في قطاع قياس الطاقة التجاري والصناعي، يتم تصنيف الأنظمة في المقام الأول إلى قياس الجهد العالي (HV) والجهد المنخفض (LV) بناءً على فئة الجهد المزود. يشير قياس الجهد العالي عمومًا إلى القياس عند الجهد المتوسط ​​(MV، على سبيل المثال، 10kV، 20kV، 35kV) ومستويات الجهد الأعلى، بينما ينطبق قياس الجهد المنخفض على مستويات جهد التوزيع (على سبيل المثال، 400V، 480V، 415V). كأجهزة القياس الأساسية، عدادات الطاقة ثلاثية الطور تظهر اختلافات منهجية في المخططات الفنية، والمعدات الداعمة، وأهداف الإدارة بين هذين السيناريوهين. تهدف هذه الورقة إلى تحليل الفروق بينهما وتقديم رؤى التكوين المهنية.

I. الاختلافات الأساسية: الجوهر الفني وأهداف التطبيق

قياس الجهد المنخفض : قياس استهلاك الطاقة في محطات التوزيع سواء بشكل مباشر أو من خلال محولات التيار ذات الجهد المنخفض. تتميز بمستويات الجهد المنخفض والحلول التقنية المرنة والبديهية، وتشمل أهدافها الأساسية تخصيص تكلفة الطاقة الداخلية، وإدارة كفاءة الطاقة المحسنة، ومراقبة المعدات.

قياس الجهد العالي : يجب الاعتماد على محولات الجهد العالي (VTs) ومحولات التيار (CTs) لتحويل الجهد العالي والتيار الكبير من النظام الأساسي إلى إشارات ثانوية قياسية للقياس. تتمحور حول تكامل نظام موثوق ودقيق للغاية، وهي تعمل في المقام الأول كنقطة قياس قانونية أو قياسية للتسوية التجارية مع شركات شبكات الطاقة، مع فرض متطلبات عالية للغاية على سلامة النظام.

ثانيا. مخطط تكوين قياس الجهد العالي (نقطة تسوية التجارة).

هذا مشروع منهجي يعطي الأولوية للدقة والموثوقية والامتثال التنظيمي.

1. عناصر التكوين الأساسية

• عدادات الإيرادات عالية الدقة : حدد عدادات ذكية ثلاثية الطور واسعة النطاق وعالية الدقة، مثل فئة 0.5S (IEC 62053-22) أو فئة 0.2 تشمل الوظائف الإلزامية تسجيل الأحداث ذات الطابع الزمني (على سبيل المثال، انخفاض الجهد، والتيار المنخفض، وفقدان الطور، وتسلسل الطور العكسي)، بالإضافة إلى إدارة التعريفة، وقياس الطلب، وتجميد البيانات، وقدرات الاتصال عن بعد.
• محولات قياس عالية الدقة : حجر الزاوية في دقة النظام. يجب أن تتطابق فئات دقة CTs وVTs مع تلك الخاصة بمقياس الطاقة، مع تحديدات نموذجية فئة 0.2 or 0.2S (IEC 61869) . يجب أن يضمن اختيار نسبة CT أن الحمل الطبيعي للمستخدم يعمل ضمن 30%-100% من التيار المقنن لتجنب أخطاء قياس الحمل الخفيف.
• خزائن/مرفقات القياس المستقلة : يجب تركيب دوائر القياس الثانوية VT/CT، وعدادات الطاقة، وصناديق التوصيل في خزائن قياس مستقلة وقابلة للغلق، ومعزولة تمامًا عن دوائر الحماية والمراقبة لضمان استقلالية سلسلة القياس وأمن البيانات.
• متطلبات الدائرة الثانوية : استخدم أسلاكًا مخصصة ذات مساحة مقطعية كافية لتقليل انخفاض الجهد الثانوي VT. يجب تثبيت جميع المحطات الطرفية وإغلاقها بشكل آمن.

2. أنظمة الأسلاك والاختيار

• نظام ثلاثي الطور ثلاثي الأسلاك : ينطبق على أنظمة إمداد الطاقة بثلاثة أسلاك ثلاثية الطور بدون خط محايد (شائع في سيناريوهات الجهد المتوسط والعالي)، باستخدام 2 VTs و2 CT.
• نظام ثلاثي الطور رباعي الأسلاك : مناسب للأنظمة ثلاثية الطور ذات أربع أسلاك بخط محايد، يستخدم 3 VTs و3 CTs.
• ملاحظة اختيار عداد المفاتيح : يجب أن يكون نظام توصيلات جهاز القياس (3 أسلاك / 4 أسلاك) متوافقًا تمامًا مع طريقة توصيل المحولات وتكوين النظام.

ثالثا. مخطط تكوين قياس الجهد المنخفض (إدارة الطاقة الداخلية).

تتميز حلول قياس الجهد المنخفض بأنها متعددة الاستخدامات، حيث يتم توجيهها من خلال الحصول على البيانات واستخراج القيمة.

