Lasten oder Schaltvorgänge im Netz begründet sein. Sie sind deshalb gefährlich, weil sie elektrische Einrichtungen, Netzteile und auch Überspannungsableiter zerstören können. Spannungseinbrüche werden durch Zuschalten großer Lasten oder durch Erdschlüsse verursacht, können Datenverluste in EDV-Anlagen und PC-Abstürze bewirken. Sehr kurzzeitige Spannungsschwankungen (Flicker) rühren oft von Schmelzöfen, Schweißmaschinen, Thyristorsteuerungen her. Sichtbare Folgen sind Helligkeitsschwankungen, Schwebungen im Netz. Oberschwingungen, verursacht durch Schaltnetzteile, Antriebe und nichtlineare Lasten bewirken die mögliche Überhitzung von Motoren, Transformatoren, Kondensatoren, Drosseln, Laufunruhe von Motoren, Fehlauslösungen von Schutzschaltern, Unsymmetrie im Dreiphasennetz und einen schlechten Wirkungsgrad.
Anwendungsgebiete des Power Quality Analysers
Eine schlechte Netzqualität kann große wirtschaftliche Schäden nach sich ziehen. Zu den bereits oben genannten Gründen sind noch folgende hinzuzufügen: Helligkeitsschwankungen mit der Folge physiologischer Auswirkungen wie Augen- und Kopfschmerzen. Die reduzierte Lebensdauer elektrischer Betriebsmittel und Leuchtmittel darf ebenfalls nicht vernachlässigt werden. Nicht zuletzt wird wertvolle Energie ineffizient eingesetzt. Die Sicherheit elektrischer Schutzmaßnahmen wird in Frage gestellt. Allein diese Argumente rechtfertigen den Einsatz eines PQ-Analysers im Sinne einer präventiven Wartung, um mögliche Ausfälle von vornherein auszuschließen: die betriebsbegleitende Netzqualitätsanalyse. Gab es bereits Netzprobleme, hilft ein “intelligenter” PQ-Analyser bei der Lokalisierung der Störquelle.
Messfunktionen des ANALYST 3Q
Der robuste dreiphasige Analysator kombiniert die Funktionen verschiedener Messgeräte in einem portablen Instrument: Leistungsmesser, Oszilloskop und Datenlogger. Dabei wurde besonders Wert gelegt auf die einfache Bedienung des Gerätes. Der ANALYST 3Q unterstützt den Anwender bei Erfüllung unterschiedlichster Messaufgaben durch die übersichtliche Darstellung von Kurvenformen, Pegel-Zeit-Diagrammen, Vektordiagrammen für Unsymmetrie und bei der Harmonischenanalyse. Ebenfalls berücksichtigt wurde die EN50160 zur statistischen Sofortanalyse. Die wichtigsten elektrischen Parameter einschließlich Flicker und Leistung sind auf der digitale Momentanwertanzeige rasch ablesbar.
Der PQ-Analyser ANALYST 3Q wird für Langzeitmessungen über einen Netzadapter versorgt, kann aber auch bis zu 24 Stunden autark aus dem eingebauten NiMH-Akku versorgt werden. Spannungen werden ein- oder dreiphasig in Stern- oder Dreieckkonfiguration gemessen. Ein- oder dreiphasige Ströme können wahlweise mit einer LEM~flex für Ströme von 15 bis 1.500 A oder mit Stromzangen mit einem 0,5 V Ausgang erfasst werden. Eine Anpassung an Sonderzubehör ist durch Eingabe eines Wandlerfaktors einfach möglich.
Das Messgerät ist mit Flash-Technologie ausgerüstet: Die jeweils aktuelle Geräte-Software ist im Internet verfügbar und kann vom Anwender direkt in den ANALYST 3Q übertragen werden. Damit ist der Anwender immer auf dem neuesten Stand, falls sich Normen ändern oder neue Messfunktionen verfügbar sind.
Das wichtigste Einsatzgebiet für den ANALYST 3Q ist die Störungsbehebung. Es wird sofort eine Aussage über die aktuelle Power Quality am Grafikdisplay angezeigt. Natürlich sind auch Langzeitauswertungen mit Datenaufzeichnung und Auswertung am PC möglich.
Langzeit-Messungen und Datenauswertung
Die aktuellen Bildschirminhalte können in Form von Screen-Shots im internen Speicher für spätere Auswertung direkt am Gerätebildschirm oder am PC abgelegt werden. 50 Speicherplätze stehen zur Verfügung. Das Messgerät zeichnet im Recorder-Betrieb die Parameter Spannung, Strom, Frequenz, Leistung und Flicker mit bis zu 240 Intervallen auf, wobei die Intervalldauer im Bereich von 1 bis 20.000 s
in sehr weiten Grenzen einstellbar ist. In der Funktion PQ sind sogar 9600 Intervalle möglich, dadurch sind bei 10 Minuten-Intervallen auch Power Quality Beurteilungen nach EN50160 möglich.
Für die Auswertung wird die PC-Software WinA3Q kostenlos mitgeliefert.
Die Software verfügt über die folgenden grundlegenden Funktionen:
? Auslesen gespeicherter Bild-schirminhalte und Messdatenrei- hen aus dem Messgerät;
? Diagramme können direkt über die Windows Zwischenablage an andere Applikationen übergeben werden (Protokollgenerierung, Archivierung, Beweisführung in Streitfällen);
? Messdatenreihen können in das international weit verbreitete PQDIF-Format exportiert wer- den. Grafische Auswertungen sind dann mit jedem PQDIF- Browser möglich, z.B. TOP 2000 (ist als Freeware erhältlich).
TOP 2000 erlaubt die Erstellung von Diagrammen, Tabellen; auch mathematische Verknüpfungen zwischen verschiedenen Parametern sind möglich, der individuellen Gestaltung der Grafiken sind kaum Grenzen gesetzt.
LEM Norma
Tel. (02236) 691-52
lna@lem.com
http://www.lem.com
