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测量现场功率和能源消耗

通过赞助内容|2022年2月2日

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仔细看看新的EPIC I/O模块(GRV-IVAPM-3),并快速了解如何为您的电力监控应用程序安装和配置它。

该模块允许您在Delta或Wye配置中测量任何三相、双相或单相负载的活功率和能耗,最高可达600伏。泵,加热和冷却,太阳能,只要你能想到的,你可以测量它的功率,从而更好地了解你的成本,看到负载的变化,这可能会对故障发出早期警告。

键控端子连接器

我们需要检查的第一件事是电源模块的端子连接器。请注意,它与其他所有的都不同groov模块:键槽是这样的,您不能将端子连接器插入电源监控模块以外的任何东西。

这样做的原因是我们不希望您不小心将高压插入低压模块(反之亦然)。

当你看模块的顶部时,你也可以看到一些不同之处。

我们不会在任何未使用的引脚上打印终端号码。这将帮助您在连接模块时提供指导。

在上图中,你可以清楚地看到3号销两侧的弹簧夹是如何被移除的。这是因为您可能有一些高达600 VAC的应用程序连接到引脚3,我们需要在其周围的所有其他端子的物理间隙来提供安全隔离。

模块接线

现在,让我们看一下接线图。

注意每条相线上的安全保险丝。每个都应该在1安培左右或更小,并且应该安装在尽可能靠近电源的地方。

我们建议使用0.333 VAC电流互感器(CTs),因为它们比5安培电流互感器更小,更便宜,更轻,更准确和更安全。确保它们的箭头指向正确的方向(大多数箭头或标签指向电源,而不是负载),并确保它们都安装在相同的方向,并与各自的相位电压抽头相匹配。

一些负载(Delta配置)没有中性点,这是可以的。但如果你有一个,一定要安装它(Wye配置)。

模块配置

连接好所有东西并安装好模块之后,让我们开始配置模块。

我将在grov EPIC处理器上使用grov Manage运行该进程。当然,您也可以从PAC Control或CODESYS配置模块,如果您正在使用这些控件引擎运行时中的任何一个的话。

像任何groovI/O模块,你可以在I/O菜单中找到它。在这里,我有三个安装在Opto 22大楼二楼的生产区域。

通过单击需要设置的电源模块开始。

现在,单击底部菜单选项(Module Configuration),让我们为所有三个阶段配置整个模块。

第一件事是设置模块的模式以匹配它所连接到的系统。在这里,我们在配电面板中拾取许多负载,这是一个Wye配置(有一个中性)和300 Vrms。

负载类型设置好后,接下来的两个重要配置是CT信号输出类型(电压或电流)和额定电流值。

在我的应用程序中,我使用现有的,老式的0-5安培ct。如果你有一个不寻常的安装,你可以用不同类型和大小的CT测量三个不同的负载,但在我们的情况下,所有三个阶段都使用200安培的CT,所以我们只需要设置a相场,模块将自动设置其他两个阶段是相同的配置。

这是一张600安培CT的照片。你可以看到它是一个分裂的核心,所以会滑过现有的线路或母线。

主配置页面的其余部分是可选的。例如,如果您连接到高于600 VAC的电压,您可以使用电位变压器(PT)来降低电压,然后配置其比率。

如果您想设置最小电流或电压阈值(例如,您不想在能量计算中测量夜间的低电流或电压),您可以在这里的适当部分中设置它们。

有一件事需要注意:如果您不使用全三相(例如,测量一个小的双相负载,如房子,或者甚至是单相负载),那么您可以通过在一个或多个相位的“最小电压阈值比”区域输入1来快速关闭一个相位。

设置数据选项

有了这三个主要设置(Delta或Wye, CT类型,CT大小),单击Save,您应该会立即看到一些有意义的数据。

您可以切换滑块来查看更多数据,有很多要看的!总共有64个数据点。如果你不使用任何类型的控制引擎,那么你可能会想要在这里命名你的通道groov管理。

单击Channels,然后单击Configure来设置数据的选项。

让我们来看看一个典型的频道。

名称:您可以为通道命名任何您喜欢的名称,但是应该遵循最佳实践,并为它所携带的数据给点一个有意义的名称。注意,模块和通道类型是固定的,因为它们是由模块配置屏幕(Delta或Wye)配置的。

