Nel settoe della misurazione dell'energia commerciale e industriale, i sistemi sono principalmente classificati in misurazione ad alta tensione (HV) e bassa tensione (LV) in base alla classe di tensione fornita. La misurazione dell'alta tensione si riferisce generalmente alla misurazione a media tensione (MV, ad esempio, 10 kV, 20 kV, 35 kV) e livelli di tensione più elevati, mentre la misurazione a bassa tensione si applica ai livelli di tensione di distribuzione (ad esempio, 400 V, 480 V, 415 V). Come dispositivi di misurazione principali, contatori di energia trifase mostrano differenze sistematiche negli schemi tecnici, nelle attrezzature di supporto e negli obiettivi di gestione tra questi due scenari. Questo documento mira ad analizzare le loro distinzioni e fornire approfondimenti sulla configurazione professionale.

I. Differenze fondamentali: essenza tecnica e obiettivi applicativi

Misurazione a bassa tensione : Misura il consumo energetico ai terminali di distribuzione direttamente o tramite trasformatori di corrente a bassa tensione. Caratterizzato da bassi livelli di tensione e soluzioni tecniche intuitive e flessibili, i suoi obiettivi principali includono l'allocazione interna dei costi energetici, una gestione raffinata dell'efficienza energetica e il monitoraggio delle apparecchiature.

Misurazione dell'alta tensione : È necessario fare affidamento su trasformatori di tensione (TV) e trasformatori di corrente (TA) ad alta tensione per convertire l'alta tensione e la corrente elevata dal sistema primario in segnali secondari standard per la misurazione. Incentrato su un'integrazione di sistema altamente affidabile e accurata, funge principalmente da punto di misurazione legale o standard per gli accordi commerciali con le società della rete elettrica, imponendo requisiti estremamente elevati sulla sicurezza del sistema.

II. Schema di configurazione della misurazione ad alta tensione (punto di regolamento commerciale).

Si tratta di un progetto sistematico che dà priorità all'accuratezza, all'affidabilità e alla conformità normativa.

1. Elementi di configurazione principali

• Misuratori di entrate ad alta precisione : Seleziona contatori intelligenti trifase ad ampio raggio e ad alta precisione, come ad esempio Classe 0,5S (IEC 62053-22) or Classe 0.2 Le funzioni obbligatorie includono la registrazione di eventi con timestamp (ad esempio sottotensione, sottocorrente, perdita di fase, sequenza di fase inversa), nonché gestione delle tariffe, misurazione della domanda, congelamento dei dati e funzionalità di comunicazione remota.
• Trasformatori di misura ad alta precisione : La pietra angolare della precisione del sistema. Le classi di precisione dei TA e dei TV devono corrispondere a quelle del contatore di energia, essendo le selezioni tipiche Classe 0.2 or 0.2S (IEC 61869) . La selezione del rapporto TA dovrebbe garantire che il carico normale dell'utente funzioni entro il 30%-100% della corrente nominale per evitare errori di misurazione del carico leggero.
• Armadi/involucri di misurazione indipendenti : I circuiti secondari TV/CT di misurazione, i contatori di energia e le scatole di giunzione devono essere installati in armadi di misurazione indipendenti e sigillabili, rigorosamente isolati dai circuiti di protezione e monitoraggio per garantire l'indipendenza della catena di misurazione e la sicurezza dei dati.
• Requisiti del circuito secondario : Utilizzare cavi dedicati con sezione trasversale sufficiente a ridurre al minimo la caduta di tensione secondaria del TV. Tutti i terminali devono essere fissati saldamente e sigillati.

2. Sistemi di cablaggio e selezione

• Sistema trifase a tre fili : Applicabile a sistemi di alimentazione trifase a tre fili senza linea neutra (comune negli scenari di media e alta tensione), utilizzando 2 TV e 2 TA.
• Sistema trifase a quattro fili : Adatto per sistemi trifase a quattro fili con linea neutra, che impiegano 3 TV e 3 TA.
• Nota sulla selezione del misuratore chiave : Il sistema di cablaggio del contatore (3 fili/4 fili) deve essere rigorosamente coerente con il metodo di cablaggio del trasformatore e la configurazione del sistema.

III. Schema di configurazione della misurazione a bassa tensione (gestione interna dell'energia).

Le soluzioni di misurazione a bassa tensione sono versatili, guidate dall'acquisizione dei dati e dal value mining.

