Vyhodnocovač úspor elektrickej energie

Analyzátor sieťových parametrov MAU3 RS485 je elektronické zariadenie, ktoré meria parametre sieťových veličín, t. j. napätie a prúd, analyzuje sieťové parametre, t.j. príkon, učinník a priemerný hodinový príkon, vyhodnocuje štatistické parametre, t.j. spotrebu, prevádzkové hodiny a percentuálnu úsporu elektrickej energie. Zariadenie je napájané z trojfázovej elektrickej siete, ktorej parametre meria a vyhodnocuje. Príkon samotného zariadenia je menší ako 2W, čo zanedbateľne ovplyvňuje merané parametre. Zariadenie sa montuje na DIN lištu a má veľkosť modulu DIN 6M 106mm, výška je 66mm. Obsahuje prijímač infračerveného spektra, LCD displej s LED podsvietením, 2x16 znakov výška znakov je 5,7mm a jedno ovládacie tlačidlo. Táto užívateľská príručka popisuje inštaláciu a obsluhu zariadenia. Prevádzkové nastavenia a kalibrácia elektrických parametrov sa prevádza pomocou diaľkového infra-ovládača ELEN BQS 062 cez obslužné MENU.

Inštalácia a montáž:

Zariadenie sa montuje štandardným spôsobom na DIN lištu.

Elektrické pripojenie:

Elektrické pripojenie zariadenia prevedieme cez svorkovnicu nachádzajúcu sa na spodnej časti zariadenia. Elektrické pripojenie prevedie výlučne osoba znalá elektrotechnik špecialista, podľa zápajacej schémy zobrazenej v prílohe.

Maximálne merané parametre zariadenia:

• Napätie: 3 x 264V.
• Prúd: 3 x 16A.

Obsluha:

Analyzátor sieťových parametrov MAU3 RS 485 je plne automatické meracie a vyhodnocovacie zariadenie, nevyžaduje si žiadnu obsluhu na prevádzku.

Princíp činnosti:

Zariadenie obsahuje šesť meracích prevodníkov po dva na každú fázu. V každej fáze je jeden prevodník použitý na meranie napätia a druhý na meranie prúdu. Front End merací aktuátor na meranie napätia je tvorený odporovým deličom, na meranie prúdu prúdovým meracím transformátorom. Vzorky hodnôt napätia a prúdu sa zbierajú v 1,5 sekundových cykloch v počte 601 pre každú veličinu. Časové vzdialenosti jednotlivých vzoriek odpovedajú približne 7,5° harmonického priebehu o frekvencií 50Hz. Implicitný fázový posuv meracieho prúdového transformátora 4° až 5° je kompenzovaný výpočtom – lineárnou interpoláciou prúdových vzoriek aktuálnou a predchádzajúcou. Namerané vzorky sú vyhodnotené metódou True RMS Root Mean Square. Počas snímania vzoriek napätia a prúdu sa vypočítavajú aj vzorky činného príkonu, ktoré na konci cyklu sa normalizujú priemerná hodnota vzoriek. Z tejto hodnoty a hodnôt RMS napätia a prúdu sa na konci cyklu vypočítavajú analytické hodnoty celkový príkon, jalový príkon, učinník cosΦ, fázový posuv. Na konci meracieho cyklu sa kumulujú hodnoty činného príkonu a aktualizuje sa hodnota spotreby. Vnútorný časovač meria hodnotu prevádzkové hodiny. Z hodnoty spotreby a prevádzkové hodiny sa vyhodnocuje parameter priemerný hodinový príkon. Percentuálna hodnota úspory elektrickej energie sa začne vyhodnocovať až po prvom vynulovaní spotreby, vyjadruje percentuálny pomer aktuálneho a predchádzajúceho priemerného hodinového príkonu.

Užívateľský zobrazovač:

Zariadenie obsahuje zobrazovač, ktorý v bežnej prevádzke zobrazuje parametre siete, stavy a informácie o úspore elektrickej energie podľa nasledujúcej tabuľky.

