Xuất xung đồng hồ năng lượng: Hằng số, Tỷ lệ và Xác minh
Xuất xung đồng hồ năng lượng chuyển đổi năng lượng điện tích lũy thành các sự kiện có thể đếm được. Để lấy kilowatt-giờ, chia số xung ghi nhận được cho hằng số xung trên kWh đã được ghi rõ, hoặc nhân chúng với trọng số Wh trên xung đã được ghi rõ. Đây là các quy ước khác nhau. Trước khi kết nối bộ đếm, xác nhận chính xác tùy chọn đồng hồ, mạch xuất, điện áp và dòng điện cho phép, độ rộng xung, hướng năng lượng và liệu tỷ lệ biến áp đã bao gồm hay chưa. Một đèn báo phía trước nhấp nháy không xác nhận rằng đã lắp đặt một đầu ra bên ngoài phù hợp về điện.
Đối với một quản lý năng lượng nhà máy, một bản ghi xung đáng tin cậy có thể kết nối lịch trình sản xuất với tiêu thụ mà không cần mạng truyền thông hoàn chỉnh. Tuy nhiên, một hằng số không chính xác có thể làm cho mọi so sánh năng lượng sau này đều sai. Hướng dẫn này giải thích về tỷ lệ và xác minh; nó không thay thế sơ đồ đầu cuối hoặc ủy quyền công việc bên trong bảng điện đang có điện.
Xác định xem bạn thực sự có tín hiệu nào
Bắt đầu với mẫu đặt hàng, số sê-ri và mã tùy chọn. Một đầu ra xung điện có thể sử dụng một tranzito cách ly, cấu hình mở-collector, rơ le hoặc một giao diện đã được ghi rõ khác. Một đầu vào nhận có thể cung cấp điện áp cảm biến riêng, yêu cầu nguồn cung cấp riêng đã được phê duyệt, hoặc mong đợi một tiếp xúc không tiềm năng. Các tên đầu cuối tương tự không đảm bảo khả năng tương thích.
Một đèn LED quang học là một khả năng khác. Một đầu đọc quang phù hợp có thể quan sát mà không cần kết nối điện với đồng hồ. Hằng số LED có thể khác với hằng số đầu ra điện có thể cấu hình riêng biệt. Không sao chép ký hiệu bên cạnh LED vào cấu hình bộ đếm bên ngoài cho đến khi manual xác nhận mối quan hệ đó.
The Thiết bị điện đa chức năng CNBYG BY194 liệt kê một module xung năng lượng điện trong số các chức năng mở rộng có thể chọn. Điều này thiết lập một kết nối trong dòng sản phẩm, không phải mọi biến thể BY194 đều có các đầu ra hoặc đánh giá giống nhau. Yêu cầu tài liệu chính xác của module đã lắp đặt trước khi chuẩn bị giao diện.
Đọc hằng số kèm theo đơn vị của nó
Hai mô tả phổ biến là xung trên mỗi kilowatt-giờ và watt-giờ trên mỗi xung. Chúng mô tả cùng một phép chuyển đổi theo dạng nghịch đảo, nhưng nhập một giá trị số vào trường mong đợi giá trị kia có thể gây ra lỗi lớn. Giữ đơn vị bên cạnh mỗi số trong bảng vận hành.
Đối với một hằng số K được biểu diễn bằng xung/kWh:
Năng lượng E, tính bằng kWh = số xung N / K.
Đối với trọng số xung W được biểu diễn bằng Wh/xung:
Năng lượng E, tính bằng kWh = N × W / 1.000.
Ví dụ minh họa thuần túy, một hằng số đã ghi rõ là 1.000 xung/kWh và số xung là 2.500 tương ứng với 2,5 kWh. Trọng số xung nghịch đảo là 1 Wh/xung. Các giá trị ví dụ này không phải là thông số kỹ thuật của BY194 và không được sao chép vào cấu hình hoạt động mà chưa xác minh.
Giới thiệu về đếm xung của OpenEnergyMonitor giải thích mối quan hệ giữa xung đồng hồ và năng lượng đo được. The Hướng dẫn đo lường điện của Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ giải thích sự phân biệt giữa các đơn vị công suất và năng lượng. Các nguyên tắc đó hỗ trợ các phép tính ở đây; khả năng tương thích phần cứng vẫn dựa vào hướng dẫn của nhà sản xuất thực tế.
Phân tách mở rộng chính khỏi mở rộng phụ
Đồng hồ vận hành bằng biến áp có thể đo qua biến dòng và, khi thích hợp, biến áp điện áp. Tùy thuộc vào cấu hình đồng hồ và đầu ra, các xung của nó có thể đại diện cho năng lượng chính sau khi hiệu chỉnh tỷ lệ hoặc một đại lượng phụ cần nhân hệ số. Hệ thống nhận phải áp dụng hệ số phù hợp chính xác một lần.
Giả sử một hồ sơ dự án xác nhận rằng đồng hồ đã áp dụng tỷ lệ CT đã cấu hình vào năng lượng đầu ra. Việc áp dụng tỷ lệ đó một lần nữa trong hệ thống quản lý tòa nhà sẽ làm tăng số liệu tiêu thụ. Ngược lại, giả sử mở rộng chính cho một đầu ra đã ghi nhận là mở rộng phụ sẽ làm giảm số liệu. Thông số kỹ thuật đầu ra, chứ không phải giao diện của bảng điều khiển hợp lý, mới là yếu tố quyết định câu hỏi.
Ghi lại các thông số CT chính và phụ, bất kỳ tỷ lệ biến áp điện áp nào, cài đặt tỷ lệ của đồng hồ và mô tả mở rộng đầu ra ở một nơi. Sử dụng phần riêng biệt hướng dẫn lựa chọn CT cho khả năng tương thích cảm biến và phần hướng dẫn đấu dây đồng hồ đa chức năng cho mạch đo lường rộng hơn. Cả hai không thay thế cho sơ đồ xung đầu ra theo mô hình cụ thể.
Kiểm tra khả năng tương thích giao diện trước khi đếm
| Mục cần xác nhận | Bằng chứng cần thu thập | Tại sao điều đó quan trọng |
|---|---|---|
| Loại đầu ra và cách ly | Hình vẽ chân module chính xác và mô tả mạch | Một đầu ra tranzito và một tiếp xúc khô cần các sắp xếp nhận khác nhau |
| Giới hạn điện | Điện áp, dòng điện, cực tính và cách bố trí nguồn cung cấp được phép | Một đầu vào không phù hợp có thể làm hỏng giao diện hoặc thất bại âm thầm |
| Thời gian xung | Giới hạn chiều rộng đã ghi nhận và thời gian nhập nhận | Một bộ đếm có thể bỏ lỡ các xung quá ngắn hoặc hợp nhất các sự kiện quá gần nhau |
| Đăng ký năng lượng | Năng lượng hoạt động hoặc phản ứng, nhập khẩu hoặc xuất khẩu, tổng hoặc kênh đã chọn | Một phép đếm chính xác từ bộ ghi sai trả lời câu hỏi sai |
| Quy ước tỷ lệ | Pulses/kWh hoặc Wh/pulse dựa trên cơ sở sơ cấp/thứ cấp | Ngăn chặn hằng số nghịch đảo và nhân hệ số biến áp lặp lại |
| Môi trường wiring | Lộ trình cáp, che chắn và hướng dẫn lắp đặt | Nhiễu điện hoặc định tuyến không phù hợp có thể tạo ra việc phát hiện sự kiện không đáng tin cậy |
Đây là danh sách kiểm tra tài liệu, không phải hướng dẫn wiring toàn diện. Không giả định cực tính, điện trở kéo lên, điện áp cung cấp hoặc số terminal từ một đồng hồ khác. Lấy rõ bằng văn bản khi bản vẽ và nhãn module không phù hợp.
Ước lượng tần số pulse và độ phân giải hữu ích
Đối với đầu ra được ghi nhận là K pulses/kWh và công suất hoạt động ổn định P tính bằng kW, tần số pulse trung bình dự kiến là:
f, tính bằng pulses mỗi giây = P × K / 3.600.
