Sotto-misurazione con misuratori Modbus: scelta di misuratore e TA

La sotto-misurazione consiste nell'installare un misuratore su ciascun circuito che si vuole contabilizzare: una linea di produzione, un inquilino, un gruppo frigo, un piano. La maggior parte dei problemi deriva da trasformatori di corrente (TA) non adatti alla corrente o al conduttore, e dal collegamento che porta le letture a un controllore o a un sistema SCADA. Questo articolo illustra le scelte per la sotto-misurazione con misuratori di energia Modbus: tipo di misuratore, portata e diametro interno dei TA, precisione, cablaggio, Modbus RTU o Modbus TCP, e quali serie PM di ICP DAS sono adatte.

Monofase, trifase o multicircuito

L'elenco dei circuiti, il tipo di alimentazione e la corrente massima determinano il tipo di misuratore.

• Monofase: il PM-3112 misura due linee monofase e il PM-3114 quattro, con cablaggio 1P2W, ingressi di tensione fino a 300 V e TA fino a 200 A.
• Trifase: la serie PM-3133 gestisce cablaggi 3P4W, 3P3W, 1P3W e 1P2W da 10 a 500 V. In modalità 1P2W-1CT un solo misuratore può misurare anche tre circuiti monofase.
• Molti circuiti in un'unica scheda: la serie PM-4324 misura fino a 8 circuiti trifase o 24 monofase, oppure una combinazione dei due, tramite 24 ingressi TA. È pensata per edifici multi-inquilino, uffici e centri commerciali.

Dimensionamento dei trasformatori di corrente: portata e diametro interno

La portata del TA deve coprire la corrente massima di esercizio normale del circuito. Il diametro interno deve consentire di inserire il conduttore con il suo isolamento, oppure la sbarra. Installate un TA attorno a ciascun conduttore di fase, mai attorno a un cavo multipolare completo: le correnti dei conduttori si annullano e il misuratore legge valori prossimi allo zero.

Le serie PM-3133, PM-2133D, PM-5133 e PM-4324 sono fornite con TA abbinati, e il suffisso del codice d'ordine indica quali. Non tutti i suffissi esistono in ogni serie.

Questi TA hanno cavetti di collegamento da 4 m. Per conduttori di grande sezione, la serie PM-3133-RCT utilizza bobine Rogowski flessibili: 500 A (55 mm), 1000 A (80 mm), 2000 A (105 mm) e 4000 A (185 mm), ciascuna con misura a partire da 5 A.

Riutilizzo di TA esistenti

Dove il quadro dispone già di TA con secondario da 1 A o 5 A, il PM-3033 può utilizzarli direttamente; annotate il loro rapporto, ad esempio 400/5 A, perché serve per scalare le letture. Per i TA da 333 mV, utilizzate il PM-3133P, il PM-2133DP o il PM-4324P, che sono forniti senza TA e non supportano le bobine Rogowski. I corrispondenti TA apribili CA-SCTxxP coprono da 5 a 400 A con diametri interni da 10 a 36 mm; il rapporto del TA deve essere impostato correttamente nel misuratore.

Precisione: come leggere i dati

ICP DAS dichiara la precisione della potenza attiva con fattore di potenza pari a 1:

• Migliore dello 0,5% per PM-3112, PM-3114, PM-3133, PM-4324 e PM-5133 con i TA forniti, e per il PM-3033 (oltre 0,5 A di corrente d'ingresso per PM-3033 e PM-5133).
• Migliore del 2% per le versioni Rogowski, oltre 50 A per le bobine da 500 A e 1000 A e oltre 200 A per quelle più grandi.
• Circa dal 2 al 5% per i modelli da 333 mV, a seconda del TA.

Scegliete la portata minima del TA che copre la corrente massima; un TA sovradimensionato lavora per la maggior parte del tempo nella parte bassa del suo campo. Le bobine Rogowski sono adatte ai grandi montanti di alimentazione, non alle derivazioni poco caricate. Se le letture servono per fatturare gli inquilini, verificate quale omologazione del misuratore richiedono le normative nazionali.

Cablaggio e installazione

• Verso dei TA: montate ciascun TA nel verso indicato sul TA stesso. I modelli trifase misurano l'energia in entrambe le direzioni, quindi un TA invertito si manifesta come energia esportata anziché come un guasto evidente.
• Assegnazione delle fasi: ciascun TA deve trovarsi sulla stessa fase del proprio ingresso di tensione, altrimenti potenza e fattore di potenza risulteranno errati.
• Alimentazione ausiliaria: PM-3112, PM-3114 e PM-3133 richiedono 12 a 48 VDC, con Power over Ethernet come alternativa sul PM-3133-MTCP. PM-4324 e PM-2133D accettano da 85 a 264 VAC.
• Uscite: molti modelli dispongono di due relè di potenza di tipo A (5 A a 250 VAC) per gli allarmi.

I collegamenti di tensione e i TA in un quadro di distribuzione devono essere installati da un elettricista qualificato.

Modbus RTU o Modbus TCP

Le versioni standard usano Modbus RTU su RS-485. Un unico bus a doppino intrecciato collega i misuratori in cascata, ogni misuratore ha il proprio indirizzo e il bus è terminato alle due estremità. Sono supportate velocità da 9600 a 115200 bit/s.

Le versioni con suffisso -MTCP dispongono di una porta Ethernet 10/100 Mbit/s con Modbus TCP, che evita un bus separato quando i misuratori sono distribuiti su un'area ampia e l'Ethernet è già presente. Diverse serie sono disponibili anche con CANopen (suffisso -CPS).

Scegliere un misuratore di energia Modbus della serie PM

Tutti misurano tensione, corrente, potenza, energia, fattore di potenza e frequenza, aggiornati ogni secondo. Dove nessun PLC o sistema SCADA legge i misuratori, un concentratore di misuratori di potenza PMC o PMD può interrogarli e registrare i dati.

Inviate al reparto vendite tecniche un elenco dei circuiti con tensioni, correnti massime e sezioni dei cavi, e vi proporremo misuratori e TA adatti.