Zobrazenie obrazoviek na displeji zariadenia v tabuľke 1:

OBRAZOVKA	ZOBRAZOVAČ	POPIS
Po reštarte		Adresa zariadenia Priemerný hodinový príkon: 250,42 Úspora el. energie: 0,00% Spotreba: 0,84563kWh Prevádzkové hodiny: 17
Krátkym stlačením		Fázový prívod: 1 Napätie: 235,4V Prúd: 1,41A Príkon: 123,5W Účinník: 0,64
Krátkym stlačením		Fázový prívod: 2 Napätie: 233,2V Prúd: 1,09A Príkon: 239,1W Účinník: 0,99
Krátkym stlačením		Fázový prívod: 3 Napätie: 237,9V Prúd: 1,63A Príkon: 157,1W Účinník: 0,38

Ďalším krátkym stlačením tlačidla sa zobrazí obrazovka 1. Po pripojení napájacieho napätia na zariadenie na jeho displeji sa zobrazí po dobu asi 5 sekúnd nasledujúci údaj.

Zobrazovaný údaj po pripojení napájacieho napätia na zariadenie na obrázku 2:

Módy tlačidiel:

Zariadenie obsahuje jedno tlačidlo umiestnené vpravo vedľa displeja. Podľa dĺžky stlačenia definujeme 2 módy tlačidla.

• Mód 1: krátkodobé stlačenie tlačidla kratšie ako 0,5 sekundy.
• Mód 2: dlhodobé stlačenie tlačidla dlhšie ako 2 sekundy. Použitím módu 1 sa zmení obrazovka podľa tabuľky 1.

Funkcie zariadenia:

Funkcie zariadenia prevedieme použitím módu 2 tlačidla. Ak IRR prijímač je aktivovaný, potom Deaktivácia IRR prijímača. Popis funkcií je v nasledujúcej tabuľke.

Správy zobrazené pri móde 2 tlačidla v tabuľke 2:

STLAČENIE	ZOBRAZOVAČ	POPIS
2 sekundy		Aktivácia IRR prijímača
4 sekundy		Vynulovanie hodnoty spotreba
6 sekúnd		Reštartovanie zariadenia
8 sekúnd		Prednastavené hodnoty

Použitím módu 2 sa pred pripravia funkcie zariadenia zobrazené v tabuľke 2. Ak chceme potvrdiť jednotlivé funkcie zariadenia, to prevedieme uvoľnením tlačidla ihneď po zobrazení pred pripravenej funkcie zariadenia a následným krátkodobým stlačením tlačidla mód 1, do 2 sekúnd po uvoľnení tlačidla. V nasledujúcej tabuľke je popis správ po potvrdení funkcie zariadenia.

Správy zobrazené po potvrdení funkcií zariadenia v tabuľke 3:

FUNKCIA	ZOBRAZOVAČ	POPIS
ON-OFF		Aktivuje sa IRR, ak je ON potom sa OFF
0 spotreby		Vynuluje sa spotreba, priemerný hodinový príkon
Reset		Reštartovanie zariadenia
Predvolené		Vynuluje sa spotreba, priemerný hodinový príkon, úspora el. energie

Vlastnosti displeja a ovládanie diaľkovým infra-ovládačom:

Použitý displej zariadenia je typu LCD s počtom 2 x 16 znakov v dvoch riadkoch. Výška znakov je 5,57mm s LED podsvietením. Displej ovládame ručným infra-ovládačom ELEN BQS 062, ktorý k zariadeniu dodáva výrobca. Dosah infra-ovládača je 10m. Uhol nasmerovania ovládača na displej je 30°. Význam tlačidiel je vysvetlený v nasledujúcom obrázku a tabuľke - Funkcie tlačidiel ručného IR ovládača ELEN BQS 062 v tabuľke 4.

