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Normal Topic Protezione Rete Totale e PowerMeter (Read 38495 times)
ElettroshockNow
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yottawatt

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Protezione Rete Totale e PowerMeter
19.06.14 at 14:45:30
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Ciao a tutti.
  

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Re:Protezione Rete Totale e PowerMeter
Reply #1 - 19.06.14 at 15:11:54
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Molto interessante! Aspettiamo con ansia anche il codice di Arduino per fare queste letture..
Domanda: la tensione di rete che esce dal partitore, entra nell'arduino senza nessuna protezione (es. diodo zener da 5,1/5,6V); perché? Creerebbe problemi? E poi dove/come viene aggiunto l'offset di 2,5V prima di entrare nel pin analogico?
P.S. Grazie per la condivisione di queste informazioni preziose..
  
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2 Batterie da autobus da 220Ah in serie. Impianto a 24 V nominali.
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yottawatt

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Re:Protezione Rete Totale e PowerMeter
Reply #2 - 19.06.14 at 15:56:53
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Ciao Luca ,spero che piaccia ....

Il partitore è calcolato in maniera tale che arduino possa sopportare tensioni fino a +750V -750V .
Visto che un diodo di protezione introduce una non linearità nelle letture ,ho preferito proteggerlo prima del partitore aggiungendo un varistore.
In pratica la tensione sul pin di Arduino non supererà i 3.8V e non scenderà sotto 1.2V.

I 2.5V di offset vengono aggiunti semplicemente ingannando i riferimenti.
In pratica il neutro (o fase) della rete si trova a 2.5V rispetto alla massa di Arduino .....
Avevo dei dubbi su questa soluzione , ma mi sono fidato della teoria.

Il codice è quasi pronto ... e sò che lo rivoluzionerai migliorandolo .... io sono un meccanico Smiley
  

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yottawatt

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Re:Protezione Rete Totale e PowerMeter
Reply #3 - 19.06.14 at 15:59:27
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Ecco la parte che misura:

for (int i=0; i < NumCampionamenti; ){
if (micros() > (start + Ritardo_Campionamento)){
    start = micros() ;
    float Tensioneinst = (analogRead(TensionePin)-OffsetTensione)*Fattore_Conversione_Tensione;
    float Correnteinst = (analogRead(CorrentePin)-OffsetCorrente)*Fattore_Conversione_Corrente;
   
    if ( Tensionemax < Tensioneinst ) Tensionemax=Tensioneinst;
    if ( Tensionemin > Tensioneinst ) Tensionemin=Tensioneinst;
   
    Tensione[i]=int (Tensioneinst);
    SommaV += pow(Tensioneinst,2);
    SommaI += pow(Correnteinst,2);
    SommaP += abs(Tensioneinst*Correnteinst);
    i++;
} }

    TensioneRMS = sqrt(SommaV / NumCampionamenti);
    CorrenteRMS = sqrt(SommaI / NumCampionamenti);
    if (CorrenteRMS < 0.10) {//soglia minima
     CorrenteRMS=0;
     SommaP=0;}
    PotenzaAttiva = SommaP/ NumCampionamenti;
    PotenzaApparente = TensioneRMS * CorrenteRMS;
    FattorediPotenza = PotenzaAttiva/PotenzaApparente;
  

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Re:Protezione Rete Totale e PowerMeter
Reply #4 - 19.06.14 at 16:05:43
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Ma il pin che usi per questa lettura è il pin A0? Io ho dato per scontato fosse questo, con vedo che anche il pin A1 in qualche modo è legato alla tensione della rete (anche se non capisco la resistenza del partitore che collega un polo della rete alla +5 del 7805).
Se in meccanico eh? Vorrei fare il meccanico anche io allora! Smiley
  
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yottawatt

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Re:Protezione Rete Totale e PowerMeter
Reply #5 - 19.06.14 at 18:27:05
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Sisi è il pin A0

R1 e R2 si preoccupano di ridurre la tensione di rete di 300 Volte
R4 e R5 creano la 2.5V da sommare alla tensione (immaginala come dei pannelli in serie Cheesy )
  

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yottawatt

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Re:Protezione Rete Totale e PowerMeter
Reply #6 - 22.06.14 at 13:55:36
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Funzione Controllo qualità Onda

Aggiorno lo sviluppo.

Ho eseguito ulteriori test ritenendo 80 Campionamenti il giusto compromesso tra velocità ADC e qualità della campionatura.

Come dicevo questa array contenente tutta una sinusoide viene comparata con una coppia di sinusoidi calcolate matematicamente usando il valore della tensione di picco e aggiungendo e sottraendo un valore di distorsione accettato.

*****************************************************************

for (i=0; i < NumCampionamenti; i++){

if ( Tensione[i] < Tensione_UP[i] && Tensione[i] > Tensione_DOWN[i] ){
digitalWrite(Rele_protezione, HIGH);
        Check_Distorsione=true;
        }
       
      else {
        digitalWrite(Rele_protezione, LOW);
        Check_Distorsione=false;
        Error_Distrorsione=i;
        i=NumCampionamenti;
      }

    }


************************************************************************ù

In pratica è un comparatore a finestra e se l'onda esce fuori dai margini  interviene la protezione per distorsione.

Per capire la bontà del controllo ho creato un file excel che visualizza graficamente ciò che accade restando veramente sbalordito della qualità del check ..... l'onda deve essere praticamente perfetta Wink

Nei test l'onda proveniente dalla rete nazionale viene accettata fino ad un valore di distorsione di 5 (limite dato dal circuito).