质量指示可以为每个通道打开和关闭。如果开启,模块上的蓝色LED会在任何通道超出其范围时变为黄色。

缩放通常被保留为默认值,过滤对于抑制噪声值很有用。但是,不要过度抑制,这样你仍然可以看到真正的通道信号在做什么。

如果您希望将数据发送到使用本机groov Manage MQTT客户机的MQTT代理,那么公共访问非常重要。通过REST接口获取数据还需要公共访问。

在这里,我打开了这个通道的公共访问开关,它将报告每个值的变化,从而使用一些数据带宽。如果您正在通过小区调制解调器传输数据,或者不需要知道每一个小的变化,可以将Deadband提高到适合您的应用程序的合理值。

在我的示例中,我不需要通过MQTT或REST发送Max和Min电压,但是如果需要查看这些保留的数据,可以打开它们。

您还可以传输此通道的质量。例如,如果这个通道超过或低于范围,您将得到一个糟糕的质量值。最后,如果您希望能够通过REST或MQTT接口重置Max和Min值,则可以切换到Writable。

一旦完成,请确保单击右上角的Save。然后,您可以继续并选择要配置的下一个数据通道。请注意,您不必为所有64个通道命名和配置,只需为应用程序指定所需的通道即可。

了解数据

说到数据通道,让我们来看看其中的一些。

我认为公平地说,我们的博客读者会对伏特、安培和频率感到满意。当我们讲到功率和能量点的时候,事情会变得更有趣。那么,让我们来看看真功率、无功功率和视在功率值。

有趣的是要理解大多数负载不是纯粹的加热元件(一个红色的发光电阻)。它们包括电阻,电感和电容器,所有这些都改变了流过负载的电流的形状,因此它不再是正弦的或与电压相一致的。

  • 真正的力量由负载的纯电阻分量计算。
  • 无功功率就是你的负载正在“拒绝”并向后推电源。综上所述,无功功率不是真实功率值的一部分,因为它不被负载使用。
  • 视在功率是从主电源中抽取的功率,它是真功率和无功功率的结合。注意,这不是一个直接的和或加法;每种类型的功率都有相位分量作为计算的一部分。

因此,如果视在功率是源,并且负载使用了它的不同部分,如真实功率和无功功率所示,我们如何快速看到使用功率和拒绝功率的比率是多少?

  • 功率因数。这是一个非常重要的无单位值。它可以告诉您很多关于您正在监视的负载的信息。功率因数(PF)是实际使用功率与交付的视在功率之比。你可以看到PF为1是多么理想。所有被输送的电力(电力公司会根据他们输送的电力向你收费)都被负荷使用了,没有浪费。
  • 基本频率的真正力量是电源频率下的纯电阻功率(通常是50或60Hz)。
  • 谐波真实功率是功率源(基频)以外的任何地方的纯电阻功率,即失真频率下的功率。

功率模块的能量计算是相同的功率值,但是随着时间的推移的总和。

绿色曲线代表能量,红线代表能量。您可以清楚地看到,根据负载使用的功率,能量是如何随着时间的推移而增加的。有趣的是,我们每隔30秒就将总能量存储到模块上的非易失性存储器中。换句话说,在一次电源循环后,它们不会被重置为零。

每个阶段的净能量是真正力量的1秒总和。该值可以以三种不同的格式读取。32位IEEE浮点数,单位为kWh, 64位有符号整数,单位为mWh, 32位有符号整数,单位为mWh。是的,那是毫瓦小时。这里有一些很好的能量数据。

积极的能量只有当它是正的时候,才会累积真正的力量。
负能量只有当它为负时,才通过添加真正的功率来累积。
净无功能是通过每秒增加一次无功功率而累积的。
明显的能量是通过每秒增加一次视功率而累积的。

然后我们还要计算这三个相的总能量。

总净能量是这三个阶段的实际功率之和。
总无符号能是每个相的真实功率绝对值的和。
总正能量是每个相的真实幂和,如果它们是正的。
总负能量如果为负,则为各相的真实幂和。
总净无功能为各相无功功率之和。
总净表观能量是每个相的真实功率之和,如果它是正的。

值得注意的是,虽然64点数据的数据新鲜度约为每秒一次,但这些值是由傅里叶变换以每秒4000次左右的速度计算出来的。


了下:光电子的22
标记:opto22

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