Ručný IR ovládač ELEN BQS 062 na obrázku 3:

Tabuľka funkcií diaľkového ovládača:

Aktivácia ovládania diaľkovým infra-ovládačom:

V bežnej prevádzke je z dôvodu softwarovej odolnosti zariadenia voči rušeniu infračerveného spektra, ktoré vyžarujú žiarivky a výbojky, deaktivované ovládanie diaľkovým infra-ovládačom. Aktiváciu diaľkového infra-ovládača prevedieme stlačením tlačidla módom 2 podľa tabuľky 2 a 3.

Deaktivovanie ovládania diaľkovým infra-ovládačom:

V prípade ak máme aktivované ovládanie diaľkovým infra-ovládačom a už ho neplánujeme používať, je vhodné ho deaktivovať aj bez nutnosti odpojenia napájacieho napätia, čím sa zvýši odolnosť zariadenia voči rušeniu infračerveného spektra, čo môže mať vplyv na presnosť nameraných veličín. Deaktiváciu diaľkového infra-ovládača prevedieme stlačením tlačidla módom 2 podľa tabuľky 2 a 3. Deaktivovanie ovládania diaľkovým infra-ovládačom môžeme previesť dvojitým stlačením tlačidla ESC pokiaľ sa na displeji nezobrazí.

Zobrazovaný údaj po deaktivovaní IRR prijímača s diaľkovým infraovládačom na obrázkz 4:

Ovládanie obslužného menu:

Prevádzkové nastavenia a kalibrácia elektrických parametrov sa prevádza pomocou diaľkového infra-ovládača ELEN BQS 062. Po aktivácií IRR prijímača stlačením tlačidla SELECT na diaľkovom infra-ovládači sa dostaneme do prvej položky MENU. V MENU sa následne pohybujeme cyklický vo vertikálnom smere stláčaním tlačidiel šípka nahor alebo šípka nadol. To znamená, ak sa dostaneme na poslednú príslušnú položku MENU, následným stlačením toho istého tlačidla sa dostaneme na prvú príslušnú položku. Naopak, ak sa dostaneme na prvú príslušnú položku MENU, následným stlačením toho istého tlačidla sa dostaneme na poslednú príslušnú položku. Počet položiek MENU je 20. V nasledujúcej tabuľke je zobrazená rýchla navigácia obslužného MENU.

Zobrazenie MENU zariadenia v tabuľke 5:

FUNKCIA	ZOBRAZOVAČ	POPIS
1.		Zadávanie adresy zariadenia. Rozsah: adresa #1 až #9
2.		Zadávanie kalibračnej konštanty napätia pre fázu 1. Rozsah: 0,01 až 1,9
3.		Zadávanie kalibračnej konštanty prúdu pre fázu 1. Rozsah: 0,01 až 1,9
4.		Zadávanie kalibračnej konštanty fázového posuvu pre fázu 1. Rozsah: 0 až 65535
5.		Zadávanie kalibračnej konštanty napätia pre fázu 2. Rozsah: 0,01 až 1,9
6.		Zadávanie kalibračnej konštanty prúdu pre fázu 2. Rozsah: 0,01 až 1,9
7.		Zadávanie kalibračnej konštanty fázového posuvu pre fázu 2. Rozsah: 0 až 65535
8.		Zadávanie kalibračnej konštanty napätia pre fázu 3. Rozsah: 0,01 až 1,9
9.		Zadávanie kalibračnej konštanty prúdu pre fázu 3. Rozsah: 0,01 až 1,9
10.		Zadávanie kalibračnej konštanty fázového posuvu pre fázu 3. Rozsah: 0 až 65535
11.		Korekcia spotreby. Dĺžka meracieho cyklu v sekundách. Nemeniť! Rozsah: 0,01 až 1,9
12.		Zadávanie napätia vyčítaného z kalibračného zariadenia pre fázu 1
13.		Zadávanie prúdu vyčítaného z kalibračného zariadenia pre fázu 1
14.		Zadávanie napätia vyčítaného z kalibračného zariadenia pre fázu 2
15.		Zadávanie prúdu vyčítaného z kalibračného zariadenia pre fázu 2
16.		Zadávanie napätia vyčítaného z kalibračného zariadenia pre fázu 3
17.		Zadávanie prúdu vyčítaného z kalibračného zariadenia pre fázu 3
18.		Nulovanie spotreby
19.		Reštartovanie zariadenia
20.		Zadanie prednastavených hodnôt

