METREL MI 2092 VOOR HARMONISCHE ANALYSE VAN DRIEFASIGE VOEDINGSSYSTEMEN Dit vermogensanalysetoestel is een draagbaar multifunctioneel apparaat voor het meten en analyseren van driefasige voedingssystemen. Voornaamste kenmerken • Eenvoudige monitoring, registratie en analyse in werkelijke tijd van driefasige voedingssystemen.
VEILIGHEIDSTIPS ALGEMEENHEDEN Om de veiligheid van de gebruiker te verzekeren en het risico voor schade aan het toestel te beperken, dient men de volgende raadgevingen in acht te nemen: ☞ ☞ ☞ ☞ ☞ Het toestel werd ontworpen met het oog op de optimale veiligheid van de gebruiker. Gebruikt men het niet zoals beschreven in de handleiding, dan stijgt het risico voor lichamelijk letsel. Gebruik het toestel niet wanneer het toestel en/of zijn toebehoren zichtbare schade vertonen.
DEEL I ALGEMENE INFORMATIE 1. INLEIDING Deze handleiding verschaft informatie over de verbinding, werking, programmering, gegevensanalyse evenals over het onderhoud van het toestel (zie fig. 2.1.1). De handleiding is opgedeeld in vijf delen, waarvan elk deel een specifiek aspect van de werking van het toestel behandelt, met name: I II III IV V 2. Algemene informatie Interne werking Werking van het toestel Verbinding met de netspanning Software BESCHRIJVING 2.1.
(1) Functieschakelaar voor keuze uit de zeven volgende menu’s: - OFF: uitgeschakeld - CONFIG: configuratiemenu van het toestel - RECORD: registreermenu - ENERGY: energiemeting - SPECTRUM: menu voor hamonische analyse - METER: basismetingen van vermogen, stroom en spanning - SCOPE: uitlezing en controle van golfvormen (2) (3) (4) LCD: uitleesscherm met LED-verlichting, 160x116 pixels ESC: om een willekeurige procedure te verlaten ENTER: voor bevestiging van een nieuwe programmatie, voor het starten van
(1) Nylon draagriem om het toestel rond de hals te hangen tijdens het meten (2) Plastieken plaatje (om de nylon draagriem aan het toestel vast te maken). Onder dit plaatje is een schroef bevestigd die men moet verwijderen om het toestel te openen voor reparatie of ijking.
3. SPECIFICATIES Onderstaande technische specificaties duiden de normen of limieten aan waarvoor het toestel ontworpen en getest werd. 3.1. INGANGEN 3.1.1. AC spanning Het toestel is voorzien van een driefasige AC spanningsingang (3 differentiële ingangen, L1-N1, L2-N2, L3-N3). De spanning kan rechtstreeks aangesloten worden. Er zijn geen interne zekeringen in de spanningsingangen voorzien. CAT III 600V, 300V t.o.v. de aarde Ingangsbereik: 10 – 550V rms (0.
Omgevingstemperatuur: 20°C ± 3°C Vochtigheid: 60% ± 15% 3.2. UITGANGEN 3.2.1. Communicatie RS232 interface voor PC-verbinding, volledig optisch geïsoleerd. Overbrengingsnelheid van 2400 tot 57.600 baud. Connector type D met 9 pinnen. Geleverd met communicatiekabel. 3.2.2. Uitleesscherm LCD scherm met LED-verlichting, resolutie 160x116 punten. 3.3. VOEDING 3.3.1. AC voeding Werkingsbereik: 230V AC + 10% - 20%, overspanningscategorie III, 45 – 65Hz, 8 VA 3.3.2.
3.7. ALGEMENE SPECIFICATIES Bedrijfstemperatuur: van - 10°C tot + 45°C Opslagtemperatuur: van –20°C tot +70°C Maximale vochtigheid: 85% RH (0-40°C) Vervuilingsindex: 2 Beveiligingsclassificatie: dubbele isolering Overspanningscategorie: spanningsingangen: CAT III 600V, 300V t.o.v. de aarde – AC voeding: CAT III 300V Beveiligingsindex: IP 44 Afmetingen: 265 x 110 x 18.5mm³ Gewicht (zonder toebehoren): 2kg 3.8. ONDERHOUD 3.8.1. Batterijen ☛ Het toestel bevat oplaadbare NiCd of NiMh batterijen.
3.8.4. Herstelling Voor herstellingen onder waarborg, gelieve uw verdeler te contacteren. Voor België: C.C.I. n.v. Louiza-Marialei 8, b. 5 B-2018 ANTWERPEN (België) Tel.: 03/232.78.64 Fax: 03/231.98.24 E-mail: cciind@village.uunet.be Voor Frankrijk: TURBOTRONIC s.a.r.l. Z.I. de Villemilan 21, avenue Ampère – B.P.69 F-91323 WISSOUS CEDEX (France) Tel.: 01.60.11.42.12 Fax: 01.60.11.17.78 Voor Nederland: TURBOTRONIC b.v. Hazeldonk 1405A NL-4836 LH BREDA (Nederland) Tel.: 076.596.45.09 Fax: 076.596.40.
