Yeni IEC 61000-4-30 Sınıf A standardı, güç kalitesi cihazı seçimini, getirdiği önemli değişikliklerle tahmine dayalı olmaktan çıkardı.

Güç kalitesi kaydı, ölçümü ve analizi oldukça yeni ve hızla gelişen bir alandır. Temel elektrik ölçümleri olan RMS gerilimi ve akımı gibi birçok güç kalitesi değişkeni için iyi tanımlanmış ölçüm değişkenleri bulunmamaktadır. Bu gerçeklik, önde gelen üreticileri, bu güç kalitesi özelliklerini ölçmek için kendi algoritmalarını geliştirmeye yönlendirdi ve birçok farklı evrensel ölçüm yöntemi ortaya çıktı.

Bu kadar farklı özelliklere sahip cihazlar arasında, teknisyenlerin güç kalitesini anlamak yerine cihazın yeteneklerini ve ölçüm algoritmalarını analiz etmeye zaman ayırmaları gerekmektedir. Ölçüm yöntemlerinin standartlaştırılması, farklı analiz cihazlarından gelen sonuçların doğrudan karşılaştırılmasını sağlar.

IEC 61000-4-30 A Sınıfı standardı, her güç kalitesi değişkeni için ölçüm yöntemlerini, zaman uyumunu, doğruluğu ve değerlendirmeleri sağlamak için güvenilir, tekrarlanabilir ve karşılaştırılabilir sonuçlar elde etmek amacıyla tanımlar. Ayrıca, Güç Kalitesi Cihazları için uygulanması gereken minimum değişken sabitini tanımlayan IEC 62586 da mevcuttur.

Son zamanlarda, daha fazla üretici A sınıfı standartlarına uygun güç kalitesi ölçüm ve analiz cihazları tasarlamaya başladı. Bu da teknisyenlerin ölçümlerine daha fazla güvenmelerini sağlar. Tüm bu gelişmeler, doğruluğu, güvenilirliği, karşılaştırılabilirliği ve verimliliği artırır. Standart, endüstri ilerledikçe periyodik olarak güncellenir ve yeni ölçüm senaryoları keşfedilir. Tanıtımından bu yana 2003'te birçok kez güncellendi ve şu anda 2015'te Sürüm 3 olarak bulunmaktadır.

A Sınıfı Gereksinim Örnekleri

Besleme geriliminin ölçüm belirsizliği, genellikle giriş geriliminin %10 ile %150 aralığında ayarlandığından, Udin' in %0,1'ine ayarlanmıştır. Çoğu durumda, tam ölçekte doğruluk belirlenir ve %0,1 doğruluğa ulaşmak daha kolaydır. Ancak, bu geniş aralığın üstünde bunu başarmak zor olabilir. Ayrıca, 50/60 Hz' lik güç sistemleri için ölçümün 10/12 devir zaman aralığında 'bitişik örtüşmeyen' olacağını belirten bir gereksinim vardır. Yüksek ölçüm belirsizliği, kamu hizmeti kuruluşları veya müşterileri tarafından itiraz edilebilir sonuçlara yol açabilir, bu nedenle üreticilerin teknik özelliklerine dikkat etmek önemlidir.

Örneğin, düşük maliyetli güç kalitesi ölçüm sistemleri genellikle alt uçtaki ölçümlerde daha yüksek belirsizlik düzeylerine sahiptir (örneğin, 58 Volt'luk faz nötr gerilimli Gerilim Transformatörü ölçümü). Ayrıca, sürekli ölçüm yapılmadığında varyasyonlar gözden kaçabilir. Bu hatalar, sorunlu bir cihazın doğru çalıştığını gösterirken aslında yanıltıcı olabilir. Sınıf A sertifikalı bir cihazla, teknisyenler ölçümlerin uluslararası kabul görmüş belirsizlik değerleriyle sınıflandırıldığından emin olabilirler. Düzenlemelere uyumluluğu doğrularken veya sonuçları karşılaştırırken bu son derece önemlidir. Sınıf A cihazlar için fonksiyonel test ve belirsizlik gereksinimleri IEC 62586-2'de detaylı olarak açıklanmıştır.

IEC 6100-4-30 Sınıf A şunların ölçümlerini standart hale getirir:

• Güç frekansı
• Besleme gerilimi büyüklüğü
• Flicker (IEC 61000-4-15 referans alınarak)
• Gerilim düşmeleri ve yükselmeleri
• Gerilim kesintileri
• Besleme gerilimi dengesizliği
• Gerilim harmonikleri ve araharmonikleri (IEC 61000-4-7 referans alınarak)
• Şebeke sinyali gerilimi
• Hızlı gerilim değişiklikleri
• Akım büyüklüğü
• Akım harmonikleri ve araharmonikleri (IEC 61000-4-7 referans alınarak)
• Akım dengesizliği

Düşmeler, yükselmeler ve kesintiler, her yarım peryotta ölçülmeli ve güncellenmelidir. Bu sayede, cihazın yarım peryot örnekleme verileri yüksek çözünürlüklü olabilir ve tam peryot RMS hesaplamaları ile birleştirilebilir. Yalnızca tam peryot hesaplamalarına güvenmek, mevcut koşulları yanlış tanımlayabilir; yalnızca yarım peryot kullanıldığında ise potansiyel sorunların tam olarak anlaşılması için gerekli hassasiyet sağlanamayabilir.