Postup pri kalibrácií zariadenia:

Kalibračný merací prístroj a zariadenie zapojíme podľa schémy 1. Kalibrujeme postupne nasledovné tri hodnoty -napätie, prúd, fázový posuv. Použijeme kalibračný merací prístroj typu PROVA 21, kde využijeme meranie hodnoty napätie typu true RMS, prúdu typu true RMS a činný príkon. Z dôvodu, aby sme nemuseli prekalibrovať niektoré hodnoty po ukončení kalibrácie.

Odporúčame dodržať nasledovnú postupnosť krokov kalibrácie:

• Zapojíme činnú zaťaž, s odberom minimálne 1A najprv na fázu 1, neskôr na fázu 2 a fázu 3.
• Tlačidlom aktivujeme IRR prijímač, podľa tabuľky 2 v kapitole 5. 3. Prepneme obrazovku 2 podľa tabuľky 1 v kapitole.
• Zapíšeme si hodnoty napätia, prúdu a príkonu pre fázu 1.
• Diaľkovým infra-ovládačom nastavíme menu 2. Na displeji sa zobrazí kalibračná konštanta napätia pre fázu 1. Hodnotu napätia zobrazeného na kalibračnom prístroji podelíme zapísanou hodnotou napätia v bode 3. Tento pomer vynásobíme kalibračnou konštantou napätia pre fázu 1, ktorá sa nám zobrazuje na displeji, a tým dostaneme novú kalibračnú konštantu napätia pre fázu 1. Túto hodnotu zadáme diaľkovým infra-ovládačom a potvrdíme. Displej sa po 2 sekundách prepne do obrazovky 1, kedy môžeme porovnať namerané napätie na zariadení s hodnotou na kalibračnom prístroji. Rozdiel musí byť v tolerancií ±1V.
• Diaľkovým infra-ovládačom nastavíme menu 3 stlačením šípky nahor. Na displeji sa zobrazí kalibračná konštanta prúdu pre fázu 1. Hodnotu prúdu zobrazeného na kalibračnom prístroji podelíme zapísanou hodnotou prúdu v bode 3. Tento pomer vynásobíme kalibračnou konštantou prúdu pre fázu 1, ktorá sa nám zobrazuje na displeji, a tým dostaneme novú kalibračnú konštantu prúdu pre fázu 1. Túto hodnotu zadáme diaľkovým infra-ovládačom a potvrdíme. Displej sa po 2 sekundách prepne do obrazovky 1, kedy môžeme porovnať nameraný prúd na zariadení s hodnotou na kalibračnom prístroji. Rozdiel musí byť v tolerancií ±0,01A.
• Diaľkovým infra-ovládačom nastavíme menu 4 stlačením šípky nahor. Na displeji sa zobrazí interpolačná konštanta fázového posuvu prúdu pre fázu 1 fázový posuv na meracom prúdovom transformátore. Porovnávame hodnotu príkonu zapísaného v bode 3 s hodnotou príkonu zobrazeného kalibračným prístrojom. Ak kalibračný prístroj zobrazuje menšiu hodnotu ako displej zadáme diaľkovým infra-ovládačom číslo asi o 1 000 väčšie, ako je zobrazené na displeji a potvrdíme. Naopak, ak kalibračný prístroj zobrazuje väčšiu hodnotu ako displej zadáme diaľkovým infra-ovládačom číslo asi o 1 000 menšie a potvrdíme. Displej sa po 2 sekundách prepne do obrazovky 1, kedy môžeme porovnať nameraný príkon na zariadení s hodnotou na kalibračnom prístroji. Rozdiel musí byť v tolerancií ±1W, ak je väčší, tak následne iteračným približovaním zmenšovaním zadávaných rozdielov na 500, 100, a tak ďalej sa dostaneme do potrebnej tolerancie.
• Prepneme obrazovku 3 podľa tabuľky 1 v kapitole 3. Zapíšeme si hodnoty napätia, prúdu a príkonu pre fázu 2.
• Opakujeme kroky 4, 5 a 6 pre prislušnú fázu 2.
• Prepneme obrazovku 4 podľa tabuľky 1 v kapitole 3. Zapíšeme si hodnoty napätia, prúdu a príkonu pre fázu 3.
• Opakujeme kroky 4, 5, a 6 pre príslušnú fázu 3.
• Kalibrácia hodnôt napätia a prúdu sa dá previesť aj v MENU 12 až 15, kde nemusíme prepočítavať konštanty, iba diaľkovým infra-ovládačom zadáme hodnoty z kalibračného prístroja, ale pri tomto spôsobe kalibrovania sa prejavuje rušenie z IRR prijímača prerušované meranie vzoriek a teda kalibráciu jednotlivých hodnôt musíme opakovať niekoľkokrát, pokiaľ sa nedostaneme do požadovanej tolerancie.