DEEL II INTERNE WERKING 1. INLEIDING Dit deel bevat technische informatie betreffende de interne werking van het toestel, inclusief de beschrijving van de meetmethodes en registratieprincipes. 2. MEETMETHODES De meetmethodes zijn gebaseerd op de digitale aftasting van de ingangssignalen. Elke ingang (3 voor spanning en 3 voor stroom) wordt 128 x afgetast in elke ingangscyclus.
Schijnbaar vermogen van de fase VA 6 Reactief vermogen van de fase var 7 Vermogensfactor van de fase 8 Spanningscrestfactor van de fase 18 Stroomcrestfactor van de fase 19 Bijkomende berekening (via FFT transformatie) Fasehoek spanning-stroom 9 Fasespanning THD % 10 Fasestroom THD % 11 Fasespanning van de individuele harmonischen % 12 Fasestroom van de individuele harmonischen % 13 W 14 Totale waarden Totaal actief vermogen
Totaal reactief vermogen var 15 Totaal schijnbaar vermogen VA 16 Totale vermogenfactor 17 In een driefasig systeem met een normale driedraadsverbinding, zijn onderstaande waarden niet beschikbaar om weergegeven of geregistreerd te worden: - stroom van de neutrale geleider - fasehoek spanning/stroom - vermogensfactor per fase 3. REGISTRATIE VAN DE GEGEVENS 3.1. ALGEMEEN Gegevensregistratie is één van de voornaamste functies van het toestel.
3.2. STATISTISCHE ANALYSE Het ingangsbereik (van 0 tot volle schaal) voor elke waarde is onderverdeeld in 256 delen (100 voor PF en cosρ). De gemeten waarden worden overeenkomstig ingeschaald. Het resultaat is een statistische tabel, een Gauss functie, die geanalyseerd kan worden d.m.v. de software (zie deel V). De statistische analyse wordt enkel uitgevoerd op signalen die geselecteerd worden uit het submenu voor signalen. Statistisch analyse kan niet toegepast worden voor het meten van harmonischen. 3.
componenten negeren ingangscycli waarin de spanning lager is dan 0.02 x Un. Bovendien, als er een stroomonderbreking of een stroomopstart plaatsheeft tijdens een IP, of als de IP begint tijdens een stroomonderbreking, dan begint het toestel een nieuwe cyclus (zie registratie stroomonderbreking verderop). De volgende illustraties en tabellen beschrijven in detail de waarden die voor registratie gebruikt worden. De afkortingen worden hierna verduidelijkt.
Bij het meten van het vermogen en de vermogensfactor, kunnen de waarden voor elke individuele cyclus berekend worden ofwel het gemiddelde ervan over een periode (Power sub IP) die willekeurig kan geprogrammeerd worden van 1 tot 20 cycli (400ms/50Hz). Als het toestel een vermogen registreert, berekent en registreert het eveneens automatisch de energie van het geselecteerde vermogen in een IP.
De waarden gebruikt voor de berekening van het maximum- en minimumvermogen en vermogenfactors zijn de gemiddelde waarden berekend op “power sub IP” waarden (zie fig. hierna). Registratie van de THD van spanning of stroom wordt automatisch geactiveerd als één of meerdere individuele harmonischen van spanning of stroom geselecteerd worden.
Totale minimum- & maximumwaarden (3 fases)
Waarden per fase (gemiddelde berekend op het einde van een IP)
Let wel: Bij stroomonderbrekingen worden de periodes “pn” (voor berekening van het vermogen) en “upn” (voor berekening van de spanning) als volgt gewijzigd: waarbij: ic = duur van de ingangscyclus pb = duur van de stroomonderbreking in de IP ic1 = aantal cycli met Ux < 0.
Let wel: Bij een stroomonderbreking, wordt de periode ‘pn’ (voor de berekening van het vermogen) als volgt gewijzigd: waarbij: ic = duur van de ingangscyclus pb = duur van de stroomonderbreking binnen de IP 3.4. REGISTRATIE VAN SPANNINGSAFWIJKINGEN Spanningsafwijkingen treden op wanneer de spanning de geprogrammeerde limieten overschrijdt. De rms spanningen van elke halve ingangscyclus worden gebruikt als vergelijking.
geprogrammeerd als een percentage van de nominale spanning. In veranderlijke tolerantie-modus wordt de nominale spanning berekend en deze is de gemiddelde spanning tijdens de vorige integratieperiode van de afwijking (instelbaar van 1 tot 900 seconden). De nieuwe nominale referentiespanning kan oplopen tot ± 30% van de geprogrammeerde nominale spanning.
overschrijven wanneer het geheugen verzadigd is zodat de recentste gegevens steeds zullen bewaard worden, ongeacht het aantal geregistreerde gegevens. De oudste gegevens kunnen bijgevolg verloren gaan. (FI-FO) De datalogging-capaciteit in lineaire modus hangt af van het aantal kanalen dat voor de registratie geselecteerd werd, het type van geregistreerde gegevens, de integratieperiode (IP) en het aantal gedetecteerde spanningsafwijkingen.
