Energian ja sähkönlaadun mittauksien toteutus DIN-kiskoliitäntäisillä mittalaitteilla
Räsänen, Tero (2018)
Räsänen, Tero
Savonia-ammattikorkeakoulu
2018
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2018100415653
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2018100415653
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää DIN-kiskoon asennettavien mittalaitteiden soveltuvuus energian ja sähkönlaadun mittaukseen sekä toteuttaa etäluettava ja tallentava pilotointiympäristö laitteistokartoituksen perusteella. Työn tilaajana toimi Voimatel Oy. Mittalaitteiden ominaisuuksista tarkastelun kohteena oli sähkönlaadullisten suureiden ja energianmittauksen lisäksi mittalaitteiden soveltuvuus kysyntäjouston ja kuormanrajoituksen toteutuksessa, sekä IoT- ja hälytysmahdollisuudet.
Pilotointilaitteistolle asetettiin vaatimuksiksi etäluenta sekä mittaustulosten tallennus ja lähetys FTP-palvelimelle langattomia tietoverkkoja käyttäen. Saadusta mittaustulosteesta oli oltava mahdollisuus selvittää tuotettu ja kulutettu pätö- ja loisenergia sekä mittausjakson huipputeho. THD-arvoa mittalaitteistolta ei vaadittu. Laitteistolta vaadittiin lisäksi kyky toimittaa hälytys ennalta määritettyjen hälytysehtojen mukaisesti FTP-palvelimelle.
Laitteistokartoituksen perusteella pilotointiympäristöksi valikoitui vaatimukset täyttävä laitteisto. Laitteistoa testattiin mittaamalla paineilmakompressorin kolmivaiheista moottoria. Laitteistosta testattiin vaadittujen mittaustietojen välitys. Laitteiston hälytysominaisuuksia testattiin virran ja jännitteen osalta. Virtahälytystä testattiin käynnistämällä kompressorin moottori ja jännitehälytystä testattiin katkomalla laitteiston syöttöjännitettä. Pilottiympäristön virtamittaustuloksia verrattiin oskilloskooppimittauksiin.
Pilotointilaitteisto täytti vaatimukset mittaustulosten toimittamisen osalta, mutta ei toiminut odotetusti hälytysten suhteen. Mittalaitteisto reagoi moottorin nimellisvirtaa suurempaan käynnistysvirtaan, mutta hälytys jäi päälle koko käyntisyklin ajaksi. Syy tähän voi kuitenkin olla väärin asetelluissa hälytysehdoissa. Mittalaitteiston jännitehälytykset toimivat täysin epäjohdonmukaisesti, eikä syytä tähän voitu selittää. Laitteistoa ei myöskään saatu toimittamaan hälytyksiä FTP-palvelimelle. Verrattaessa pilotointiympäristöllä ja oskilloskoopilla tehtyjä virtamittauksia huomattiin, että pitkäkestoiset ja muuttumattomat virtamittaukset vastasivat toisiaan, mutta nopeissa virtamuutoksissa tulokset poikkesivat toisistaan huomattavasti.
Työn tuloksena ¬saatiin selville laitteistokokoonpanojen rajoitukset ja mahdollisuudet.
Pilotointilaitteistolle asetettiin vaatimuksiksi etäluenta sekä mittaustulosten tallennus ja lähetys FTP-palvelimelle langattomia tietoverkkoja käyttäen. Saadusta mittaustulosteesta oli oltava mahdollisuus selvittää tuotettu ja kulutettu pätö- ja loisenergia sekä mittausjakson huipputeho. THD-arvoa mittalaitteistolta ei vaadittu. Laitteistolta vaadittiin lisäksi kyky toimittaa hälytys ennalta määritettyjen hälytysehtojen mukaisesti FTP-palvelimelle.
Laitteistokartoituksen perusteella pilotointiympäristöksi valikoitui vaatimukset täyttävä laitteisto. Laitteistoa testattiin mittaamalla paineilmakompressorin kolmivaiheista moottoria. Laitteistosta testattiin vaadittujen mittaustietojen välitys. Laitteiston hälytysominaisuuksia testattiin virran ja jännitteen osalta. Virtahälytystä testattiin käynnistämällä kompressorin moottori ja jännitehälytystä testattiin katkomalla laitteiston syöttöjännitettä. Pilottiympäristön virtamittaustuloksia verrattiin oskilloskooppimittauksiin.
Pilotointilaitteisto täytti vaatimukset mittaustulosten toimittamisen osalta, mutta ei toiminut odotetusti hälytysten suhteen. Mittalaitteisto reagoi moottorin nimellisvirtaa suurempaan käynnistysvirtaan, mutta hälytys jäi päälle koko käyntisyklin ajaksi. Syy tähän voi kuitenkin olla väärin asetelluissa hälytysehdoissa. Mittalaitteiston jännitehälytykset toimivat täysin epäjohdonmukaisesti, eikä syytä tähän voitu selittää. Laitteistoa ei myöskään saatu toimittamaan hälytyksiä FTP-palvelimelle. Verrattaessa pilotointiympäristöllä ja oskilloskoopilla tehtyjä virtamittauksia huomattiin, että pitkäkestoiset ja muuttumattomat virtamittaukset vastasivat toisiaan, mutta nopeissa virtamuutoksissa tulokset poikkesivat toisistaan huomattavasti.
Työn tuloksena ¬saatiin selville laitteistokokoonpanojen rajoitukset ja mahdollisuudet.