คู่มือการเลือกแคลมป์วัดกระแสไฟฟ้าสำหรับมิเตอร์วัดพลังงานอัจฉริยะ WiFi: วิธีเลือกแคลมป์วัดกระแสไฟฟ้าที่เหมาะสมเพื่อการวัดที่แม่นยำ

บทนำ: เหตุใดการเลือก CT จึงมีความสำคัญในระบบวัดพลังงานอัจฉริยะ WiFi

เมื่อทำการติดตั้งใช้งานมิเตอร์วัดพลังงานอัจฉริยะ WiFiผู้ใช้งานจำนวนมากมักให้ความสำคัญกับการเชื่อมต่อ แพลตฟอร์มซอฟต์แวร์ หรือการบูรณาการระบบคลาวด์ อย่างไรก็ตาม มีองค์ประกอบสำคัญอย่างหนึ่งที่มักถูกมองข้ามไป:หม้อแปลงกระแส (CT clamp).

การเลือกค่า CT ที่ไม่เหมาะสมอาจส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำในการวัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะโหลดต่ำ นี่คือเหตุผลที่ต้องมีคำถามต่างๆ เช่น“ฉันควรเลือก CT ขนาด 80A, 120A หรือ 200A ดี?” or “เครื่อง CT ขนาดใหญ่จะยังคงให้ความแม่นยำที่กระแสไฟฟ้าต่ำอยู่หรือไม่?”ปัญหานี้มักเกิดขึ้นระหว่างการวางแผนโครงการ

คู่มือนี้อธิบายวิธีการทำงานของแคลมป์ CT เหตุผลที่การเลือกขนาดที่เหมาะสมมีความสำคัญ และวิธีการเลือกช่วง CT ที่เหมาะสมสำหรับการตรวจสอบพลังงานในโลกแห่งความเป็นจริง โดยใช้ตัวอย่างเชิงปฏิบัติจากมิเตอร์อัจฉริยะ WiFi เช่น PC321

แคลมป์ CT วัดกระแสไฟฟ้าในมิเตอร์วัดพลังงาน WiFi อย่างไร

แคลมป์ CT วัดกระแสไฟฟ้าโดยการตรวจจับสนามแม่เหล็กที่เกิดจากตัวนำ จากนั้นสัญญาณที่วัดได้จะถูกแปลงเป็นกระแสไฟฟ้าทุติยภูมิที่มีขนาดเล็ลง ซึ่งมิเตอร์วัดพลังงานสามารถประมวลผลได้

แคลมป์ CT แต่ละตัวได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึง...กระแสไฟฟ้าที่กำหนดเช่น 80A, 120A หรือ 200A ค่าพิกัดนี้กำหนดช่วงการทำงานที่ CT สามารถทำงานได้อย่างแม่นยำภายใต้เงื่อนไขการทดสอบมาตรฐาน

ที่สำคัญคือ ความแม่นยำของ CT ไม่สม่ำเสมอทั่วทั้งช่วง—ขึ้นอยู่กับว่ากระแสไฟฟ้าที่ใช้งานจริงนั้นใกล้เคียงกับกระแสไฟฟ้าที่กำหนดไว้ของ CT มากน้อยเพียงใด

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับระดับความแม่นยำและช่วงการทำงานของเครื่อง CT

แคลมป์ CT สำหรับงานวัดส่วนใหญ่ที่ใช้ในมิเตอร์วัดพลังงานอัจฉริยะเป็นไปตามมาตรฐานความแม่นยำระดับ Class 1.0

ความแม่นยำถูกกำหนดไว้ภายในช่วงกระแสการทำงานที่เฉพาะเจาะจง โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 5% ถึง 100% ของกระแสที่กำหนด ตามที่ระบุไว้ในมาตรฐานสากลสำหรับหม้อแปลงเครื่องมือวัด (ตัวอย่างเช่นอีซีอี 61869).

ภายในช่วงดังกล่าว เครื่อง CT สามารถทำได้±ความแม่นยำในการวัด 1% ภายใต้เงื่อนไขการทดสอบมาตรฐาน

ตัวอย่างเช่น:

• A 200A CTรักษาความแม่นยำระดับ Class 1.0 ได้ตั้งแต่ประมาณ10A ถึง 200A

• A 40A ซีทีรักษาความแม่นยำเท่าเดิมตั้งแต่ประมาณ2A ถึง 40A

นี่คือเหตุผลว่าทำไมการเลือกขนาด CT จึงส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการวัดกระแสต่ำ

จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อ CT ขนาดใหญ่วัดกระแสไฟฟ้าขนาดเล็ก?