Dus: over een week (604.800 seconden), kan het toestel om de 30 seconden een registratie opslaan (met een IP interval van 30 sec.). 604.800 seconden /24.771 = 24,4 sec. Geprogrammeerde IP = 30 sec. Bij het controleren van de 12 bovenstaande parameters met een IP van 30 sec. , verkrijgt men 20160 opgeslagen waarden per week. Het nog beschikbare geheugen wordt als volgt berekend: Vrij geheugen = geheugencapaciteit – gebruikt geheugen 2032* 1024 – 20.160* 84 bytes 387.
Het programmeren van een IP van 2 minuten levert 5040 opgeslagen waarden op per week. Het vrije geheugen is dan als volgt: Vrij geheugen = geheugencapaciteit – gebruikt geheugen (2032 – 12) * 1024 – 5040* 324 435.520 bytes Dit maakt registratie mogelijk gedurende nog eens 44 uren (zonder spanningsafwijkingen) ofwel registratie van 2655 spanningsafwijkingen.
DEEL III WERKING VAN HET TOESTEL 1. ALGEMEEN In dit deel wordt de werkings- en programmeringsprocedure beschreven. Het frontpaneel bestaat uit een LCD scherm, negen toetsen en een draaischakelaar voor acht functies. De gemeten gegevens en de actuele status worden op het scherm weergegeven.
gedurende deze periode in het permanente geheugen bewaard. Als het toestel uitgeschakeld wordt terwijl het geprogrammeerd is om te registreren, wordt dit beschouwd als een stroomonderbreking en worden datum en uur van deze uitschakeling bewaard. Dit geldt eveneens indien het toestel voeding verliest tijdens het registreren (zie afdeling II. 3.5). Als het toestel ingesteld is om te registreren, dan wordt dit op het scherm weergegeven, ongeacht de positie van de draaischakelaar: Rec.On: Rec.
en stoppen van datalogging) worden beveiligd door een paswoord. Als men geen paswoord ingeeft, kan men enkel de verschillende programmeerbare parameters en functies bekijken. In alle configuratie-submenu’s volstaat het op een willekeurige edit-toets te drukken (↑ ↑, ↓, ←, →, SELECT) om de procedure voor het paswoord te activeren. Het paswoord moet ingegeven worden alvorens het submenu SYSTEM geselecteerd wordt. Het paswoord wordt automatisch 5 minuten na de laatste bewerking gewist. 2.2.
Main IP: Power sub IP: Nominale voltage: Up/Down limits: Buffer mode: Selected channels: Selected harmonic: Voltage multiplier (K): Current range: Connection: Sync. frequency: Sync. input: Serial port rate: 2.3. 1 min 1 230V 10% roll-over none none 1 1000A 4w 50Hz AUTO 57600 RECORDER (Data Logging) submenu Met dit submenu kan men de parameters voor datalogging programmeren evenals de START/STOP condities registreren.
Gebruik de SELECT toets om te schakelen tussen de registratiemodi OFF, FIXED Window of VARIABLE Window. In de FIXED window-modus, worden het venster alsmede de bovenste en onderste limieten geprogrammeerd om en bij de nominale spanning en deze blijven behouden tijdens de registratieprocedure. In de VARIABLE window-modus, worden het venster evenals de bovenste en onderste limieten geprogrammeerd om en bij een berekende gemiddelde spanning.
analyse. Druk op ENTER om de nieuwe instellingen te bevestigen, of op ESC om ze ongedaan te maken. Het starten of stoppen van de datalogging gebeurt vanaf het menu RECORD. OPMERKING: voor een gedetailleerde beschrijving van recorderparameters, zie punt 3. 2.4. Submenu’s SIGNALS en HARMONICS Met deze menu’s kan men signalen en harmonischen selecteren, evenals berekende parameters voor opslag tijdens de datalogging (registratie).
2.5. Submenu METER Met dit menu kan men verschillende ingangsparameters programmeren. Deze parameters worden gebruikt voor het berekenen van de true-rmswaarden van alle gemeten en berekende grootheden voor het inschalen van de ingangssignalen en voor synchronisatie. Gebruik de toetsen UP en DOWN om de gewenste parameter te kiezen. Uinp.K(*): schaalfactor voor spanningsingangen.
