Po co mi rejestrator?

Takie pytanie często zadają mi energetycy, którzy otoczeni szafami pełnymi przekaźników, zabezpieczeń, mierników itp., nie chcą uczyć się obsługi nowego urządzenia, ponosić trudów jego instalowania i doglądania. Mają pewne wyobrażenie o tym, co się dzieje w nadzorowanych przez nich obwodach energetycznych i uważają, że niczego nowego już nie mogą się o nich dowiedzieć. Każdy przecież wie, jaki kształt ma sygnał przemienny, a najważniejsze parametry, czyli amplitudę, fazę, czy częstotliwość, można na bieżąco kontrolować na odpowiednich wyświetlaczach.

W zasadzie mają rację. Tym bardziej, że tablice synoptyczne zawierają zwykle tyle wskaźników, że trzeba dłuższego czasu, aby je poznać, zapamiętać optymalne ustawienia i nabrać wprawy w wykrywaniu stanów nieprawidłowych.

Rejestrator zakłóceń elektrycznych jest takim urządzeniem, o którym łatwo zapomnieć, jeśli przez dłuższy czas nie ma awarii. Zgaszony ekran monitora, stabilny gwiazdozbiór lampek – już po kilku dniach urządzenie przestaje intrygować i staje się normalnym elementem tła.

Sytuacja ulega radykalnej zmianie w przypadku wystąpienia awarii. W ciągu ułamka sekundy dzieją się rzeczy, których nie można zauważyć z pulpitu operatora. Zakłócenia powodują reakcję zabezpieczeń, wywoływane są automatycznie procedury, które mają na celu ograniczenie skutków awarii, a na koniec, kiedy już nic nie pomaga, poszczególne obwody są odcinane, aby chronić pozostałe części sieci przed uszkodzeniem.

Co o awarii może powiedzieć operator, który nie dysponuje odpowiednim systemem rejestracji zakłóceń? W zasadzie nic ponadto, że automatyka odłączyła dany obwód. Dość niewiele, jak na XXI wiek.

Rejestratory pokazują nie tylko przebiegi poszczególnych sygnałów w momencie awarii. Tyle można uzyskać również z zabezpieczeń, które mają funkcję rejestracji. Dobrze zorganizowany system rejestracji zakłóceń pokaże przede wszystkim zależności czasowe między poszczególnymi sygnałami. Można prześledzić pojawienie się zakłóceń, działanie układów automatyki, przedostawanie się zakłóceń do różnych obwodów i pracę sieci po odcięciu obwodu objętego awarią.

Żeby uzyskać takie informacje, rejestrator powinien kontrolować wiele sygnałów jednocześnie. Dzięki temu  można szczegółowo przeanalizować przebieg awarii, gdyż wszystkie sygnały są zsynchronizowane w czasie i można je oglądać na wspólnym wykresie.

Przykładem takiego rejestratora jest System Rejestrujący SRZ-AMP produkcji TRONIA Sp. z o.o. Posiada on wiele cech, które wyróżniają go spośród podobnych urządzeń, wytwarzanych przez firmy konkurencyjne:

Modułowość

Zastosowane rozwiązania konstrukcyjne umożliwiają łatwą zmianę parametrów roboczych rejestratora: wystarczy zmienić moduł wejściowy, żeby rejestrować inny zestaw sygnałów; wystarczy dodać kolejny moduł rejestrujący, żeby zwiększyć liczbę rejestrowanych sygnałów itp. Elastyczność konstrukcji jest często wykorzystywana przez użytkowników, którzy po pewnym czasie stwierdzają, że należy rozbudować system, lub przeciwnie – podzielić duży system na kilka mniejszych. Parametry robocze systemu są takie same zarówno wówczas, gdy rejestruje on 2 sygnały analogowe, jak i wówczas, gdy dołączonych jest 120 sygnałów. Komponenty systemu są montowane w standardowych kasetach 19-calowych, o wysokości 3U. Ułatwia to montaż systemu w szafach użytkownika, ze względu na rozpowszechnienie tego standardu kaset.

Niezawodność

Wieloletnie doświadczenie pozwoliło uzyskać konstrukcję o niezwykle niskim współczynniku awaryjności. W zasadzie większość awarii rejestratorów wynika z naturalnego zużycia materiałów: po 8 – 10 latach ciągłej pracy obserwuje się zacieranie twardych dysków w komputerach, czy wysychanie elektrolitu w kondensatorach zasilaczy impulsowych. Rola serwisu sprowadza się zwykle do oczyszczenia komponentów z kurzu i, ewentualnie, doregulowania torów pomiarowych.

Funkcjonalność

Stały kontakt z użytkownikami wymusza ciągły rozwój konstrukcji rejestratora. Wprowadzane są nowe technologie zarówno w sprzęcie (np. mechaniczne dyski twarde zastępowane są półprzewodnikowymi) jak i w oprogramowaniu (ewolucja z liniowych programów DOS-wych do wielowątkowych programów Windows-owych). Rejestracje mogą być przesyłane do serwera sieci Ethernet, ale również do innego komputera, połączonego z koncentratorem przy pomocy modemów i linii telefonicznych, lub skrętek, światłowodów, torów prądowych itp. W zasadzie, użytkownik może kontrolować pracę rejestratora nie ruszając się zza biurka: odbiera rejestracje, modyfikuje konfigurację poszczególnych komponentów systemu, a nawet może „podejrzeć” sygnały, dołączone do poszczególnych wejść.

Przetwarzanie rejestracji

Program Analiza zawiera pokaźny zestaw narzędzi do uzyskiwania różnych informacji z zapisanych przebiegów. Można je podzielić na kilka grup:

• wizualizacja rejestracji 
  Są to funkcje generowania różnych wykresów i wydruków. Użytkownik ma wiele opcji konfiguracji wykresu, od najprostszych (np. wybór  pokazywanych sygnałów, ustalanie „zagęszczenia” na osi czasu) do bardziej zaawansowanych (wstawianie znaczników, pokazujących wartości chwilowe lub skuteczne w danym momencie rejestracji, lub wskazujących różnicę czasu między poszczególnymi punktami wykresu). Ciekawą funkcją okazał się „film” z przebiegu rejestracji, który pokazuje wahania różnicy faz, niewidoczne na obrazie statycznym.

• automatyczna analiza przebiegów
  W tej grupie można umieścić funkcje wyliczania harmonicznych, jak również analizy pełnego widma (FFT), wykres pochodnej,  raporty ze zmian sygnałów dwustanowych w jednej lub w wielu rejestracjach, wykresy fazowe (wskazujące różnice faz między sygnałami), trajektorie (wykresy jednego sygnału w funkcji innego) itp.
• wyliczanie przebiegów na podstawie przebiegów zarejestrowanych
  Program umożliwia tworzenie z wyliczanych przebiegów zapisów, które mogą być następnie przetwarzane tak, jak oryginalne rejestracje. Można wyznaczać przebiegi np. częstotliwości, mocy czynnej lub biernej, wartości skutecznych, różnicy faz, składowych symetrycznych itp.

Program obsługuje standard COMTRADE, dzięki czemu może być używany do przetwarzania zapisów z różnych urządzeń, niekoniecznie z Systemów SRZ-AMP. W ten sposób, w jednym programie można analizować przebieg awarii zarejestrowany przez rejestratory, zabezpieczenia i inne urządzenia, mające funkcję rejestracji.