คำถามที่พบบ่อยคือว่าCT ขนาด 200A สามารถวัดโหลด 40A ได้อย่างแม่นยำคำตอบสั้นๆ คือ:ใช่ มันจะใช้งานได้ แต่ผลลัพธ์อาจไม่เหมาะสมที่สุด.

เหตุใดความแม่นยำจึงอาจลดลงเมื่อกระแสไฟฟ้าอยู่ในระดับต่ำ

เมื่อเครื่อง CT มีขนาดใหญ่เกินมาตรฐานอย่างมาก:

• สัญญาณทุติยภูมิจะมีขนาดเล็กมากเมื่อกระแสไฟฟ้าต่ำ

• ความละเอียดในการวัดลดลง

• สัญญาณรบกวนและข้อผิดพลาดของเฟสเริ่มปรากฏชัดเจนมากขึ้น

• โหลดที่มีกำลังไฟฟ้าต่ำและค่าตัวประกอบกำลังต่ำจะได้รับผลกระทบมากกว่า

แม้ว่า CT อาจยังคงตรงตามข้อกำหนด Class 1.0 ภายใต้สภาวะในห้องปฏิบัติการก็ตามการติดตั้งในโลกแห่งความเป็นจริง—เมื่อมีสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า โหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้น และกระแสไฟฟ้าผันผวน อาจทำให้ความแม่นยำในสภาวะโหลดต่ำลดลง

ด้วยเหตุนี้ CT ที่มีขนาดใกล้เคียงกับกระแสไฟฟ้าที่ใช้งานจริงจึงมักให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าความแม่นยำเชิงปฏิบัติที่ดีกว่าแม้ว่าเครื่อง CT ทั้งสองเครื่องจะมีระดับความแม่นยำตามที่ระบุไว้เท่ากันก็ตาม

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด: วิธีเลือกเรตติ้ง CT ที่เหมาะสม

ขั้นตอนที่ 1: ระบุค่ากระแสไฟฟ้าสูงสุดที่คาดว่าจะเกิดขึ้น

เลือกใช้ตัวเลือกใดตัวเลือกหนึ่งต่อไปนี้:

• พิกัดเบรกเกอร์วงจร

• ป้ายชื่ออุปกรณ์ปัจจุบัน

• ข้อมูลปริมาณการใช้ไฟฟ้าในอดีต (ถ้ามี)

ขั้นตอนที่ 2: ใช้กฎการกำหนดขนาดที่เหมาะสม

หลักเกณฑ์ทางวิศวกรรมที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางคือ:

กระแสพิกัดของ CT ≈ 1.2–1.5 เท่าของกระแสใช้งานสูงสุดที่คาดไว้

แนวทางนี้มีข้อดีดังนี้:

• เผื่อไว้เพียงพอสำหรับช่วงโหลดสูงสุด

• ความละเอียดที่ดีขึ้นระหว่างการใช้งานปกติ

• ปรับปรุงพฤติกรรมการวัดกระแสต่ำให้ดีขึ้น

การเลือกใช้ CT ทั่วไปสำหรับการใช้งานในที่พักอาศัยและเชิงพาณิชย์

อ้างอิงจากประสบการณ์การใช้งานจริงมิเตอร์อัจฉริยะ WiFiเช่น PC321:

การติดตั้งในที่พักอาศัย

• 80A ซีทีเหมาะสำหรับอพาร์ตเมนต์ขนาดเล็กหรือวงจรไฟฟ้ากระแสต่ำ

• 120A CT: นิยมใช้มากที่สุดสำหรับบ้านเรือนในทวีปอเมริกาเหนือ เนื่องจากให้ความสมดุลที่ดีระหว่างความครอบคลุมและความแม่นยำในสภาวะโหลดต่ำ

การติดตั้งเชิงพาณิชย์

• 200A CT: เหมาะสำหรับเครื่องป้อนอาหารเชิงพาณิชย์ขนาดเล็กและอุตสาหกรรมขนาดเล็ก

• CTs 300A หรือสูงกว่า: ใช้เมื่อขนาดสายเคเบิลหรือการขยายในอนาคตต้องการพื้นที่ว่างเพิ่มเติม

ในทางปฏิบัติ ผู้ใช้จำนวนมากนิยมใช้ CT สองแบบเป็นมาตรฐาน คือแบบหนึ่งสำหรับที่อยู่อาศัยและอีกแบบสำหรับเชิงพาณิชย์ เพื่อลดความซับซ้อนในการจัดการสินค้าคงคลังและการติดตั้ง

ขนาดสายเคเบิลและเส้นผ่านศูนย์กลางหน้าต่าง CT: ข้อจำกัดเชิงปฏิบัติ

การคัดเลือก CT ไม่ได้พิจารณาแค่เพียงคะแนนปัจจุบันเท่านั้นเส้นผ่านศูนย์กลางของสายเคเบิลต้องมีขนาดพอดีกับช่องมองภาพของเครื่อง CT.