1. Elementi di configurazione principali

• Contatori intelligenti multifunzionali : Scegli Classe 1.0 o Classe 0.5 contatori trifase in base alle esigenze gestionali. Oltre alle funzioni di misurazione di base, è possibile dare priorità a caratteristiche quali parametri di qualità dell'energia (armoniche, sfarfallio, abbassamenti/sbalzi di tensione), registrazione del profilo di carico ad alta densità, misurazione e controllo della domanda e diverse interfacce di comunicazione.
• Trasformatori di corrente a bassa tensione : Utilizzato quando la corrente di carico supera il limite di connessione diretta del contatore (tipicamente 60-100 A). Una classe di precisione di Classe 0,5 è raccomandato. La selezione dovrebbe inoltre seguire il principio dell'adattamento dell'intervallo.
• Comunicazione e integrazione : I protocolli di comunicazione sono fondamentali. Oltre allo standard industriale Modbus, valuta il supporto per protocolli come DLMS/COSEM (standard di utilità globale) , IEC 61850 (per grandi sottostazioni) , o M-Bus (standard edilizio europeo) per soddisfare le esigenze di integrazione del sistema e di espansione futura.

2. Livelli di applicazione tipici

• Misurazione della linea di ingresso principale : Installa contatori multifunzionali di alto livello per ottenere il monitoraggio del consumo energetico a livello aziendale (energia, domanda, fattore di potenza, qualità dell'energia).
• Misurazione zonale/sottovoce : Implementare contatori indipendenti per il condizionamento dell'aria, l'illuminazione, le apparecchiature di processo, ecc. È possibile selezionare contatori multifunzionali "di livello economico" economicamente vantaggiosi, a condizione che sia garantita la coerenza della comunicazione.
• Misurazione di apparecchiature critiche : Per apparecchiature ad alta potenza, a frequenza variabile o che generano armoniche, la scelta del misuratore deve enfatizzare le caratteristiche di risposta dinamica e le capacità di misurazione delle armoniche.

IV. Principi universali per la selezione e la configurazione

1. Principio di abbinamento della catena di precisione : L'errore complessivo del sistema di dosaggio è determinato dal componente meno preciso. Assicurarsi che le classi di precisione del misuratore, dei TA e dei TV siano coordinate.
2. Principio di adattamento della portata : La selezione del rapporto del trasformatore deve essere incentrata sul carico operativo a lungo termine per mantenere il funzionamento entro l'intervallo di precisione ottimale.
3. Funzionalità Adeguatezza e principio lungimirante : evitare la sottoconfigurazione o la sovraconfigurazione. Riservare la larghezza di banda di comunicazione e la capacità di archiviazione dei dati per future applicazioni di dati (ad esempio, analisi di efficienza energetica, contabilità del carbonio).
4. Principio di conformità : Gli schemi dei punti di regolamento ad alta tensione devono essere pienamente conformi alle normative locali e ai requisiti tecnici dei servizi pubblici. Gli schemi di misurazione interna a bassa tensione dovrebbero garantire il riconoscimento e la verificabilità dei dati interni.

Conclusione: dalla misurazione accurata all'empowerment del valore dei dati

I sistemi di misurazione ad alta e bassa tensione rappresentano ruoli distinti dei contatori di energia nella catena del valore dell’energia: il primo funge da arbitro preciso che garantisce il commercio equo e la conformità normativa, mentre il secondo funge da motore di dati che guida i miglioramenti dell’efficienza energetica e l’ottimizzazione della gestione.

Per i produttori di contatori, la capacità di fornire soluzioni complete, che vanno dai sistemi di misurazione dei ricavi ad alta tensione (inclusi trasformatori e integrazione in armadi) all'IoT a bassa tensione contatore intelligente cluster: è la pietra angolare per servire mercati diversi. Una maggiore competitività sta nell’integrazione di questi due livelli di flusso di dati per fornire servizi end-to-end a valore aggiunto per i clienti, che vanno dalla liquidazione conforme alle informazioni sull’efficienza energetica.

Per gli utenti, uno schema di configurazione professionale ha un significato che va oltre l’approvvigionamento delle apparecchiature. È il primo passo verso la conversione del consumo energetico immateriale in risorse digitali visibili, gestibili e ottimizzabili, ponendo una solida base di dati per operazioni sostenibili e una maggiore competitività.