Системы мониторинга параметров качества электроэнергии

Программно-аппаратный комплекс PQSecure

Компания-производитель: Unipower AB, Швеция


Общая информация

Название PQSecure является общим для системы мониторинга параметров качества электроэнергии и программного обеспечения, которое служит для анализа измеренных данных внутри системы мониторинга. Все настройки и результаты измерений хранятся в базе данных на основе Microsoft SQL. Также существует версия Light (упрощенная) программного комплекса PQSecure, и служит в первую очередь, для работы с портативными (переносными) измерителями. Программное обеспечение PQSecure Light не поддерживает связь с базой данных, но позволяет сохранять, просматривать и анализировать файлы данных (в специальном формате) с результатами измерений также, как и с помощью базовой программы PQSecure.

  1. Первое знакомство
    Рабочая область экрана при запуске програмы PQSecure разделена на две области: область системного меню и область системного менеджера.
    Область системного меню предлагает пользователю следующие функции:
    1. Загрузка файла данных с результатами измерений
    2. Загрузка/сохранение файла рабочего стола. Этот файл содержит основные настройки базы данных, папок, файлов, ярлыков и т.д. Файл рабочего стола можно считать файлом профиля пользователя.
    3. Выбор языка интерфейса пользователя, включая русский язык.
    4. Установка параметров оповещений. Пользователь может задать параметры электронной почты для получения предупреждений о событиях в системе, а также задать параметры звукового оповещения.
  2. Описание области системного менеджера
    Область системного менеджра является одной из самых важных в программе. Здесь пользователь может произвести настройку всех параметров измерительной системы и провести анализ полученных данных. Область системного менеджера разделена на две части. В левой части находится древовидная структура параметров системы, а в правой части выводится детальная информация по выбранному элементу из левой части области. На рисунке ниже представлены самые важные элементы системного менеджера
    1. База данных - этот элемент указывает на то, к какой базе данных (БД) выполнено подключение в данный момент. Программный комплекс PQSecure позволяет одновременно подключаться к любому количеству баз данных, но рекомендуется использовать одну БД на одну измерительную систему.
    2. Измерители - этот раздел содержит все измерители-регистраторы, к которым у текущего пользователя есть право доступа. При выборе названия измерителя, в правой части области отобразится информация о выбранном измерителе. Меню также дает доступ к инструментам анализа по выбранному измерителю: графический анализ, отчеты и список событий. В данном меню есть возможность добавлять/удалять измерители из системы, изменять их параметры (при наличии соответствующих прав).
    3. Группы - этот раздел содержит все группы измерителей, созданные пользователем. Группы позволяют объединить несколько измерителей-регистраторов в логические структуры. Измерители в группе в правой части области отображаются либо в виде списка, либо в виде графических иконок, размещенных поверх фонового изображения (карты, плана, электрической схемы и т.д.). В данном меню есть возможность добавлять/удалять группы измерители из системы (при наличии соответствующих прав).
    4. Расписания - этот раздел содержит все расписания по выгрузке данных измерений с удаленных измерителей-регистраторов. В данном меню есть возможность добавлять/удалять расписания из системы (при наличии соответствующих прав).
    5. PQ-порты - этот раздел содержит все PQ-порты в системе. PQ-порт это список настроек для организации канала связи с удаленным измерителем-регистратором. PQ-порты используются для выгрузки данных с измерителей (расписания выгрузок задаются выше). В данном меню есть возможность добавлять/удалять PQ-порты из системы (при наличии соответствующих прав).
    6. Пользователи - этот раздел содержит всех пользователей в системе. В данном меню есть возможность добавлять/редактировать/удалять профили пользователей в системе (при наличии соответствующих прав).
    7. Периодические отчеты - этот раздел позволяет задавать параметры периодических отчетов (сами отчеты составляются внешней программой-генератором, расположенной на сервере). Например, пользователь может задать составление отчетов каждую неделю или месяц с отправкой по E-mail одному или нескольким адресатам.
    8. Пределы - этот раздел позволяет задавать предельные значения для измеряемых величин. Пределы можно объединять в группы и применять их к выбранным измерителям или группам измерителей.
    9. Оповещения - этот раздел содержит все оповещения для измерителей. В данном меню есть возможность добавлять/редактировать/удалять оповещения из системы (при наличии соответствующих прав).
    10. Мои файлы данных - в этом разделе пользователь может размещать ссылки на файлы данных с результатами измерений в формате (UPM). Структура раздела может содержать подпапки для удобства хранения информации. Меню позволяет применить к выбранному файлу данных инструменты анализа: графический анализ, отчеты и список событий. В данном меню есть возможность добавлять/редактировать/удалять файлы данных из системы (при наличии соответствующих прав).