ตัวอย่างเช่น:

• เครื่อง CT ขนาดเล็กอาจให้ความแม่นยำในกระแสไฟฟ้าต่ำที่ดีกว่า

• CT ขนาดใหญ่กว่าช่วยให้ใช้งานร่วมกับสายเคเบิลได้หลากหลายมากขึ้นและติดตั้งได้ง่ายขึ้น

ข้อจำกัดทางกลไกนี้มักมีอิทธิพลต่อการเลือกใช้ CT มากพอๆ กับข้อพิจารณาทางไฟฟ้า

Owon PC321 เป็นตัวอย่างเชิงปฏิบัติของการเลือก CT

เดอะมิเตอร์วัดพลังงานอัจฉริยะ WiFi รุ่น PC321รองรับแคลมป์ CT แบบถอดเปลี่ยนได้หลากหลายประเภท ความยืดหยุ่นนี้ช่วยให้นักออกแบบระบบสามารถปรับแต่งการเลือก CT ได้ตาม:

• โปรไฟล์โหลด

• สภาพแวดล้อมการติดตั้ง

• ข้อกำหนดด้านความถูกต้องแม่นยำ

• ขนาดของสายเคเบิล

นอกจากนี้ การสอบเทียบระดับระบบระหว่างมิเตอร์และแคลมป์ CT ช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพการวัดที่เชื่อถือได้ในระดับ CT ที่แตกต่างกัน

การปรับเทียบสามารถชดเชยขนาด CT ที่ใหญ่เกินไปได้หรือไม่?

การปรับเทียบสามารถปรับปรุงความแม่นยำโดยรวมของระบบได้ แต่...ไม่สามารถขจัดข้อจำกัดทางกายภาพของเครื่อง CT ที่มีขนาดใหญ่เกินไปได้อย่างสมบูรณ์ที่กระแสไฟฟ้าต่ำมาก

แม้ว่าการปรับเทียบมิเตอร์และการชดเชยแบบดิจิทัลจะช่วยได้:

• ข้อจำกัดด้านอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนยังคงมีผลอยู่

• ความคลาดเคลื่อนของเฟสที่กระแสต่ำยังคงเป็นปัจจัยหนึ่ง

ดังนั้น,การกำหนดขนาด CT อย่างถูกต้องยังคงเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการวัดค่าที่เสถียรและแม่นยำ.

ประเด็นสำคัญสำหรับการคัดเลือก CT

• CT ขนาดใหญ่สามารถวัดกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กได้ แต่ความแม่นยำในสภาวะโหลดต่ำอาจลดลง

• ความแม่นยำของ CT รับประกันได้เฉพาะภายในเปอร์เซ็นต์ที่กำหนดไว้ของกระแสไฟฟ้าที่กำหนดเท่านั้น

• การเลือกค่า CT ที่ใกล้เคียงกับช่วงการทำงานจริงจะช่วยเพิ่มความแม่นยำในโลกแห่งความเป็นจริง

• ความพอดีทางกลและสภาพการติดตั้งมีความสำคัญไม่แพ้พิกัดทางไฟฟ้า

• ตัวเลือก CT ที่ยืดหยุ่น เช่น ตัวเลือกที่รองรับโดย PC321 ช่วยให้การปรับแต่งระบบทำได้ง่ายขึ้น

ข้อคิดส่งท้าย

การเลือก CT ไม่ได้หมายถึงการเลือกค่าพิกัดสูงสุด "เพื่อความปลอดภัย" เท่านั้น แต่หมายถึงการจับคู่ความเป็นจริงทางไฟฟ้ากับหลักการทางฟิสิกส์ของการวัด

การทำความเข้าใจว่าขนาดของ CT มีผลต่อความแม่นยำอย่างไร โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่กระแสไฟฟ้าต่ำ จะช่วยให้ผู้ใช้สามารถตัดสินใจได้อย่างชาญฉลาด ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณภาพข้อมูล ความน่าเชื่อถือของระบบ และข้อมูลเชิงลึกด้านพลังงานในระยะยาว

สำหรับมิเตอร์วัดพลังงานอัจฉริยะ WiFiการเลือก CT ที่เหมาะสมเป็นหนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการทำให้มั่นใจว่าข้อมูลที่วัดได้สะท้อนถึงการใช้พลังงานอย่างแท้จริง

บทความที่เกี่ยวข้อง: