Czym są podliczniki?
Jest to sprzęt stosowany w różnych dziedzinach gospodarki, m.in. w usługach związanych z nieruchomościami (np. określanie zużycia energii elektrycznej przez poszczególne sklepy w centrum handlowym), w sektorze produkcyjnym (pomiar zużycia energii elektrycznej na poszczególnych etapach procesu technologicznego) i innych branżach.
Użytkownicy stosują podliczniki w połączeniu z nowoczesnymi rozwiązaniami technicznymi, dzięki czemu wykorzystywane są w zastosowaniach z kategorii Internetu Rzeczy. Udostępniają one bezcenne dane – często na bieżąco – w przejrzystej formie wizualnej. Pomiary można sprawdzić zdalnie w aplikacji w telefonie lub na komputerze, bez konieczności fizycznego odczytu danych podlicznika.
Odczyty pomiarów z podlicznika nie podlegają wymaganiom metrologicznym dotyczącym wzorcowania i raportowania dokładności. Z jednej strony, zastosowanie podliczników oznacza zmniejszenie kosztów produkcji i wykorzystanie rozwiązania na szerszą skalę niż w przypadku tradycyjnych liczników pomiaru energii elektrycznej. Możliwe jest tym samym zapewnienie większej ziarnistości danych. Z drugiej strony, ich wykorzystanie może prowadzić do nieścisłości pomiaru i przekłamania faktycznie zmierzonych wartości, a w efekcie do ich nieprawidłowej oceny.
Pierwszy test przeprowadzony został w laboratorium. Drugi natomiast odbył się na rzeczywistych zainstalowanych systemach.
1. Pomiary laboratoryjne
Do pomiaru użyto przenośnego testera PTE (Portable Test Equipment) składającego się ze źródła zasilania i napięcia i wzorca referencyjnego o klasie dokładności 0,02%.
Instalacja urządzeń i pomiar
Czujnik jest podłączony do testera za pomocą zacisków prądowych i przewodów napięciowych.
Za pomocą testera wygenerowano precyzyjnie zdefiniowane prądy i napięcia, które również zostały porównane z wartościami mierzonymi przez czujnik.
Ponieważ zastosowany czujnik nie został wyposażony w metrologiczny wskaźnik zmierzonej mocy z wyświetlaczem LED, zmierzone wartości zostały odczytane bezpośrednio z aplikacji.
Wartości te zostały następnie porównane z wartościami wygenerowanymi przy pomocy testera, po czym obliczono błąd pomiaru.
Mieścił się on w przedziale od -3,2% do +2,6%, co odpowiadało początkowym założeniom.
2. Pomiary wykonywane w terenie
Drugi pomiar został przeprowadzony na zainstalowanych urządzeniach u różnych klientów w celu zapewnienia lepszej oceny dokładności pomiarów w warunkach rzeczywistych. Do pomiaru wykorzystano wzorzec pomiarowy WS2320A o dokładności 0,05%.
Cęgi prądowe lub elastyczne sondy prądowe (FCP) firmy AppliedPrecision wykorzystano do pomiaru natężenia prądu w zależności od warunków konkretnej instalacji. Jest to elastyczny czujnik prądu działający na zasadzie cewki Rogowskiego. Można również skorzystać z sondy Fluke i2500 w celu przeprowadzenia osobnego pomiaru prądu.
Instalacja urządzeń z cęgami prądowymi i połączenie z sondą prądową
Pomiar wykonano tą samą metodą, jak w poprzednim przypadku, tj. przez bezpośrednie porównanie wartości mierzonych przez wzorzec i za pomocą oprogramowania MeriTO.
Następnie przy użyciu oprogramowania wzorca przeanalizowano inne mierzone parametry, które mogły wpłynąć na dokładność pomiaru.
Pomiar 1.
Biorąc pod uwagę stosunkowo stabilną krzywą prądów i napięć w poszczególnych fazach, wyniki tego pomiaru były spójne i odpowiadały wartościom zmierzonym w laboratorium.
Pomiar 2.
Na pomiar wpłynęło duże przekłamanie drugiej fazy, w wyniku czego zmierzone wartości były bardzo niespójne, mimo że wynikający z nich błąd pomiarowy znajdował się również w zakresie zmierzonym w laboratorium.
Spółka AppliedPrecision wykorzystała do pomiaru własny przenośny testeroraz wzorzec. Jeśli jesteś zainteresowany analizatorami parametrów sieci, zachęcamy również do wypróbowania innych produktów z tej kategorii, np. produkcji Fluke.
Wnioski
Przeprowadzone w ciągu dwóch dni testy wykazały, jak ważne jest sprawdzenie dokładności pomiarów wykonywanych przed podliczniki wykorzystywane w zastosowaniach z zakresu Internetu Rzeczy. Jednocześnie jednak należy zauważyć, że dwa dni to bardzo krótki czas na ostateczne określenie właściwości poszczególnych liczników. Zwiększanie dokładności jest więc procesem ciągłym.
Pomiary laboratoryjne potwierdziły, jak istotne znaczenie ma kalibracja podliczników przez ich producentów lub integratorów systemów. Do kalibracji należy stosować wzorce o dokładności wyższej o co najmniej jeden rząd wielkości w porównaniu do zakładanej dokładności podliczników. Z punktu widzenia użytkownika podliczników lub opartych na nich rozwiązań teleinformatycznych, musimy zastosować taką samą dokładność pomiarową, jaką wykazują określone liczniki (liczniki energii elektrycznej), których dane wykorzystywane są do wystawiania faktur, tak aby porównanie pomiarów podliczników i rozliczeniowych można było uznać za istotne.
Pomiary przeprowadzone w terenie wykazały większe wymagania w zakresie pomiaru różnych napięć przejściowych (włączanie/wyłączanie urządzeń, większe przekłamania) i odporności liczników na ewentualne zakłócenia elektromagnetyczne. Oznacza to również potrzebę przeprowadzenia kompleksowego testowania rozwiązań z zakresu Internetu Rzeczy, zarówno w trakcie ich produkcji, jak i okresowo w miejscu ich stosowania.
Jeśli jesteś zainteresowany tym tematem i chciałbyś dowiedzieć się więcej, skontaktuj się z nami pod adresem info@soselectronic.pl.
