akım ve güç Ölçüm yöntemlerinde yeni trendler

© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PM - M.M. 23.01.2013 1

Akım ve Güç Ölçüm Yöntemleri ve Yeni Trendler

WAGO


Akım Ölçüm Metodları

Şönt Ölçümü (DC/AC)• Düşük değerli bir direnç(şönt) üzerinden akım

ölçümü olup dirence paralel bağlı bir voltmetre kullanılır.

• Akım, şönt direnç üzerindeki gerilimle oransal değişim gösterir. I = V / R.

• Şönt yük önüne ya da arkasına bağlanabilir. (Yükselen kenar/Düşen kenar metodu) Ürünlerimiz her iki türlü kullanım için de uygundur.

• Ayrıca hem DC hem de AC akım ölçümü için kullanılabildiği gibi AC+DC akım bileşkesi için de kullanılabilmektedir.

• %0,1 hassasiyetle ölçüm yapmak mümkün olup AC akım ölçümleri için konvansiyonel akım trafolarını kullanabilirsiniz.



Akım Trafosu Prensibi ile Ölçüm (AC)• Yüksek akımların ölçümü için kullanılan bir

yöntemdir.

• Genellikle şönt ve trafo prensibi birlikte kullanılır ve şönt çeviriciler de çözüme ilave edilir.

• Sekonder sargılar oransal değere göre belirlenir.

• Galvanik olarak izole AC çıkış girişteki AC akıma oranlanır. Tipik ölçüm hassasiyeti %1 dir.



Hall-Sensör (AC/DC)• İletken etrafına yumuşak bir ferrit takılmış olup

küçük bir hava aralığına Hall Sensör monte edilir.

• İletken içerisinden geçen akım bu ferrit üzerinde manyetik akış üretir.

• Bu manyetik akım Hall Sensör üzerinden geçerken, akıma oranlı bir gerilim üretilir.

• Bu gerilim oransal olarak akım(AC/DC) değerlerinin ölçümü için kullanılır ve 0.5% ile 1% arasında bir hassasiyet sağlar.



Rogowski-Bobini (AC)• İçinden akım geçen iletken etrafına demir

çekirdeksiz kapalı bir hava bobini bağlanır.

• İletkenden geçen akıma göre Rogowski bobin üzerinde oransal bir gerilim elde edilir.

• Bu gerilimin genliği büyütülerek kullanıma uygun hale getirilir.

• Ölçüm hatası %1-2 arasında değişim göstermektedir.

• Ancak yüksek akımlarda hassasiyet çok çok daha iyi bir değere ulaşmaktadır.


Akım Ölçüm Metodları - Karşılaştırma


Konvansiyonel Akım Trafoları için Yenilikçi

Yaklaşımlar

• Yay teknolojisi ile hızlı ve güvenilir bağlantı

• Farklı montaj seçenekleri

• Şok ve vibrasyona dayanıklılık

• Yüksek akım kapasitesi

• Primer akımın 120%’sinde sürekli çalışma

• Geniş gerilim aralığında (690 V’a kadar) kullanım

• Yüksek doğruluk sınıfı

Akım Trafolarında Yeni Trendler



İzole iletkenler üzerine montaj Bakır üzerine montaj

Yaylı bağlantı ile hızlı ve güvenilir montajYüzeye doğrudan montaj Ray adaptörü ile raya montaj



• Kablo bağı ile hızlı montaj

• Basit!

• Maliyet etkin!


Sorun: Montaj alanı kısıtlı

Çözüm: Minyatür Akım Trafosu

• Konnektör bağlantılı akım trafosu

• Sınırlı alanlarda montaj imkanı

• 3-Faz uygulamaları için olabilecek en küçük

hacim

• Ø 17.5 mm’ye kadar montaj

• Ray montaj aparatı ile raya veya yüzeye montaj

• Yüksek doğruluk sınıfı ile güvenli ölçüm




3-Faz uygulamalarında olabilecek en küçük hacimde, konnektör bağlantılı minyatür akım trafoları pekçok dağıtım panosu için ideal bir çözüm olacaktır.