Terminalový vstup zariadenia:

Zariadenie je vybavené sériovým rozhraním RS 485, cez ktoré približne každú sekundu vysiela hodnoty nameraných veličín a stavy zariadenia. Tieto údaje sa nevysielajú pri manipulácií s diaľkovým infra-ovládačom a približne 15 sekúnd po reštarte zariadenia.

Formát dát sériovej linky RS485:

• BD rate (prenosová rýchlosť): 9 600 BD.
• Formát Byte: 8N0 (8 data bits, bez parity).
• Počet Byte: 24.
• Typ dát: BCD kódovaný natívny float point, Dátový reťazec 3 čísel float point 3 x 8 byte, spotreba, priemerný hodinový príkon a úspora.

Poverovanie HOST zariadenia riadiaca jednotka KALDES KEP2 typu token ring cez adresy DEVICE zariadení #1 až #9 binárny formát adresy.

Príklad správy:

Pri použití dátového terminálu napríklad PC, správne nastavený hand shake pre RS 485, nastavením vyšleme byte príslušnej adresy, zariadenie do 1,5 sekundy vyšle dáta, na terminály zosnímame nasledujúci príklad správy: 668503370A63323E6F12833A.

Technická špecifikácia zariadenia:

Krabička KPDIN modul 6M, rozmer 106mm, šírka 6 ističov, výška 66mm.

Merané parametre:

• Meranie napätia trojfázovej siete TNC alebo TNCS, 230VAC +10% - meranie 0 až 110%, hodnota metóda vyhodnotenia true RMS, rozlíšenie 0,1 V. Presnosť +-2,5% +- 5dg (5dg.zodpovedá údaj 0,122V).
• Meranie prúdu fázového prívodu asymetrické, hodnota metóda vyhodnotenia true RMS, rozsah je 0 až 16A, rozlíšenie je 0,01A až 10mA, presnosť je ±2,5% až ±5dg. 5dg. zodpovedá údaj 0,0122A.

Analytické parametre:

• Činný príkon, jednotka [W], rozlíšenie 0,01W.
• Jalový príkon, jednotka [VAr], rozlíšenie 0,01VAr.
• Zdanlivý príkon, jednotka [VA], rozlíšenie 0,01VA.
• Učinník (Power Factor), rozsah 0,01 až 1.00, rozlíšenie 0,01.
• Spotreba, jednotka [kWh], kumulatívna hodnota, rozsah 0,00000 kWh až 9 999 999 kWh pohyblivá desatinná čiarka float point. Volatilnosť: zapamätané každú prevádzkovú hodinu.
• Prevádzkové hodiny, kumulatívna hodnota, rozsah 0 až 99 999 hod. Volatilnosť: zapamätané každú prevádzkovú hodinu.

Štatistické parametre:

• Priemerný hodinový príkon, jednotka [W], rozlíšenie 0,01W.
• Percentuálna úspora elektrickej energie, rozsah -999% až 99,9%.

Doplnková ochrana pred nebezpečným dotykovým napätím: Uzamknutý kryt rozvodnice.

Technická špecifikácia zariadenia: