Leistungsmesstechnik erobert vielfältige Einsatzbereiche in der Energietechnik
Leistungsoptimierte Energieanlagen
Die Energiewende ist eines der wichtigsten Reformprojekte für Deutschland, und sie wird die Industrie in vielen Bereichen massiv verändern. Was Hersteller und Anlagenbetreiber nun gleichermaßen brauchen, um ihre Systeme energieeffizienter zu gestalten, sind hochgenaue Leistungsmessgeräte.
Der japanische Messtechnikhersteller Yokogawa adressiert diesen Markt mit einer neuen Generation der kompakten Leistungsmesserserie WT300. Die ein-, zwei- oder dreiphasigen Geräte messen Ströme von 50 µAeff bis 40 Aeff mit einer garantierten Basisgenauigkeit von 0,1 Prozent vom Messwert im gesamten Messbereich (1 bis 130 Prozent Ausnutzung). Zusätzlich zu den Messungen und Berechnungen der AC- und DC-Standardparameter für die Leistungsanalyse sind die Geräte in der Lage, simultan eine Oberschwingungsanalyse bis zur 50. Harmonischen durchzuführen. Dies ist vor allem bei der Einspeisung von Solarstrom in das Verteilnetz wichtig, weil es hier gesetzlich geregelte Grenzwerte gibt.
Die neuen Leistungsmesser bieten Bandbreiten von DC bis 100 kHz (bis 20 kHz für den WT310HC mit 40 Aeff). Für höhere Ströme sind optional BNC-Eingänge zum Anschluss externer Stromsensoren mit Messbereichen von 50 mV bis 10 V erhältlich. Die Abtastrate beträgt 100 kSample/s. Um unnötige Signalanteile zu eliminieren und stabile Frequenzmessungen selbst bei verzerrten Signalen zu erreichen, stehen jeweils ein Line- und Frequenzfilter (500 Hz) zur Verfügung. Die neue Wattmeter-Generation besitzt zwei Frequenzmesskanäle und eine vierzeilige 7-Segment-Anzeige.
Mit der schnellen Auto-Range-Funktion für Standardmessungen können Anwender individuelle Messbereichskonfigurationen vornehmen, wobei Messbereiche, die nicht benötigt werden, übersprungen werden können. Somit lassen sich sowohl die Ströme z.B. im 5-mAeff- als auch im 20-Aeff-Messbereich im selben Testablauf schneller und effizienter messen. Zudem besitzt die WT300-Familie eine Auto-Range-Funktion im Integrationsmodus. Konventionelle Leistungsmessgeräte können einen Integrationsmodus nur dann mit hoher Genauigkeit einsetzen, wenn der Messbereich fest eingestellt ist. Überschreiten die Messsignale den Maximalwert des Bereiches, werden die Ergebnisse verfälscht und der Test ist im höheren Messbereich zu wiederholen. Mit dem schnellen Auto Range im Integrationsmodus werden Integrationsaufgaben kontinuierlich und hochgenau ohne Wiederholungen durchgeführt. Diese Funktion ist nicht nur für ±Wh (Wattstunden), sondern auch für ±Ah (Amperestunden) und Gleichströme (DC) möglich.
Vielfältige Anwendungen im Energiesektor
- Leistungsmessung an Energieanlagen
Um effizientere Anlagen und Produkte zu entwickeln, müssen Hersteller die Leistung präzise über einen längeren Zeitraum messen und mit weiteren Daten wie etwa den Umgebungsbedingungen korrelieren. Diese Messungen erfolgen oft im Feld an bereits laufenden Anlagen. Daher muss ein Leistungsmesser robust und kompakt gebaut sein. Die WT300-Modelle wiegen zwischen 3 und 5 kg, lassen sich einfach transportieren und für die Messung vorbereiten. Diverse Schnittstellen wie USB, Ethernet, RS232 oder GPIB erlauben viele Varianten der Fernsteuerung- und Bedienung. Für Langzeitmessungen steht ein Datenausgang (D/A Output) für alle Messkanäle zur Verfügung, um die Messwerte über ein Datenaufzeichnungssystem aufzunehmen. Ebenfalls wichtig ist, dass die Temperatur einen möglichst geringen Einfluss auf die Messgenauigkeit hat. Die Betriebstemperatur der WT300-Geräte liegt zwischen 5 und 40 °C und gewährleistet die spezifizierten Genauigkeiten im Bereich von 23 ± 5 °C. Für Betriebstemperaturen über 28 und unter 18 °C wird ein Temperaturkoeffizient hinzu addiert.
Die wichtigste Anforderung an einen Leistungsmesser ist jedoch die Genauigkeit. Zur Messung hoher Eingangs- und Ausgangsströme sind üblicherweise Stromsensoren nötig. Für die präzise Leistungsmesstechnik empfehlen sich prinzipiell Nullfluss-Stromwandler, deren Kompensationsstrom an die direkten Stromeingänge angeschlossen wird. Nullfluss-Stromwandler messen AC- und DC-Ströme. Der Markt bietet viele Stromsensoren basierend auf verschiedenen physikalischen Prinzipien mit geringerer Genauigkeit, die meisten davon besitzen einen Spannungsausgang. Folglich sind externe Stromsensoreingänge mit einem großen Messbereich ein Muss für Leistungsmessgeräte.
- Leistungsoptimierte Energieanlagen
- Langzeitmessung an Solaranlagen
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