1. عناصر التكوين الأساسية

• عدادات ذكية متعددة الوظائف : اختر فئة 1.0 أو فئة 0.5 متر ثلاث مراحل على أساس احتياجات الإدارة. بالإضافة إلى وظائف القياس الأساسية، قم بإعطاء الأولوية لميزات مثل معلمات جودة الطاقة (التوافقيات، والوميض، وتبلد/تضخم الجهد)، وتسجيل ملف تعريف الحمل عالي الكثافة، وقياس الطلب والتحكم فيه، وواجهات الاتصال المتنوعة.
• محولات التيار ذات الجهد المنخفض : يتم نشره عندما يتجاوز تيار الحمل حد الاتصال المباشر لجهاز القياس (عادةً 60-100 أمبير). فئة الدقة فئة 0.5 يوصى به. يجب أن يتبع الاختيار أيضًا مبدأ التكيف مع النطاق.
• التواصل والتكامل : بروتوكولات الاتصال حاسمة. بالإضافة إلى المعيار الصناعي Modbus، قم بتقييم الدعم لبروتوكولات مثل DLMS/COSEM (معيار المرافق العالمي) , IEC 61850 (للمحطات الفرعية الكبيرة) أو M-Bus (معيار البناء الأوروبي) لتلبية تكامل النظام واحتياجات التوسع المستقبلية.

2. طبقات التطبيق النموذجية

• قياس الخط الوارد الرئيسي : قم بتركيب عدادات متعددة الوظائف من الدرجة الأولى لتحقيق مراقبة استهلاك الطاقة على مستوى المؤسسة (الطاقة والطلب وعامل الطاقة وجودة الطاقة).
• قياس المنطقة/العنصر الفرعي : تنفيذ قياس مستقل لتكييف الهواء، والإضاءة، ومعدات العمليات، وما إلى ذلك. ويمكن اختيار عدادات متعددة الوظائف "من الدرجة الاقتصادية" فعالة من حيث التكلفة، بشرط ضمان اتساق الاتصال.
• قياس المعدات الحرجة : بالنسبة للمعدات عالية الطاقة أو التردد المتغير أو المولدة التوافقية، يجب أن يركز اختيار العداد على خصائص الاستجابة الديناميكية وقدرات القياس التوافقي.

رابعا. المبادئ العالمية للاختيار والتكوين

1. مبدأ مطابقة سلسلة الدقة : يتم تحديد الخطأ الإجمالي لنظام القياس من خلال العنصر الأقل دقة. تأكد من تنسيق فئات دقة جهاز القياس، وCTs، وVTs.
2. مبدأ التكيف المدى : يجب أن يركز اختيار نسبة المحولات على حمل التشغيل طويل المدى للحفاظ على التشغيل ضمن نطاق الدقة الأمثل.
3. ملاءمة الوظيفة ومبدأ التطلع إلى المستقبل : تجنب التكوين الناقص أو الإفراط في التكوين. احتياطي النطاق الترددي للاتصالات وسعة تخزين البيانات لتطبيقات البيانات المستقبلية (على سبيل المثال، تحليل كفاءة الطاقة، وحساب الكربون).
4. مبدأ الامتثال : يجب أن تتوافق أنظمة نقاط التسوية ذات الجهد العالي بشكل كامل مع اللوائح المحلية والمتطلبات الفنية للمرافق. يجب أن تضمن أنظمة القياس الداخلي ذات الجهد المنخفض التعرف على البيانات الداخلية وقابلية التدقيق.

الخلاصة: من القياس الدقيق إلى تمكين قيمة البيانات

يمثل قياس الجهد العالي والجهد المنخفض أدوارًا مميزة لأجهزة قياس الطاقة في سلسلة قيمة الطاقة: يعمل الأول كمحكم دقيق يضمن التجارة العادلة والامتثال التنظيمي، بينما يعمل الأخير كمحرك بيانات يقود إلى تحسين كفاءة الطاقة وتحسين الإدارة.

بالنسبة لمصنعي أجهزة القياس، القدرة على توفير حلول شاملة - بدءًا من أنظمة قياس الإيرادات ذات الجهد العالي (بما في ذلك المحولات وتكامل الخزانات) إلى إنترنت الأشياء منخفض الجهد متر ذكي المجموعات - هي حجر الزاوية في خدمة الأسواق المتنوعة. تكمن القدرة التنافسية الأعمق في دمج هاتين الطبقتين من تدفق البيانات لتقديم خدمات ذات قيمة مضافة شاملة للعملاء، بدءًا من التسوية المتوافقة إلى رؤى كفاءة الطاقة.

بالنسبة للمستخدمين، يحمل مخطط التكوين الاحترافي أهمية تتجاوز مجرد شراء المعدات. إنها الخطوة الأولى في تحويل استهلاك الطاقة غير الملموس إلى أصول رقمية مرئية وسهلة الإدارة وقابلة للتحسين، مما يضع أساسًا متينًا للبيانات للعمليات المستدامة وتعزيز القدرة التنافسية.