HITRA KALIBRACIJA FLIKERMETRA ZA PRAVILNO OCENO KAKOVOSTI NAPETOSTI PO EN 50160 F. S. Balan, D. Koritnik, A. Orgulan, J. Voršič Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in informatiko, Maribor Ključne besede: elektrotehnika, energija električna, EES sistem elektroenergetski, kakovost napetosti električne, merjenje kakovosti flikermetri kalibri-ranje, ocena kakovosti, lEC 60868-0 standardi ,EN 61000-4-15 standardi, EN 50160 standardi Izvleček: Skladno z našo regulative je SIQ pooblaščena organizacija za izdajanje certifikatov o ustreznosti merilne opreme. To nalogo večinoma tudi uspešno opravlja, za nekatere redke meritve pa ji manjka zelo draga preskusna oprema. V teh primerih bi morali spremeniti naše zakone in dovoliti SIQ-u nostnfikacijo certifikatov tujih pooblaščenih zavodov - predvsem tistih iz EU. Eden takšnih preskusov je preverjanje delovanja flikermetra skladno z lEC 60868-0 in EN 61000-4-15. Ko smo v Laboratoriju za energetiko UM FERI zaznali razhajanje merilnih rezultatov paralelno priključenih flikermetrov (večina je pokazala prevelike vrednosti), smo sestavili generator s standardom zahtevanih sprememb napetosti in kalibrirali instrument, ki ima certifikat nemškega pooblaščenega laboratorija Forsohungemeinschaft für Hochspanungs- und Hoohstromtechnik E.V. Pri nivoju Psi = 1, ni bilo razhajanja med v standardu zahtevano in dejansko izmerjeno vrednostjo. Tako lahko sklepamo, da imamo v našem omrežju, glede na flikerje, boljšo kakovost napetosti, kot jo izmerijo instrumenti ki so na trgu v Sloveniji. Quick Flickermeter Calibration for the Estimation of Voltage Quality by En 50160 Key words; electroteohnics, electric energy, electrical power system, quality of electrical tension, quality measurement, flicker meters calibration quality estimation, lEC 60868-0 standards, EN 61000-4-15 standards, EN 50160 standards Abstract: SIQ is, regarding technical regulations in Slovenia, authorized organization for certification of accordance of measuring devices This is pretentious task and SIQ is performing it fairly well, although there are some instances that require special equipment, which is too expensive for SIQ to afford It. Such cases indicate that we should amend the law in question and allow SIQ to nostrificate the certificates of the foreign authorized institutions - at least the EU ones. One of such test is proof of flickermeter functionality in accordance to lEC 60868-0 and EN 61000-4-15 standards. In Power engineering laboratory at University of Maribor, FERI, we have made some comparative analysis of flickermeter measuring equipment and became aware of noticeable deviation of measuring results. Tests were performed with parallel connected equipment and most of instruments indicate somewhat too high values, therefore we generate series of voltage fluctuation as demand by standard and calibrated the instrument, which has certificate of the German authorized laboratory "Forschungemeinschaft für Hochspanungs- und Hochstromtechnik E.V." We have checked the level of flicker Psi = 1 and found that the measured values are in accordance with the ones prescribed with the standards. This leads us to conclusion that, regarding to flicker levels in Slovenian network, we have better voltage quality than measured by instruments, attainable in Slovenia. 1 Uvod Flikerje subjektivni občutek, ki ga povzročajo spremembe svetlosti v vidnem polju opazovalca. Večinoma povzroča takšne spremembe kolebanje napetosti, saj so nanj žarnice zelo občutljive. Meritev flikerja temelji na človeških psiho-vizualnih občutkih, ki jih je treba ovrednotiti. Osnovna ideja za merjenje flikerjev je simulacija verige: žarnica-oči-možgani (slika 1) z merilnikom (flikermetrom), katerega vhodni signal je nihajoča napetost sistema v priključni točki. Izhodni signal je veličina, ki pomeni občutek neugodja večine ljudi zaradi migotanja svetlobnega toka. " iiiii|||iiiiiii|||I Iillillll iiilMll Slikal: Simulacija verige: omrežje-žarnica-oči-možgani 2 Razlog za primerjalni test in njegova izvedba Osnovni pogoj za kakovostno meritev je dobra merilna naprava. Kvaliteto merilne naprave navede že proizvajalec, potrdi