Ở mức 36 kW và 1.000 pulses/kWh, điều này cho ra 10 pulses mỗi giây. Cả đầu ra của đồng hồ và đầu vào nhận phải hỗ trợ tốc độ sự kiện này với thời gian pulse đã chọn. Phép tính này không chứng minh rằng cấu hình cụ thể nào được hỗ trợ.
Ở tải thấp, thời gian giữa các xung có thể kéo dài. Một xung có thể đại diện cho nhiều năng lượng hơn mức tiêu thụ trong một khoảng thời gian báo cáo ngắn. Do đó, bảng điều khiển có thể hiển thị các số không lặp lại theo sau là một bước nhảy ngay cả khi tiêu thụ thực tế ổn định. Mẫu này có thể là hiệu ứng phân giải thay vì lỗi của đồng hồ đo.
Chọn các khoảng thời gian báo cáo với ý thức về sự phân giải đó. Nếu quyết định quy trình cần các thay đổi công suất nhanh, hãy xem xét một bộ ghi công suất phù hợp hoặc một thiết bị đo lường đã được xác nhận thay vì suy diễn hành vi tức thời từ các xung năng lượng thưa thớt. Xem ghi dữ liệu công suất để phân biệt rõ hơn giữa đếm sự kiện và đo theo chuỗi thời gian.
Xác minh so với bộ ghi năng lượng của đồng hồ đo
Sử dụng một khoảng thời gian quan sát đã được ghi chép rõ ràng với các ghi nhận bắt đầu và kết thúc ổn định. Ghi lại bộ ghi đồng hồ đo, tổng đếm và thời gian ở cả hai đầu. So sánh sự thay đổi năng lượng của đồng hồ đo với sự thay đổi đã chuyển đổi của số xung, cho phép độ phân giải hiển thị và một xung có thể vượt qua ranh giới quan sát.
Ví dụ, nếu một thử nghiệm bắt đầu nửa chừng trong lượng năng lượng đại diện bởi một xung, không mong đợi sự chính xác tuyệt đối đến xung cuối cùng trong một khoảng thời gian rất ngắn. Một quan sát kiểm soát lâu hơn có thể giảm thiểu tác động tương đối. Xác định phương pháp chấp nhận dự án thay vì sáng tạo một tỷ lệ dung sai phần trăm chung.
Thử nghiệm cũng cần một cơ sở ghi chép nhất quán. Năng lượng tiêu thụ hoạt động không thể so sánh trực tiếp với năng lượng nhập khẩu trừ đi xuất khẩu khi có phát điện tại chỗ. Tương tự, một bộ ghi tổng năng lượng ba pha không nên so sánh với một kênh xung được phân bổ cho một lượng khác. Ghi chính xác tên các bộ ghi theo đúng hướng dẫn của manual.
Chẩn đoán các sự không phù hợp phổ biến theo thứ tự hữu ích
Tỷ lệ cố định giữa năng lượng tính toán và sự thay đổi của bộ ghi thường chỉ ra vấn đề về tỷ lệ. Kiểm tra hằng số nghịch đảo, Wh so với kWh, hệ số nhân biến áp và bất kỳ hệ số nhân phần mềm nào của bộ đếm. Một vấn đề về nhân đôi có thể phát sinh khi phần mềm đếm cả cạnh lên và cạnh xuống nhưng đặc tả định nghĩa một xung hoàn chỉnh là một sự kiện.
Việc đếm thiếu cục bộ theo chu kỳ yêu cầu một cuộc điều tra khác. Xem xét tốc độ xung cao nhất, độ rộng xung tối thiểu, cài đặt lọc và chống nhiễu, ổn định nguồn cung và khả năng chứa đựng sự kiện. Một đầu vào được cấu hình cho các tiếp xúc cơ học chậm có thể từ chối các xung hợp lệ nhanh. Thay đổi bộ lọc mà không ghi lại cài đặt ban đầu có thể che giấu nguyên nhân.
Các số đếm bất ngờ khi tải đo lường không có yêu cầu xác minh bộ ghi năng lượng thực tế, tải chờ, hành vi xuất khẩu và tính toàn vẹn dây wiring. Không vội kết luận đồng hồ đo không chính xác. Tách riêng tín hiệu điện, logic bộ đếm và chuyển đổi năng lượng thành ba giai đoạn có thể kiểm tra được.
