Laboratorio di Misura Distribuito per il Monitoraggio della Qualità della Tensione: SUN-EMC-LAB

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1 per il Monitoraggio della Qualità della Tensione: D. Castaldo, D. Gallo, C. Landi, R. Langella e A. Testa Dipartimento di Ingegneria dell Informazione Seconda Università di Napoli

2 PIANI DI POTENZIAMENTO DELLA RETE SCIENTIFICA E TECNOLOGICA Progetto 2 del Cluster 13 - Compatibilità Elettromagnetica Realizzazione di un centro per l analisi ed il monitoraggio di problemi di compatibilità elettromagnetica in bassa frequenza nei sistemi elettrici Responsabile scientifico: prof. Alfredo Testa Principali settori coinvolti: Sistemi Elettrici, Misure Elettriche.

3 Realizzazione di un centro per l analisi ed il monitoraggio di problemi di compatibilità elettromagnetica in bassa frequenza nei sistemi elettrici w1. Monitoraggio a distanza dei disturbi condotti nei sistemi elettrici all interfaccia distributore-utilizzatore. w2. Rilievo e classificazione dei disturbi transitori di tensione. w3. Informazione e formazione rivolte alle PMI nelle zone di cui all ob. 1 degli interventi comunitari. w4. Analisi e trattamento delle interazioni a bassa frequenza nei sistemi e negli apparati elettrici.. w5. Laboratorio per la misura dei disturbi condotti.

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5 Qualità della Tensione (1) I principali aspetti possono essere sintetizzati in: interruzioni e di breve e lunga durata (Voltage Continuity); deviazione della frequenza e dell ampiezza (valore efficace) rispetto al valore nominale; dissimmetrie; fluttuazioni; distorsione armonica ed interarmonica; buchi, sovratensioni, e fenomeni transitori. Voltage Quality

6 Qualità della Tensione (2) Qualità in prospettiva come costo nel contesto del mercato libero dell energia elettrica (Custom Power). Valutazione della Qualità attraverso indici sintetici. Definizione e misura degli indici di Qualità. Caratterizzazione di nodi differenti del sistema. Premi, penalità e individuazione delle sorgenti inquinanti.

7 Sistemi di monitoraggio distribuiti (1) La tendenza è realizzare dispositivi di monitoraggio connessi in rete. Le informazioni raccolte vengono trasferite e catalogate in un data-base comune, accessibile sia in rete locale che tramite connessione alla rete pubblica.

8 Sistemi di monitoraggio distribuiti (2) Esistono diverse soluzioni commerciali per il monitoraggio distribuito della PQ. Facilità di implementazione. Soluzioni rigide, sistemi chiusi, non facilmente integrabili tra costruttori diversi e/o con software di analisi non facilmente modificabile (es. Topas, T W =320ms invece di 200ms). Costo notevole!

9 Obiettivi Implementazione di un sistema di misura capace di: analisi di tipo Standard; analisi avanzata o specialistica; ricerca pre-normativa; facilmente integrabile con apparecchiature commerciali; costo contenuto; capacità di analisi contemporanea in più nodi del sistema elettrico.

10 Risultati Ciò è stato ottenuto distribuendo i compiti elaborativi ed utilizzando dispositivi commerciali e non, che potessero comunicare tra loro attraverso veloci ed affidabili sistemi di trasmissione digitale. Ultima caratteristica, da non sottovalutare, è la capacità del sistema di essere controllato da remoto, valutando sia lo stato dei singoli dispositivi di monitoraggio che del sistema sotto controllo, tramite interfacce utente chiare e facilmente utilizzabili (user friendly).

11 Sistema distribuito di misura PC Server Data Server RMU WMU RMU Field Bus Server PC Client RMU CCP Ethernet LAN RMU Data Server PC Gateway WMU RMU RMU RMU CCP Field Bus Server PC Client WAN RMU

12 Apparecchiature utilizzate Power Analyzer Norma D6000. Power Analyzer Yokogawa WT LEM TOPAS 1000 classe A PQA. Analizzatori da campo LEM PQ Analyzer. Analizzatore integrato di PQ. Misuratore PQ a basso costo (SWS). Analizzatore di disturbi non stazionari (SWS).

13 SWS - Sensori con tecnologia Web Integrano l interfaccia verso la rete. Sistema di generazione di pagine Web. Comprendono dispositivi di trasmissione dei dati. Consentono l interrogazione da remoto attraverso apposito software o comuni browser. In generale sono composti da: Sensore. Unità di elaborazione. Gestore della pila ISO OSI o del sottoinsieme TCP/IP.

14 Analizzatore integrato di PQ Voltage Transducer Transportable computer DAQ NI 4452 BNC adaptor Current Transducer Caratteristiche Misura contemporanea di: Armoniche stazionarie e fluttuanti. Interarmoniche. Indice di severità di flicker. Tutto in accordo alle recenti norme IEC.

15 Misuratore PQ a basso costo Voltage Trasducer AcquisitionFront-End PIC16F877 Processing µ web server V in R in R in R b AMP #1 R b TCP/IP network Front- End R out GND AMP #2 V out Peak Detector True RMS-to- DC converter LAN

16 Analizzatore di disturbi non stazionari V I Transd. & isolat. Transd. & isolat. Filter Filter S/H S/H SINGLE ENDED MUX 12 bit ADC THS1206 FIFO BUFFER DAS Logic and Control Control Register TCLK SDRAM TMS320C6711 DATA_AV DSP board Personal Computer EPP ETH Front-end di comunicazione

17 Conclusioni Sistema di misura distribuito che impiega apparecchiature di misura commerciali e non. Tale sistema può risultare utile sia per la definizione di indici sintetici di qualità dell alimentazione elettrica e sia alla messa a punto di tecniche di individuazione dei soggetti aggressori ed aggrediti. Necessità della istituzione di laboratori metrologici accreditati, distribuiti sul territorio nazionale, in grado di fungere da enti terzi nella individuazione e quantificazione delle sorgenti di disturbo.

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