    11. Мои лицензии - в этом разделе хранятся все программные лицензии. Содержимое файла лицензии автоматически считывается в память ПК при загрузке программы PQSecure. Меню позволяет добавлять новые виды лицензии (дополнительные функции) путем указания ключа/файла лицензии. Ключи/файлы лицензии поставляются производитилем или нашей компанией, как официальным представителем компании Unipower AB.
    12. Основной раздел - в данный раздел возможно добавление новых баз данных (БД).
    13. Панель инструментов - панель инструментов для вызова функции: печати, предварительного просмотра, настроек печати, представления данных в виде списка/иконок, обновления экрана, вывода глобальных событий системы (все события по всем измерителям), отображения списка событий/оценки событий/графического анализа/отчета для выбранного измерителя (измерителей).
  3. Формирование протоколов измерений по требованию
    Система PQSecure оснащена генератором протоколов измерений. Такие протоколы измерений как правило включают в себя измеренные значения в сравнении с принятыми нормами по выбраннному стандарту оценки качества параметров электроэнергии, например ГОСТ Р 53333-2008 (нормы по ГОСТ Р 54149-2010), EN50160 и т.д. Вызов функции осуществляется из меню выбранного измерителя, зарегистрированного в системе PQSecure.
    1. Список содержит измерители, на основе данных которых будет составлен отчет.
    2. Список доступных в системе протоколов/отчетов.
    3. Краткое описание выбранного протокола/отчета.
    4. Настройки протокола/отчета: формат, комментарии, предельные значения и т.д.
    5. Настройка временного интервала данных для составления отчета.
    6. Запуск формирования протокола/отчета
  4. Формирование периодических протоколов измерений
    Система PQSecure оснащена функцией создания периодических отчетов. Функция настраивается в окне системного менеджера. В представленном слева окне, пользователь может задать параметры (тип протокола, адресаты, периодичность и т.д.) периодических отчетов, увидеть время формирования следующего протокола/отчета.
    Файлы периодических отчетов сохраняются в специальной папке на сервере, но у пользователя есть возможность настроить отправку сфомированных протоколов/отчетов по электронной почте одному или нескольким получателям. Пользователь может выбрать один или несколько измерителей, по которым будет сформирован протокол/отчет измерений, тип протокола; задать список E-mail адресов-получателей отчетов, тему электронного сообщения, начальную дату формирования отчета, периодичность: еженедельно, ежемесячно, ежеквартально, ежегодно.
  5. Список событий
    Система PQSecure ведет два списка событий - локальный и глобальный. Локальный список содержит события, соответствующие выбранным измерителям-регистраторам. Глобальный список содержит события, соответствующие всем измерителям, зарегистрированным в системе. Эти списки содержат информацию по всем событиям (отклонения от норм, дефекты, сигналы на цифровых входах, статус канала связи с измерителем и т.д.). Вся информация записывается с указанием времени регистрации, позволяя проводить одновременный и быстрый анализ данных нескольких измерителей сразу. Например, достаточно наглядно выявляется распространение какого-либо дефекта через сеть. Некоторые события (дефекты, события цифрового регистратора) сохраняются вместе с графиком, таким образом, есть возможность быстрого просмотра графика события из списка событий. События системы обновляются непрерывно, события с удаленных измерителей-регистраторов обновляются каждый раз при выгрузке данных в основную базу данных.
    Список событий содержит большой объем информации о зарегистрированных событиях (дата/время, название измерителя, тип события, значение события и т.д.). Некоторые события содержат графические данные. Также пользователь имеет возможность либо подтвердить, либо удалить событие из списка, а также просмотреть детальную информацию по выбранному событию.
  6. Оповещения и приоритеты
    Функция оповещения позволяет управлять оповещениями на определенное событие, зарегистрированное определенным измерителем. Функция оповещения является опциональным модулем системы. Так как оповещения задаются конкретным пользователем, то они "видны" только тому пользователю, кто их задает. Функция также позволяет изменять приоритет событий. Эта возможность может оказаться полезной, если какое-либо событие является наиболее важным для некоторого измерителя, по сравнению с другими измерителями.
    1. Список содержит измерители, по данным которых формируется оповещение.
    2. Список возможных типов событий, для которых возможна установка оповещения.
    3. Название оповещения.
    4. Приоритет события. Первоначально указывается по-умолчанию, но пользователь может указать свое значение (от 1 до 11)
    5. Тип оповещения: звуковое, визуальное, через E-mail сообщение.
    6. Список E-mail адресов-получателей оповещений (при выборе оповещения через E-mail).

Графический анализ

Программа PQSecure оснащена функцией графического анализа, оценки и документирования результатов измерений. Функция позволяет провести анализ нагрузки (потребления), качества напряжения в сети, гармонических компонент и т.д.

  1. Общие данные
    Графики данных, полученные в результате анализа, могут быть скопированы в документы известных форматов (MS Word, MS Excel и т.д.) для использования в отчетах и различной документации. Функция графического анализа предназначена для комфортного применения при анализе параметров качества электроэнергии, но также является очень гибким и мощным средством при анализе сложных графиков со многими параметрами.

    Графический анализ может применяться к данным, полученным как напрямую с удаленных измерителей-регистраторов, так и из файлов данных из раздела "Мои файлы данных" (см. выше). Таким образом, возможен одновременный/параллельный анализ данных, полученных с постоянно-установленных измерителей серии ПРИЗМА-22 и с переносных измерителей серии ПРИЗМА-10/11.

    1. Время - индикатор времени указывает на наличие данных в базе данных, а также на наличие маркированных данных (маркировка - flagging - в соответствии с МЭК 61000-4-30 - ГОСТ Р 51317.4.30-2008). Пользователь может выбрать любой временной интервал на шкале времени.
    2. Измеряемые параметры - подразделы для наглядной и простой оценки/анализа параметров качества электроэнергии. Сюда входят такие параметры, как: напряжение, ток, частота, мощность/энергия, доза фликера, коэфф. искажения гармоник, интергармоники, провалы/перенапряжения, переходные процессы, регистрация аварийных процессов, частые изменения напряжения. Раздел "Пользовательский" предназначен для оценки более сложных величин и зависимостей.
    3. Панель инструментов - функции для комфортной работы с графиками (масштабирование, измерения по графику, экспорт данных, обновление и т.д.).
    4. Окно анализа данных - основное окно для графического вывода значений выбранных параметров.
    5. Окно масштабирования - функция масштабирования выбранного временного интервала. Пользователь может перемещать окно масштабирования вдоль оси времени для последовательного просмотра графика данных в увеличенном масштабе.
    6. Настройки параметров - панель выбора параметров для изучения. Панель имеет разный вид в зависимости от выбранной измеряемой величины.
    7. Время и размещение - панель выбора временного интервала и измерителя-регистратора.
    8. Автоматическое разделение - функция автоматического разделения графиков по разным критериям на экране дисплея для удобного восприятия.
    9. Отобразить события - при включении, все события (дефекты, отклонения от норм) на графике будут обозначены вертикальными маркерами. При наведении курсором на такой маркер, на дисплей будет выведена вся информация о событии, а при выборе интересующего маркера, будет отображена и форма сигнала при наступившем событии. Пользователь также может добавлять/удалять типы событий из программы.
    10. Добавить/удалить измерители - функция добавления или удаления измерителя и его данных из графика. Функция может быть очень полезной при одновременном анализе данных измерителей из разных точек электрической сети.
    11. Обновление - функция обновления данных (из базы данных или файла данных). Всякий раз при добавлении/удалении параметров или изменении временных интервалов, необходимо обновление данных.
    12. Сброс - функция сброса получения данных. При получении данных от многих измерителей, особенно при неудовлетворительном состоянии канала связи или большой измерительной сети, возможны временные задержки. Если у пользователя нет желания ждать, он может сбросить процесс получения данных.
    13. Показать/скрыть маркированные данные - функция отображения маркированных данных (маркировка - flagging - в соответствии с МЭК 61000-4-30 - ГОСТ Р 51317.4.30-2008).
  2. Одновременный анализ данных с нескольких измерителей-регистраторов
    Одной из наиболее важных функций системы PQSecure является возможность одновременной графической обработки данных с нескольких измерителей-регистраторов. Пользователь может выбрать один или несколько измерителей, зарегистрированных в системе, для вывода графических данных, формирования отчета-протокола измерений или просмотра списка событий. На рисунке представлены графики по трем измерителям с выводом минимальных значений напряжения по всем трем фазам.
    На графике представлены те же данные, что и в предыдущем примере, но с общей Y-осью. Так как измерители-регистраторы работают в разных измерительных диапазонах, размерность вертикальной оси выбрана в %.
  3. Анализ электрической мощности
    Раздел "Мощность" предоставляет пользователю информацию о значениях активной, реактивной и полной мощности, а также информацию по значениям электрической энергии. Измеренные значения энергии (активная, реактивная, полная) за выбранный период выводятся в окне (область отмечена символом А). В виде графика также могут быть выведены коэффициент мощности (PF) и коэффициент смещения мощности (DPF).
  4. Анализ сигнальных гармоник (интергармоник)
    Раздел "Интергармоники" предоставляет пользователю информацию о частотных компонентах в сети, не связанных с основной гармоникой. Это т.н. промежуточные гармоники или интергармоники. Интергармоники полностью отделены от гармоник сигнала, которые получаются умножением на целое число значения основной частоты (например, 2 х 50 = 100 Гц, 3 х 50 = 150 Гц и т.д.). Частоты интергармоник всегда выбираются таким образом, чтобы оказаться между частотами гармоник сигнала. В системе PQSecure частоты интергармоник регистрируются в диапазоне от 100 Гц до 3 кГц
  5. Анализ провалов/временных перенапряжений
    Раздел "Провалы/временные перенапряжения" предоставляет пользователю информацию о зарегистрированных и записанных в БД событиях, связанных с провалами напряжения (Sags) и временными перенапряжениями (Swells) в сети. В отличие от других разделов, информация по провалам/перенапряжениям предоставляется пользователю в нескольких видах:

    График: зависимость величины провала/перенапряжения от времеми
    График выводит данные - величину искажения (провал напряжения или временное перенапряжение) в процентном отношении от номинального значения напряжения, в зависимости от времени.
    Пользователь может выбрать символ-цветную точку (обозначающий зарегистрированное событие) на графике, и просмотреть детальную информацию по событию. Цвет точек, обозначающих события, разный и зависит от фазы, в сигнале которой произошло событие.
    1. Sag/Swell No - уникальный идентификационный (ID) номер события, автоматически назначаемый системой PQSecure
    2. Time - дата и время, когда событие произошло
    3. Trig Phase - номер фазы, в сигнале которой произошло выбранное событие
    4. Duration - длительность события
    5. Depth - величина события, относительно номинального значения
    6. Uref - значение номинального напряжения (указывается заранее)
    7. Direction - направление распространения события (по сети вверх/вниз)
    8. Comment - комментарии пользователя к выбранному событию
    9. Confirmed - электронная подпись пользователя, подтвердившего событие
    10. View - просмотр графика сигнала события (RMS-значения)

    График: зависимость величины провала/перенапряжения от длительности события провала/перенапряжения
    График выводит данные - пиковое значение события (искажения), в зависимости от его длительности. Пиковое значение является разницой между максимальным или минимальным значением искаженного сигнала (события) и номинальным уровнем, выраженным в процентах.
    Такой метод представления событий является полезным при использовании специальных пределов-масок, задаваемых стандартами ITIC, CBEMA, SEMI F47. Более подробно с информацией по этим пределам можно ознакомиться в специализированной литературе. Но общая рекомендация такова: все события должны попадать в т.н. "конус", образованный предельными значениями масок, иначе существует риск выхода оборудования из строя из-за длительности событий-искажений. Пользователь также может выбрать символ-цветную точку (обозначающий зарегистрированное событие) на графике, и просмотреть детальную информацию по событию.

    График: RMS-значения событий
    График выводит ср.кв.-значения (RMS) каждого зарегистрированного события. Значения для графика сохраняются за каждый полупериод основной частоты. "Длина" загружаемого с измерителя графика данных по событию зависит от конкретных настроек измерителя-регистратора, и составляет 1.3/2.5 секунды. Ось-Y отображает величину напряжения, ось-X отображает длительность/время. В данном окне есть раздел "View sag/swell", в котором в помощью клавиш прокрутки можно выбрать интересующее событие по дате и времени. События выводятся для напряжений и токов.

    График: форма сигнала
    График выводит осциллограмму сигнала во время события
  6. Анализ переходных процессов
    Раздел "Переходные процессы" предоставляет пользователю информацию о зарегистрированных и записанных в БД событиях, связанных с переходными процессами (Transients) в сети. В отличие от других разделов, информация по провалам/перенапряжениям предоставляется пользователю в нескольких видах:

    График: зависимость величины переходного процесса от времеми
    График выводит данные - максимальная дельта сигнала при переходном процессе (максимальное отклонение от среднего значения сигнала во время события) в зависимости от момента времени, когда это событие произошло.
    Пользователь может выбрать символ-цветную точку (обозначающий зарегистрированное событие) на графике, и просмотреть детальную информацию по событию. Цвет точек, обозначающих события, разный и зависит от фазы, в сигнале которой произошло событие.
    1. Transient No - уникальный идентификационный (ID) номер события, автоматически назначаемый системой PQSecure
    2. Time - дата и время, когда событие произошло
    3. Trig Phase - номер фазы, в сигнале которой произошло выбранное событие
    4. Duration - длительность события
    5. Deviation - значение максимального отклонения сигнала от его среднего значения
    6. Uref - значение номинального напряжения (указывается заранее)
    7. Comment - комментарии пользователя к выбранному событию
    8. Confirmed - электронная подпись пользователя, подтвердившего событие
    9. View - просмотр графика сигнала события (RMS-значения)

    График: форма сигнала
    Каждый раз, когда система регистрирует событие переходного процесса, автоматически сохраняется 5 периодов - один до события и четыре - после события. Если событие регистрируется в одном из четырех каналов напряжения, данные сохраняются по всем 8 (восьми) каналам, т.е. сохраняются данные как по напряжению, так и по току. В данном окне есть раздел "View transient", в котором в помощью клавиш прокрутки можно выбрать интересующее событие по дате и времени. События выводятся для напряжений и токов.
    Для облегчения анализа переходных процессов, система позволяет выполнить вычитание основной гармоники сигнала. Таким образом, на экран выводится график самого переходного процесса.
  7. Цифровой регистратор аварийных процессов
    Опция "Цифровой регистратор аварийных процессов" должна быть установлена в измерителе-регистраторе ПРИЗМА-22. Пользователю предлагается два режима анализа аварийных сигналов:

    График: зависимость длительности аварийных процессов от времеми
    График выводит данные по цифровым аварийным сигналам в зависимости от их длительности и времени регистрации.
    Пользователь может выбрать символ-цветную точку (обозначающий зарегистрированное событие) на графике, и просмотреть детальную информацию по событию. Цвет точек, обозначающих события, разный и зависит от номера цифрового входа, на котором произошло событие.
    1. ID No - уникальный идентификационный (ID) номер события, автоматически назначаемый системой PQSecure
    2. Time - дата и время, когда событие произошло
    3. Dig. Trig Channel - номер цифрового канала, в котором зарегистрировано событие
    4. Duration - длительность события
    5. Comment - комментарии пользователя к выбранному событию
    6. Confirmed - электронная подпись пользователя, подтвердившего событие
    7. View - просмотр графика сигнала события (RMS-значения)

    График: сигналы регистратора аварийных процессов
    График выводит данные по состоянию контактов реле входных каналов. Значения для графика сохраняются за каждый полупериод основной частоты. "Длина" загружаемого с измерителя графика данных по событию зависит от конкретных настроек измерителя-регистратора.
    На графике помимо состояния цифровых входов регистратора, могут быть выведены данные по ср-кв. значениям напряжения и тока по любым фазам, что дает наиболее полную картину для анализа события. Как полезный инструмент, пользователь может воспользоваться функцией измерения по оси-Х (обозначение А), выбрать интересующий интервал на графике (обозначение В). И получить расчетное значение длительности события (обозначение С).
  8. Анализ частых изменений напряжения (RVC)
    Частые изменения напряжения (RVC - Rapid Voltage Change) определяются как одиночные скачки между двумя устойчивыми ср-кв. уровнями напряжения. Причем, это изменение должно составлять менее 10% от значения номинального напряжения, так как в противном случае, т.е. при превышении 10%, это изменение считается провалом напряжения (Sag).
    В данном разделе представлены табличные и графические данные по событиям RVC за выбранный период. События сгруппированы по количеству и величине изменения (в %).

Статистический анализ с помощью графиков данных

  1. Статистический анализ с помощью графиков данных
    Практически для любой измеряемой величины есть возможность преставления графических данных в трех видах: зависимость от времени, длительность (функция вероятности распределения), плотность (функция вероятности плотности):

    График: зависимость величины от времени
    На рисунке представлен график изменения величины дозы фликера PST за выбранный период времени.

    График: распределение по длительности
    График распределения по длительности получается при сортировке данных за выбранный период времени. Это т.н. график суммарной вероятности. Значение по оси-Х равное 80%, соответствует значению фликера PST по оси-Y, равному 0.08. Это означает, что в течение 80% рассматриваемого периода, значение фликера PST не превышает 0.08.
    При увеличении масштаба по горизонтальной оси между значениями 90% - 100%, видно, что значению вероятности 95% (фаза 2) соответствует значение фликера PST равное 0.33. Это означает, что в течение 95% рассматриваемого интервала, значение фликера PST ниже 0.33, а в течение 5% интервала - выше.

    График: плотность распределения
    График плотности распределения напряжения для низковольного потребителя электроэнергии. Из графика видно, что большая часть значений на 1-3 В превышает номинальное значение напряжения в 230 В, а среднее значение напряжения по Фазе 2 (зеленая кривая) ниже, чем по Фазе 1 и Фазе 3.

Поиск


События и новинки


Новинки:
Многофункциональный анализатор частотного отклика ВЕКТОР-375. Точность измерения усиления и фазы (0.01 дБ и 0.025°). Частотный диапазон от 10 мкГц до 50 МГц. Изолированные входы/выход (до 500 Впик). Прецизионное измерение импеданса.

Сигнатурные анализаторы Tracker 2800S для локализации дефектов и неисправностей в печатных платах на компонентном уровне
(пассивные и активные устройства, устройства переключения, цифровые и аналоговые ИС).

Измерительный комплекс для диагностики состояния трансформаторов методом частотного анализа (МЧА) SFRA-45. Базовая точность измерения уровня 0.02 дБ. Частотный диапазон 5 Гц … 45 МГц.

Сертификация:
По результатам испытаний для цели утверждения типа получено свидетельство
(включение в Госреестр СИ РФ, №49139-12) на селективный измеритель ЛЭП-500.