Met deze functie wordt de huidige datalogging (registratie)-status aangeduid en kunnen de voornaamste parameters voor datalogging ingesteld worden. De registratie kan gestart of gestopt worden vanaf dit scherm. Voor STARTEN of STOPPEN: Druk op ENTER. Het scherm om het paswoord in te geven wordt geopend. Toets het paswoord in. Nadat men dit bevestigd heeft, op ENTER drukken om de datalogging te starten of te stoppen (afhankelijk van de huidige status).
statist.: statistische analyse geactiveerd (ON) of niet geactiveerd (OFF). anomal.: het aantal gedetecteerde en opgeslagen spanningsafwijkingen. Als het toestel bezig is met spanningsafwijkingen op te sporen, duidt een knipperend pijltje het aantal afwijkingen aan. Voor periodische analyse, zijn er vier andere informatiebronnen: periods: aantal geregistreerde periodes vanaf het begin van de datalogging int.pr.: huidige integratieperiode (IP) in seconden max.
reactieve positieve inductieve energie actieve negatieve energie reactieve negatieve capacitieve energie reactieve negatieve inductieve energie 5. Eqi+ en kvar Ep+ en kWh Eqc+ en kvar Eqi+ en kvar SPECTRUM (harmonische analyse) Met deze functie kan men de resultaten van de FFT berekeningen (Fast Fourier Transformation), weergeven, zowel in waarden als grafisch. De grafieken worden automatisch ingeschaald om een maximale resolutie te verzekeren.
inductief) Systeemfrequentie Stroom in de neutrale geleider, rms waarde Opmerking: In driefasige systemen met driedraadsverbinding geeft het toestel geen waarden aan voor de derde fase. De centrale lijn (TOTALS) kan dan twee bijkomende berichten weergeven: seq? als het driefasige systeem niet in de juiste fasevolgorde aangesloten is (L1-L2-L3). pow? als het actieve vermogen in één of meerdere fasen negatief is.
Gebruik de SELECT toets te kiezen tussen de opties voor signaalweergave (L1, L2, L3, U, 3I, L1…). Voor weergave van bijkomende informatie de ENTER-toets gebruiken. Om spanningsgolfvormen in te schalen: de pijltjes LEFT of RIGHT gebruiken. Om stroomgolfvormen in te schalen: de pijltjes UP of DOWN gebruiken. 8.
DEEL IV VERBINDING MET VOEDINGSSYSTEMEN !!! Waarschuwing !!! Dit toestel wordt op gevaarlijke spanningen aangesloten Het toestel kan op drie manieren verbonden worden met een driefasig systeem ❐ 3-fasig 4-draadssysteem ❐ 3-fasig 3-draadssysteem ❐ Aaron (2 wattmeters) 3-draadsverbinding L1, L2, L3, N; I1, I2, I3 L12, L23, L31; I1, I2, I3 L12, L32, I1, I2 Het bedradingsschema wordt bepaald in het onderstaande METER configuratiemenu.
WAARSCHUWING Verbinding met stroomtransformatoren De secundaire kant van een stroomtransformator mag GEEN open kring hebben als hij op een kring onder spanning is aangesloten Een secundaire met open kring kan een gevaarlijke hoge spanning aan de aansluitklemmen teweegbrengen
DEEL V PC software Deze vermogensmeter wordt geleverd met een krachtige software onder Windows en kan gebruikt worden voor volgende doeleinden: ❐ ❐ ❐ ❐ ❐ aanpassing aan de wensen van de gebruiker programmeren van parameters overbrengen van geregistreerde gegevens bijkomende analyse van de geregistreerde gegevens on-line registratie en analyse van stroom-, spannings- en vermogenssignalen De software biedt eveneens de nodige middelen om meetgegevens e.d. te integreren in verscheidene rapporten.
Het is zeer eenvoudig om de registratieprocedure op te starten en terug te bekijken, inclusief de huidige status, het aantal opgeslagen gegevens, de instellingen, de kanalen geselecteerd voor data logging, de harmonischen enz.… Om een willekeurige waarde te veranderen, dubbelklikken op de muis ter hoogte van de waarde in kwestie en een nieuwe waarde invoeren. Klik op de “Send” knop om de instellingen te vernieuwen in het toestel”.
Spanningsafwijkingen of spanningsonderbrekingen kunnen zowel numeriek als grafisch weergegeven worden.
De “Direct Link” maakt on-line registratie mogelijk met waarden in werkelijke tijd van spannings- en stroomingangen. Complexe berekeningen kunnen gemaakt worden en oscillogrammen van ingangssignalen kunnen bewaard worden of geëxporteerd naar een ASCII-bestand of een tijdelijk geheugen (clipboard) voor latere analyse.