Sorun: Revizyon panolarda montaj riski,

zorluğu ve maliyeti veya kesintisiz montaj

gereksinimi

Çözüm: Ayrılabilir Gövdeli Akım Trafosu

• Geniş primer akımı seçim aralığı

• Kısıtlı alanlarda kullanım

• Ölçüm yapılacak hatta kesintisiz montaj

• Hızlı montaj

• Ø 42 mm’ye kadar kullanım

• 3 m veya 5 m renk kodlu kablo ile kompakt




1 2 3 4


Akım Ölçümünde “Güvenli” Test ve Ölçüm


Rogowski Bobini

Rogowski Bobini 500 A

• Rogowski Bobini elektriksel ölçümlerde AC ölçüm için kullanılan bir enstrümandır.

• İletkenden akan AC akım oluşturduğu manyetik alan ile Rogowski Bobin üzerinde bir gerilim indükler.

• Rogowski Bobini revizyon projelerde veya ölçüm sisteminin montajının enerji kesintisine neden olmamasının istendiği durumlarda ideal bir çözümdür.

Rogowski Bobini 2000 A

1 2 3


Rogowski Bobini

• Rogowski bobinleri ile 3 faz devrelerde uygulama yapmak ve 5 - 2000A arasında akım ölçmek mümkündür.

• 3 fazdaki Rogowski bobininden gelen sinyalleri işlemek geliştirilen sinyal çeviriciler çıkışlarında

uygun akım sinyallerini üreterek bu ölçümlerin analizor modülleri tarafından kullanımına hazır hale getirir.


Rogowski Bobini ile Ölçüm ve Hata Oranı

Ölçülen akım değeri (0 A-500 A) % Hata


Rogowski Bobini ile Ölçüm ve Hata Oranı

preset current L1 L2 L3arithmetic

averageabsolute percental

1,42 3,81 3,92 3,60 3,78 -2,357 165,986%2,00 3,54 3,91 3,75 3,73 -1,733 86,667%4,06 5,53 5,62 5,57 5,57 -1,513 37,274%6,12 7,22 7,24 7,26 7,24 -1,120 18,301%7,82 8,40 8,69 8,68 8,59 -0,770 9,847%9,80 10,57 10,80 10,66 10,68 -0,877 8,946%

12,16 12,50 12,85 12,71 12,69 -0,527 4,331%14,10 14,53 14,99 14,58 14,70 -0,600 4,255%16,14 16,47 16,85 16,57 16,63 -0,490 3,036%17,96 18,33 18,54 18,38 18,42 -0,457 2,543%20,02 20,27 20,66 20,28 20,40 -0,383 1,915%29,90 29,84 30,55 30,21 30,20 -0,300 1,003%39,96 39,86 40,59 40,28 40,24 -0,283 0,709%50,56 50,29 51,58 51,03 50,97 -0,406 0,803%60,98 60,76 62,11 61,26 61,38 -0,397 0,650%70,08 69,13 70,76 70,04 69,98 0,103 0,147%80,26 79,38 81,38 80,28 80,35 -0,087 0,108%90,98 89,77 91,80 90,63 90,73 0,247 0,271%

100,54 99,17 101,43 100,09 100,23 0,310 0,308%112,50 111,99 114,93 113,53 113,48 -0,983 0,874%119,50 119,22 121,66 120,13 120,34 -0,837 0,700%130,90 129,15 133,12 131,88 131,38 -0,483 0,369%140,20 139,40 142,55 140,78 140,91 -0,710 0,506%149,90 148,50 152,11 150,17 150,26 -0,360 0,240%159,00 157,91 161,39 159,59 159,63 -0,630 0,396%168,20 167,22 170,13 168,87 168,74 -0,540 0,321%182,60 181,02 184,59 184,65 183,42 -0,820 0,449%199,60 197,08 202,57 200,33 199,99 -0,393 0,197%250,20 247,53 252,78 250,01 250,11 0,093 0,037%299,40 295,52 302,37 298,56 298,82 0,585 0,195%350,00 343,90 351,88 347,88 347,89 2,114 0,604%395,00 386,35 398,31 392,82 392,49 2,507 0,635%449,30 447,80 449,49 444,07 447,12 2,180 0,485%498,20 490,20 501,88 495,56 495,88 2,321 0,466%