Khởi động lại đột ngột hoặc mất điện mạng tạo ra rủi ro khác: bộ nhận có thể đặt lại bộ đếm cục bộ trong khi năng lượng tích lũy của đồng hồ đo vẫn tiếp tục. Hệ thống dữ liệu cần có chính sách khởi động lại đã được ghi chép, tổng cộng còn lại và cách rõ ràng để xác định các khoảng thời gian bị thiếu. Thêm số không vào khoảng thời gian thiếu có thể làm cho hiệu suất năng lượng trông tốt hơn thực tế.
Làm cho hồ sơ bàn giao hữu ích cho bảo trì trong tương lai
Lưu bản vẽ đầu ra đã được phê duyệt, mã tùy chọn, hằng số có đơn vị, cơ sở tỷ lệ, cấu hình đầu vào bộ đếm và kết quả thử nghiệm cùng hồ sơ tài sản của đồng hồ đo. Bao gồm hình ảnh nhãn dán chụp theo quy trình công việc điện của công trình. Hạn chế thay đổi cấu hình và giữ nhật ký thay đổi có ngày tháng.
Đối với yêu cầu, cung cấp sơ đồ cung cấp và cảm biến, chi tiết CT, hướng năng lượng yêu cầu, thông số kỹ thuật đầu vào thiết bị nhận, công suất tối đa dự kiến và khoảng thời gian báo cáo mong muốn. Yêu cầu nhà cung cấp xác nhận khả năng và tương thích của module. Không đặt hàng chỉ dựa trên một tuyên bố chung rằng sản phẩm hỗ trợ đầu ra xung.
Khi sau này sử dụng theo dõi xung để đánh giá công việc công suất phản kháng, hãy so sánh điều kiện sản xuất và các khoảng thời gian đo lường một cách nhất quán. Một hệ số công suất đã được chỉnh sửa không tự động có nghĩa là tiêu thụ năng lượng hoạt động giảm cùng tỷ lệ phần trăm. Hồ sơ xung giúp xác lập kWh đo được; nó không tự chứng minh nguyên nhân của sự thay đổi.
Học hỏi thêm: công suất và năng lượng tích lũy
Bài học vật lý của Khan Academy sau đây giải thích công suất điện như năng lượng truyền tải qua mỗi đơn vị thời gian. Mối quan hệ đó là nền tảng để chuyển đổi từ năng lượng đồng hồ đo tích lũy sang công suất trung bình. Nó không trình bày các tùy chọn dây wiring hoặc đầu ra của thiết bị BY194.
Các câu hỏi thường gặp
1.000 xung mỗi kWh có nghĩa là 1.000 Wh mỗi xung không?
Không. Nó có nghĩa là một xung đại diện cho 1 Wh, vì 1 kWh chứa 1.000 Wh. Luôn kiểm tra đơn vị mà hệ thống nhận dự kiến.
Tôi có thể sử dụng đèn LED phía trước cố định cho đầu ra xung điện không?
Chỉ khi manual chính xác xác nhận rằng cả hai tín hiệu sử dụng hằng số đó. Một module đầu ra có thể cấu hình được có thể có trọng số xung hoặc phân bổ bộ ghi khác nhau.
Liệu bộ đếm có nhân với tỷ lệ CT không?
Chỉ khi cơ sở xuất ra đã yêu cầu hệ số nhân đó. Áp dụng lại khi đồng hồ đã tạo ra các xung theo tỷ lệ chính, sẽ tạo ra tổng sai lệch.
Kiểm tra đầu ra xung có chứng minh độ chính xác tính tiền của đồng hồ đo không?
Không. Nó xác minh một tín hiệu cụ thể và đường truyền chuyển đổi dưới điều kiện đã ghi lại. Xác minh độ chính xác chính thức yêu cầu phương pháp kiểm tra phù hợp, thiết bị tham chiếu thích hợp và các yêu cầu phê duyệt liên quan.
Đối với quy trình đo lường liên quan, xem hướng dẫn của chúng tôi về xác minh độ chính xác tham chiếu của đồng hồ đo năng lượng.