jo pa kalibracija. Takšno pot smo poizkusili narediti tudi z našim flikermetrom. Razvil ga je prof. dr. Manfred Sakulin (Institut für elektrische Anlagen, TU Graz), ki zagotavlja, da je naprava v skladu z DIN VDE 0846 T2, kar potrjuje poročilo nemškega neodvisnega akreditiranega laboratorija Forsohungemeinschaft für Hochspanungs- und Hochstromtechnik E.V./8/. Zal takšno potrdilo pri nas ne velja, čeprav je slovenski standard SIST EN 61000-3-2:1997 omenjenemu standardu DIN enak, saj oba izhajata iz lEG 1000-3-2:1995. Zakon o meroslovju priznava le slovenske ateste. Zato smo poizkusili dobiti atest pri Slovenskem inštitutu za kakovost. Tam so umerjanje opravili, vendar v opombah poročila napisali: "Negotovost merilne metode je bila enakega velikostnega razreda ali večja kot je relativni mejni pogrešek merila. Zato je v nekaterih primerili relativni pogrešek merila večji kot je relativni mejni pogrešek." To torej pomeni, da SIQ nima primerne opreme za kali-bracijo flikermetrov /9/. V zadnjih nekaj letih se je na našem tržišču pojavilo kar nekaj različnih flikermetrov, ki seveda nimajo slovenskega atesta, zato smo se odločili, da naredimo primerjalno meritev. Od različnih trgovcev in proizvajalcev smo dobili še šest med seboj različnih flikermetov. Priključili smo jih na 0,4kV zbiralke v transformatorski postaji 10/0,4 kVšt. 337 Tehniških fakultet v Mariboru. Meritev smo izvedli med 19. 6. in 26. 6. 2000, kar je sicer čas poletnih počitnic, vendar je bilo omrežje kljub temu dovolj nemirno, da smo izmerili nivo kratkotrajnega flikerja PST,95-0,6. 3 Rezultati primerjalne meritve že pri zagonu instrumentov so se pojavile prve težave. Eden od izposojenih flikermetrov ni bil popoln. Manjkal je osebni računalnik, kar bi se še dalo urediti, vendar je bil brez ustrezne programske opreme. Kljub dogovarjanju s proizvajalcem, ga nismo uspeli usposobiti za celotedensko meritev. Ostalih šest je začelo meritev brez večjih problemov in tudi trenutni rezultati (trenutne vrednosti Pst) so bili v pričakovanih mejah. Po enem tednu, kolikor takšna meritev traja po standardu SIST EN 50160, smo morali rezultate zaradi obdelave in analize prenesti na osebni računalnik. Pri tej operaciji je izpadel še en flikermeter, saj izmerjenih rezultatov nismo mogli prenesti in pripraviti za obdelavo. Tabelarični izpis rezultatov je zahteval nove "žrtve". En flikermeter je v vseh treh fazah in za celotni čas meritve zabeležil enake vrednosti. Drugi je v dveh fazah sicer nekaj izmeril, vendar samo na eno decimalno mesto natančno, v tretji fazi pa vedno shranil enako (negativno!) vrednost. Tako so rezultati slednjega ostali le pogojno uporabni. Iz preostalih treh, vključno z našim, smo uspeli dobiti smiselne rezultate. Časovni potek Pst kaže, da so fliker-metri zaznali kolebanje napetosti v enakih obdobjih, le različno so jih ovrednotili (slika 2). Še lepše je to razvidno iz urejenega diagrama (slika 3). Najpomembnejše so vrednosti v 95 in 99% časa, ki znašajo: Preglednica 1: Vrednosti Pst za 95 in 99% časa FM1 FM2 FIVI3 FM4 1 P,,95 (fazaH) 0,70 0,54 0,55 - P3,.95 (faza L2) 0,77 0,58 0,56 0,3 Rs,.95 (faza L3) 0,76 0,58 0,59 0,2 Ps,.99 (faza L1) 0,91 0,80 0,73 - P„,99 (faza L2) 0,92 0,72 0,72 0,5 Pst 99 (faza L3) 0,94 0,73 0,72 4,1 Ugotovimo lahko, da se rezultati meritev dveh flikermetrov lepo ujemajo, dočim rezultati meritev drugih dveh močno odstopajo. Žal so štirje oz. trije rezultati premalo, da bi lahko naredili Gaussovo porazdelitev in ocenili najverjetnejšo vrednost, zato smo se odločili, da sami preverimo delovanje našega flikermetra skladno s publikacijo UIE (Union International for Electro-heat): Flicker Measurement and Evalu-tation, ki jo je prevzel tudi lEC v svoji publikaciji lEG 868, s hitro, poenostavljeno kontrolno meritvijo. 8000 t (min) Flikermeter 2, faza3 Ps(p.U.) 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 fl-iri' 1 !- 8000 ♦ (fTli") Flikermeter 3, fazaS P.(p,U,) 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 -ü 0,00 I t (imn) P=(p,u.) 1,40 Flikermeter4, faza3 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 . 1 lil 1 ! ,ii, 1 1 iiiji! \ ' Is t (min) Slika 2: Časovni diagrami potel