2,053%

difference750-494 + 759-652 + LEM RT 500


Rogowski Akım Trafosu Karşılaştırması

Uygulama Yeni panolar Revizyon panolar Revizyon panolar

KullanımKesinti

L1 / L2 / L3Ayrılabilir gövde,

kesinti yokAçık bağlantı, kesinti yok

MontajStandart süre ve iş

yüküHızlı Hızlı

BağlantıEnerji analizörüne doğrudan bağlantı

Enerji analizörüne doğrudan bağlantı

Enerji analizörüne doğrudan bağlantı

Boyutlar - - Çok küçük alan!!!!

Akım AC 2500 A AC 1000 A AC 2000 A

Doğruluk sınıfı 1 % … 3 % 1 % … 3 % 5 %

Maliyet 100 birim 160 birim 250 birim


Akım ve Rogowski Bobin Transdüserleri

• Akım transdüseri 0-1 A ve 0-5 A AC/DC RMS akımların analog sinyallere dönüştürülmesi ve PLC benzeri sistemleregüvenli bilgi aktarılması için kullanılır.(örneğin; 4 ... 20 mA).

• Rogowski transdüseri 2000 A’e kadar RMSakımların Rogowski bobinden gelen sinyallerini analog sinyallere çevirerek PLCbenzeri sistemlere güvenli bilgi aktarılmasıiçin kullanılır. (örneğin; 4 ... 20 mA).

Akım Transdüseri AC/DC 5 A

Rogowski Transdüseri 2 kA’ya kadar



• Digital anahtarlama (DO) çıkışı, eşikdeğeri ayarlanabilir

• True RMS ölçüm

• Ölçüm aralığı taşma ya da kablo kırığı uyarısı

• 2.5 kV test gerilimi ile 3-yollu izolasyon

• DIP Switch/PC Yazılımı/Akıllı Telefon




• Digital anahtarlama (DO) çıkışı, eşikdeğeri ayarlanabilir

• True RMS ölçüm

• Ölçüm aralığı taşma ya da kablo kırığı uyarısı

• 2.5 kV test gerilimi ile 3-yollu izolasyon

• DIP Switch/PC Yazılımı/Akıllı Telefon

• Farklı Rogowski Bobinleri bağlanabilir

Rogowski Transdüseri 2kA’ya kadar



Rogowski Transdüseri 2 kA’ya kadar



Arttırılmış akım kapasitesi AC/DC 100 A

Konnektörlü bağlantı

DIP switch ile ayarlama

Kolay köprüleme

Kapasitif dokunmatik ekran ile alarm indikasyonu, konfigürasyonu diğer modüllere kopyalama imkanı ve ayarlama

! Yeni bir konfigürasyon:



Yazılım ile konfigürasyon:

• Basit kurulum

• Otomatik modül tanıma

• Röle ya da digital çıkışların detay konfigürasyonu



Sorun: Sahada dağılmış yüksek adetli sinyal çeviriciler ve konfigürasyonları Çözüm: Sinyal çeviriciler için akıllı telefon yazılımları & bluetooth modülü



• Bilgisayar yazılımlarının performansıakıllı telefonlarda sunulmaktadır.

• Akıllı telefon yada tablet üzerinden bir kaç parmak hareketi ile sinyal çeviriciyi hatasız ayarlamak mümkündür.

• Aynı zamanda anlık değer ölçümü ilearıza tesbiti ve sistemin kontrolü için dedestek alınır.

• Sinyal çevirici ve akıllı cihazınız arasındaki

Haberleşme Bluetooth üzerinden, Bluetooth adaptörü ile sağlanır.


Solar sistemler için akım sensörü• DC (80A)• DC (140A)• AC (50A)

• Solar sistem ve invertörlerin izlenmesi için akıllı akım sensörü

• AC ve DC için geniş ölçüm aralığı

• AC 0 – 50 A, DC 0 – 80 A, DC 0 – 140 A

• Ray montajı

• Modbus haberleşme

Solar Sistemler için Akıllı Akım Sensörü


Solar sistemler için akım sensörü

PLC Görselleştirme

Solar cell

Solar cell GörselleştirmeSolar sistemler için akım sensörü

Transfer ekipmanı

PLC Seri Haberleşme Modülü

Transfer ekipmanı

Transfer ekipmanı

Solar Sistemler için Akıllı Akım Sensörü

MODBUS

MODBUS


Modüler Enerji Analizörü?

•Özellikler– Enerji tüketiminin ölçümü– Harmonik analizi– Nötr akım ölçümü

•Avantajları– Bütün ilgili ölçüm değişkenlerinin bir modülle ölçülmesi ve işlenmesi– Kapsamlı şebeke analizi– PLC sistemine doğrudan entegrasyon

•Faydaları– Enerji tüketimi ve şebeke bozunumlarının

ölçümü – Enerji tüketiminde şeffaflığın arttırılması– PLC sistemi ile enerji tüketimini optimize

için gerekli döngüleri devreye sokmak

Modüler 3-Faz Güç Ölçüm Modülleri


Güneş tarlaları ve rüzgar çiftliklerinde kullanıma örnek (yenilenebilir enerji) :

•Yasal sınırlamalara uygunluğu teyit için harmonik analizinin kullanılması.

•Harmoniklerin (bunlar temel frekansın tam sayı katlarıdırlar) belirlenmesi için yapılan bu analiz, kompleks hesaplamalar gerektirir (örneklenmiş gerilim ve akım sinyallerinin “Fourier Dönüşümü” gibi).

•Enerji analizör modülleri ile 3-faz akım ve gerilim harmoniklerinin aynı anda hesaplanması mümkündür.



Modül tipleriModül 1 Modül 2 Modül 3

Gerilim ölçümü 3~ 480 V 3~ 480 V 3~ 480 V / 690 V

Akım ölçümü 1 A 5 A

1 A 5 A

1 A 5 A

Ölçüm hassasiyeti(0 … +55°C) 0.5 %

Gövde genişliği 12 mm 12 mm 24 mm



Ölçülen değişkenler

Modül 1 Modül 2 Modül 3

Enerji tüketimi

Gerilim

Akım

Aktif enerji/güç/güç faktörü fonksiyon blok ile

Faz pozisyonu fonksiyon blok ile

Reaktif güç/enerji

Görünür güç/enerji

Döner alan algılama (Rotary field detection)

Güç faktörü

Dört bölgeli operasyon (Four quadrant operation)(endüktif, kapasitif, yük, generatör)

Harmonik analizi(40. harmoniğe kadar)

Nötr akımı



• Düşük gerilim L2• Düşük gerilim L3

• Gerilim ölçüm aralığı aşımı

• Faz sırası değişimi

• Data kontakları

• Haberleşme

• Düşük gerilim L1• Akım ölçüm

aralığı aşımı• Düşük gerilim

(gerilim ölçüm aralığı )


Fonksiyonel ve şematik gösterim



• Hata L2• Hata L3


Data kontakları


• Haberleşme

• Hata L1• Akım ölçüm







230 VAC şebekede bir makinenin güç ve

enerji ölçümü

400 VAC şebekede bir makinenin güç ve

enerji ölçümü

Bir motorda akım ölçümü

1 2

3


• Parametre ayarı• 3-Faz Güç Ölçüm

Modüllerinin

kalibrasyonu



Rogowski Bobinler için sinyal dönüştürücü

Rogowski Bobinleri

Uygulama Örnekleri


Uygulama Örnekleri

Karışım Prosesi

Akım trafolarıPLC & Modüler Enerji Analizörü


Electroplate

Uygulama Örnekleri


Makine gerçek zamanlı akım izleme & alarm

Rogowski TransdüserRogowski BobinleriPLC & Modüler Enerji Analizörü

Uygulama Örnekleri


Uygulama Örnekleri


WAGO Katılımınız için teşekkür ederiz…

akım ve güç Ölçüm yöntemlerinde yeni trendler

Engineering