Automatyka i pomiary
Urządzenia pomiarowe w energetyce
Prawidłowe funkcjonowanie procesów mających miejsce w energetyce zależne jest od systematycznie dokonywanych pomiarów różnych ich parametrów. Obecnie, dzięki zawansowanym technologicznie przyrządom, pomiary tego typu cechuje niezwykła precyzja, która wydatnie zwiększa m.in. ogólne bezpieczeństwo oraz wydajność pracy.
Przyrząd pomiarowy jest to urządzenie lub układ pomiarowy, który „przeznaczony jest do wykonywania pomiarów samodzielnie lub w połączeniu z jednym lub wieloma urządzeniami dodatkowymi. Wzorce miary i materiały odniesienia są traktowane jako przyrządy pomiarowe”. (źródło: Ustawa z dnia 11 maja 2001 r. Prawo o miarach, nowelizacja w Dz.U. z 2019 r.)
Dokonanie dowolnego pomiaru jest równoznaczne z porównaniem aktualnie mierzonej wielkości z wzorcem tej wielkości w przyjętych jednostkach miary. Pomiar jest więc działaniem doświadczalnym.
Nauką, która zajmuje się sposobami dokonywania pomiarów oraz zasadami interpretacji uzyskanych wyników jest metrologia (gr. metreo – mierzę + logos – nauka). Metrologia posługuje się międzynarodowym układem jednostek SI, który stosowany jest w przeważającej większości państw na świecie (w tym w Polsce).
Poza typowymi urządzeniami specjalizującymi się w pomiarach elektrycznych (m.in. liczniki energii elektrycznej, mierniki mocy, transformatory prądowe i napięciowe), w energetyce wykorzystywane są przede wszystkim:
kamery termowizyjne,
które za pomocą wbudowanego czujnika laserowego są w stanie z ogromną precyzją i czułością zlokalizować m.in. miejsca zagrożone wilgocią czy pleśnią. Potrafią również wykrywać defekty konstrukcyjne i cieplne budynków oraz monitorować różnego rodzaju instalacje elektryczne. Kamera łączy się bezprzewodowo z komputerem tworząc raporty bezpośrednio z miejsca pomiaru. W elektrowniach i elektrociepłowniach kamery termowizyjne wykorzystywane są m.in. do wykrywania przegrzanych połączeń i elementów w sieciach elektroenergetycznych.
rejestratory danych,
które używane są do zapisywania oraz prezentacji informacji o zmienności w czasie parametrów kontrolowanych procesów technologicznych lub pomiarów laboratoryjnych. W energetyce wykorzystuje się np. rejestratory poziomu wody. Tego typu urządzenie potrafią w sposób ciągły monitorować ciśnienie barometryczne oraz poziom i temperaturę wody. Charakteryzują się m.in. trwałym czujnikiem ciśnienia; posiadają również własne oprogramowanie, które umożliwia łatwe i precyzyjne odczyty.
systemy pomiarowe dla źródeł odnawialnych,
które służą do pomiaru produkcji energii z paneli fotowoltaicznych, turbin wiatrowych i innych źródeł odnawialnych. Przykładem takiego urządzenia jest tester fotowoltaiczny, który wykorzystywany jest do mierzenia parametrów instalacji fotowoltaicznej takich jak m.in.: temperatura panelu, rezystancja izolacji i ciągłość przewodów ochronnych, krzywa I‑U ogniwa i paneli. Wyniki pomiarów pokazywane są na wyświetlaczu LCD w postaci graficznej.
czujniki piezoelektryczne i tensometryczne oraz urządzenia do pomiarów akustycznych,
które monitorują głównie poziom drgań oraz hałasu w dużych instalacjach turbinowych. Turbiny, będące w ciągłym ruchu, mogą ulegać poważnym awariom mechanicznym, których świadectwem są właśnie nieprawidłowe parametry ich drgań.
Rodzaje automatyki i zabezpieczeń technologicznych w energetyce
W energetyce automatyka i zabezpieczenia technologiczne są kluczowymi elementami, pozwalającymi kontrolować oraz zarządzać wszelkimi procesami technologicznymi. Ponadto zapewniają one bezpieczeństwo i stabilność pracy urządzeń elektroenergetycznych. Do najważniejszych rodzajów automatyki i zabezpieczeń technologicznych w energetyce (poza zabezpieczeniami elektrycznymi) należą:
Automatyka procesowa, która służy do kontrolowania i zarządzania procesami technologicznymi, takimi jak m.in. przetwarzanie paliwa, generowanie energii elektrycznej czy dystrybucja ciepła.
Automatyka sterująca, która wykorzystywana jest do sterowania pracą urządzeń elektroenergetycznych, takich jak m.in. generatory, przetwornice czy transformatory.
Istotnymi elementami automatyki sterującej są wszelkiego rodzaju regulatory (ang. controllers). Za sprawą sygnałów sterujących oraz nastaw wewnętrznych, które wytwarza regulator – dowolny sterowany obiekt zachowuje się w prawidłowy i przewidywalny sposób. Zadaniem regulatora jest więc zastąpienie operatora (człowieka), który kontrolował przebieg danego procesu.
Regulator zawiera w sobie przełączniki rodzaju pracy, urządzenia do sterowania ręcznego obiektem, urządzenia do nastawiania wartości zadanej oraz wszelkiego rodzaju mierniki, których zadaniem jest monitorowanie parametrów istotnych dla danego procesu.
Istnieje wiele rodzajów regulatorów, są to m.in.: regulatory temperatury, wilgotności i ciśnienia, regulatory dwutlenku węgla czy regulatory jakości wody.
Systemy SCADA, czyli systemy automatycznego nadzoru, kontroli i akwizycji danych, które umożliwiają monitorowanie i kontrolowanie procesów technologicznych oraz wykrywanie i usuwanie awarii m.in. w sieci elektroenergetycznej. Systemy SCADA doskonale sprawdzają się np. w sieciach wodno‑kanalizacyjnych, gdzie monitorują poszczególne procesy związane z uzdatnianiem wody, takie jak np. kalibracja sieci i systemów sterujących czy zużycie energii elektrycznej.
Zabezpieczenia przeciwzwarciowe, które służą do wykrywania zwarcia w sieci elektroenergetycznej i odłączania uszkodzonego fragmentu sieci.
Zabezpieczenia przeciążeniowe, które służą do wykrywania przeciążenia w sieci elektroenergetycznej i odłączania uszkodzonego fragmentu sieci.
Zabezpieczenia termiczne, które służą do monitorowania temperatury w urządzeniach elektroenergetycznych i wykrywania przegrzania.
Wróć do spisu treściWróć do spisu treści
Powrót do materiału głównegoPowrót do materiału głównego