LOVATO: Provozní zkušenosti s multimetry DMK 32

Pohled na novou budovu FEL

Již v průběhu projektových příprav specializovaných laboratoří se počítalo s nasazením asi 5 ks multimetrů řady DMK (zejména DMK 32 a 62) a dnes je již v nejrůznějších aplikacích nasazeno přes 10 ks těchto přístrojů, včetně nejnovější verze DMK 40 s vnitřní pamětí. Přenos a sběr měřených dat po počítačové síti a internetu je zde samozřejmostí. Nejvíce přístrojů (6 ks) slouží na katedře elektromechaniky a výkonové elektroniky - k plné spokojenosti učitelů i studentů.

Fyzikální model přečerpávací elektrárny (8kW)v laboratoři, osazený třemi DMK 32. Model je připravován pro e-learning.

Digitální multimetry řady DMK představují špičku ve své kategorii. Aby bylo možno lépe posoudit jejich výhody v provozu, byl jeden z nich, konkrétně DMK 32, použit k laboratorní porovnávací zkoušce. Měřilo se na synchronním stroji 8 kW.
Multimetr byl prověřen ve všech 4 kvadrantech, tj. dodávka i odběr činné a jalové energie. Zároveň byla nadstandardně zkoumána přesnost měření v případě deformačního a pulzního výkonu.

1. Schéma zapojení
Jednalo se o připojení na třífázovou čtyřvodičovou síť, kterou bylo možno považovat v jistých mezích za souměrnou a vyváženou.
Jako normál byl použit cejchovaný analyzátor výkonu HIOKI 3166, se kterým byly naměřené hodnoty porovnávány a stanoveny i nejistoty měření.
Normál byl zapojen duplicitně k DMK 32, který je na obr. 1. označen jako „DMK 32 č.4“. Sběr dat z DMK 32 i normálu byl zajištěn pomocí počítače, který současně prováděl zpracování dat.
Protože DMK 32 pracuje v přímém zapojení pouze do proudů 5A, byly použity kalibrované transformátory proudu Metra Blansko, typ TL 20 v třídě přesnosti 0,05.

Kompletní zapojení pro testování DMK multimetrů.V našem případě byl testován pouze „DMK 32 č. 4“.
Klik pro větší náhled.

2. Měřící přístroje
3x laboratorní transformátor proudu TL 20, tř. 0,05, 5VA, 50 Hz, 05/2 kV, e.č. 115937, 115938, 115939
Analyzátor výkonu HIOKI 3166, e.č. 20225, kalibrační protokol č. 2759/02/A
DMK 32, e.č. 149 984

3. Charakteristika měřené energie
Měřená činná energie neměla pulzní charakter, byla však významněji obsažena 3, 5 ,7 harmonická složka proudu. Jejich obsah záležel na konkrétním režimu práce stroje. V jalové složce výkonu pak byly v jistých režimech pulzace jalového výkonu měřeny nadstandardně, aby byl určen jejich vliv na přesnost měření. Výrobce tyto charakteristiky u DMK 32 neuvádí, nicméně v dnešní době je mnoho zařízení napájeno pomocí výkonové elektroniky a s pulsacemi je nutno počítat.

4. Průběh experimentu
Multimetr DMK byl testován dlouhodoběji, zde je uveden jako příklad pouze krátký (asi 1,5 hod) výsek dat. Byl zkoumán zejména vliv zatěžovacího proudu na přesnost měření. Chyba měření se zjistí jako rozdíl měřených proudů a napětí. To se pak projeví i v multimetrem počítané hodnotě výkonu. Tato případná odchylka je pak ještě zvýrazněna integrací, tj. projeví se zvláště silně v práci elektrického proudu. Z těchto důvodů byl kladen zřetel zejména na porovnání těchto veličin.

Obr.2a                                   Obr.2b
Obr. 2.a  Proud synchronního stroje a režimy jeho práce během testu. Při změně režimu práce nastával pokled zatěžovacího proudu. Obr. 2.b Jalový výkon a energie stanovená normálem.

Obr.3a                                           Obr.3b
Obr. 3. Měření pomocí DMK 32. (a) Činný výkon a energie. (b). Jalový výkon a energie. Jsou zde patrné tři oblasti, kde byl odebírán, (resp. dodáván) pulzní jalový výkon.

Obr.4a                                           Obr.4b
Obr. 4. Porovnání naintegrované energie DMK 32 a normálu HIOKI. (a) Činná energie.
(b) Jalová energie.

Obr.5a                                            Obr.5b
Obr 5. (a)Detailní pohled na DMK 32 (ve schématu č.1), měřící příkon frekvenčního měniče.(b) Zobrazení měřených hodnot na PC.

5. Zhodnocení, závěry, doporučení
Celkem byly provedeny na multimetru DMK 32 tři testy. Liší se svým zaměřením, přesností porovnávacího měřidla („normálu“) a délkou testu.
V rámci dlouhodobého testu (zatím asi 60 týdnů, test pokračuje) byla naměřená energie porovnávána s energií stanovenou cejchovaným elektroměrem ZMD 120 AS pro 3f sítě čtyřvodičové, třída 2, přímé připojení, 3x 220/380 ÷3x 240/415 V. Elektroměr registruje pouze činnou energii včetně stejnosměrné složky, má dva tarifní registry a impulsní výstup S0. Multimetr je zapojen v sekundárním okruhu MTP.
Během střednědobého testu (72 hod) byl multimetr do obvodu zapojen přímo (bez MTP) a přesnost s normálem byla téměř absolutní, tj. na zobrazovaných platných desetinných místech nenastával žádný rozdíl hodnot.
Posledním testem byl krátkodobý test (7 hod), jehož výsledky jsou zde prezentovány. V případě činné energie je přesnost lepší než 1% (konkrétně 0,8%). Pokud se jalové energie týká, zde se přesnost pohybuje kolem 1 % (v nejhorším případě 0,97%). Nutno však poznamenat, že test byl zařazením pulzního výkonu velmi náročný. Multimetr si dokáže výborně poradit s deformačním výkonem. Avšak horší shoda výsledků je pravděpodobně způsobena právě výkonem pulzním (viz obr.3b) a skrytým, popř. nesouměrností odběru resp. nesymetričností sítě.
Z provedené detailní analýzy plyne, že právě v oblastech, kde docházelo ke kmitání jalového výkonu (viz. tři oblasti na obr. 3b) se liší derivace naintegrovaného průběhu jalové energie (viz obr. 4b) od normálu. V ostatních oblastech, (kde nenastávalo kmitání) jsou směrnice průběhu shodné s normálem.
Můžeme tedy shrnout, že ve své cenové kategorii se v případě DMK 32 jedná o špičkový přístroj. Cena porovnávacího normálu byla totiž přibližně 10x vyšší.

Pokud vás zajímá více informací o těchto multimetrech, máte možnost si zažádat o informace níže uvedeným formulářem.