Uyum pencereleri, güç kalitesi cihazı tarafından ölçülen veriyi belirli periyotlarda sıkıştırdığında ortaya çıkar. Bir Sınıf A cihazı, aşağıdaki uyum pencerelerindeki verileri sağlamalıdır:

• Temel ölçüm zaman aralığı 50/60 Hz'de 10/12 peryot (~ 200 ms) olmalıdır; aralık süresi gerçek frekansa göre değişebilir.
• 50/60 Hz'de 150/180 devir (~ 3 saniye); aralık süresinin gerçek frekansa göre değiştiği unutulmamalıdır.
• Evrensel Zaman Koordinatı (UTC) ile senkronize edilmiş 10 dakikalık aralık.
• Flicker için 2 saatlik aralık.

Harici zaman senkronizasyonu, çeşitli cihazlar arasında verilerin hassas bir şekilde etkileşimde bulunmasını sağlamak için gereklidir. Doğruluk, 50 Hz cihazlar için ± 20 ms ve 60 Hz cihazlar için ± 16.7 ms arasında olmak üzere toplam zaman aralığında belirlenir. Bu doğruluğu sağlamak için, bir GPS alıcısı aracılığıyla bir GPS saati veya Ethernet üzerinden NTP (Ağ Zaman Protokolü) gereklidir. Harici bir senkronizasyon sinyali mevcut olmadığında, zamanlama toleransı her 24 saatte ± 1 sn'den daha iyi olmalıdır. Ancak, bu daha gevşek durum, ölçümlerin Sınıf A ile uyumlu olduğunu garanti etmez. Düşük maliyetli güç kalitesi cihazlarında doğru zaman bilgilerinin eksikliği, güç kalitesi sorunlarının doğru bir şekilde çözülmesini engelleyebilir. Bu durum, birden fazla cihaz kullanılırken ağ üzerindeki gerilim olaylarının doğru bir şekilde tanımlanamamasına yol açabilir.

Harmoniklerin FFT algoritması, tüm Sınıf A cihazlarının belirli harmonik büyüklüklere ulaşacağı şekilde sıkı bir şekilde tanımlanmıştır. FFT yöntemi, bir düzenleme olmadığı sürece çeşitli harmonik büyüklüklerle sonuçlanabilen sonsuz sayıda algoritmayı mümkün kılar. Sınıf A, harmoniklerin Sınıf I IEC 61000-4-7 / 2008 standardına göre rms ölçümleriyle aynı 10/20 peryot aralığında ölçülmesini gerektirir. IEC 6100-4-7, harmonik ölçümleri için birçok yöntem ve algoritma tanımlar, ancak IEC 61000-4-30 özellikle Sınıf I Alt Grup yöntemini kullanır.

Bu Sınıf A gereksinimlerinin her biri, kullanıcılar için hassas, güvenilir ve karşılaştırılabilir veriler sağlamada önemli bir rol oynar, bu da güç kalitesi sorunlarının daha iyi analiz edilmesini ve giderilmesini sağlar. Sınıf A uyumluluğu olmayan cihazlarda, ölçülen sonuçlar kolayca karşılaştırılamaz.

Öte yandan, Sınıf A cihazları, teknisyenlere karmaşık güç kalitesi sorunlarını doğru bir şekilde analiz etmeleri için ihtiyaç duydukları güvenilirliği sağlayarak tutarlı ve karşılaştırılabilir olacaktır. Hem kamu hizmeti şirketleri hem de büyük ölçekli enerji kullanıcıları için, gelen enerjinin kalitesini doğrulamak ve enerji kalitesiyle ilgili bir sorunun enerji tüketim alanından kaynaklanıp kaynaklanmadığını belirlemek önemlidir.

Güç kalitesi değişkenlerinin sorunlarını gidermek, kaydetmek ve analiz etmek için özel olarak tasarlanmış cihazlar, bir arıza kaynağını bulmak için gerekli ayrıntılı bilgileri sağlayabilir ve sorunu doğru bir şekilde teşhis edebilir. Ayrıca, Sınıf A ölçüm uyumluluğu ile, bu ölçümler yasal veya sözleşme uyuşmazlıklarında bile kullanılabilir, bu nedenle bu özelliklere sahip bir cihaz seçmek önemlidir.