Ecco alcuni esempi con diversi valori di distorsione accettabile (la sinusoide Rossa è la misurata e deve rientrare nei margini)





Il valore di distorsione sarà modificabile in fase di programmazione.

Ho anche aggiunto un Watchdog ogni 60mS e l'intervento per sovracorrente rapido attraverso un Interrupt

Ciao
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Re:Protezione Rete Totale e PowerMeter
Reply #7 - 22.06.14 at 15:47:17
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Bello.  Studio-applicazione veramente interessante...direi pure  sofisticato.

Premessa: quando la protezione efficace dell'inverter può tradursi anche in un  risparmio  in modalità rete.

Se la finalità è quella di proteggere l'inverter, interessante sarebbe pure poter inserire un sistema di capacitori per l'ottimizzazione del cos fi per adattare automaticamente  le condizioni di lavoro dell'inverter ai diversi carichi istantanei.
E poi , visto che i nostri gestori elettrici  mi pare  ci facciano pagare profumatamente le correnti reattive,  questa capacità di rifasamento  sarebbe interessante anche per l'uso domestico on grid di questa applicazione ( si potrebbe  pure quantificare il risparmio annuale con diverse lampade "a risparmio energetico" accesse e rifasate in un'anno o con i vari carichi induttivi della giornata )
Tornando al ns inverter da proteggere,  qualora il carico fosse davvero troppo difficile da gestire ideale sarebbe  poter  tornare automaticamente in modalità rete ( io credo sia sempre meglio pagare il nostro gestore per qualche secondo o minuto che non la riparazione dell'inverter.... Smiley .
Ma lo scambio rete-FV avverrebbe a quale velocità ?
Meglio a una velocità tale da essere impercettibile e non avere problemi con dispositivi elettronici di casa durante cambi repentini.
Circa i problemi inevitabilmente associati al cambio  potreste studiare qualcosa per limitare istantaneamente  le inevitabili sovratensioni sulla linea  connesse al cambio rapido isola-rete ?(ovvero sui più delicati apparati allacciati a questa rete -tipo smorzatori rc, limitatori di extratensione etc...) Aggiungendo un circuitino di probe sulla carica delle mini batterie della mia isola questa scheda sarebbe molto vicina a quello che esattamente mi serve per gestire in protezione l'inverter e quindi gli scambi in modo ineccepibile ( crepuscolo-giorno e quindi rete-isolaFV)  .
Davvero notevole!
Se vuoi a settembre ( a impianto assemblato) ti faccio da beta tester.


PS: Non ho capito una cosa : che effetti ha la distorsione dell'onda sinusoidale sui diversi carichi.. Perchè è così importante ?
Sui motori e sui trasformatori, almeno entro certi limiti credo sia poco influente. Sui convertitori elettronici ( alim switching ) credo pure.. A cosa serve ?
Grazie
  
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yottawatt

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Re:Protezione Rete Totale e PowerMeter
Reply #8 - 22.06.14 at 17:07:28
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Ciao Paolo ,
La finalità del progetto è proteggere le apparecchiature elettroniche indipendentemente dalla sorgente.

Nasce come supervisore dell'inverter , ma credo che sia indispensabile anche per la rete .....
Nella mia zona sono stati molti i casi di immissione di 380Vac !!!!! Sad


L'idea del rifasatore mi piace (kekko credo lo stia già sperimentando) , ma preferirei aggiungere una scheda piuttosto che fargli gestire anche il Cos.

Distorsione.....
Be' con un controllo mi garantisco :
Presenza AC
Presenza sinusoide
Frequenza

Poi scegliendo la distorsione accettata e tempo di intervento , lo si cucina a proprio gradimento.


Per il discorso scambio senza interruzione esistono due strade.
Connettere le due sorgenti passando per la DC
oppure
Sincronizzare le due sorgenti (No break power transfer)

Ciao
  

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Re:Protezione Rete Totale e PowerMeter
Reply #9 - 22.06.14 at 17:29:27
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Sicuramente connettere due sorgenti passando per la dc!ihihihi
del no break power non mi fido basta che non sei in fase anche di poco e immagina che succede e poi ad esempio io sto andando a 60hz in questo momento e ho il condizionatore che sembra un 18000BTU!
per il cosfi non l'enel nel domestico non lo fa pagare (testato il contatore con vari strumenti RMS) non vedo perchè impigliarsi così tanto
Ti faccio i miei complimenti Elettro progetto davvero notevole!
hai qualche altro asso da sfornare?
  
14 pannelli mono da 250Wp 24 pannelli amorfi Sharp da 130Wp banco batterie 48V 225Ah survoltore 5000W homemade inverter 6000VA trifase homemade modalità di interconnessione ibrida Scinty-Kirchoff (nodo DC) secondo inverter di supporto mppt inverter Sunny boy 3000(nodo AC)
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Paolo_S
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Re:Protezione Rete Totale e PowerMeter
Reply #10 - 22.06.14 at 19:01:50
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Dalle tue chiare lettere credo di aver afferrato in linea di massima  il problema.
Quindi riassumendo , nella commutazione o si  continua ad usare  comunque l'inverter ma con la potenza di rete ( trasformata e raddrizzata)  bypassando istantaneamente le batterie oppure si fa una commutazione tra AC-inverter e AC-rete ma in modo che nessuno dei carichi " se ne accorga, perchè sono onde gemelle ".
Ora se con la prima soluzione potrei talora salvare da conseguenze disastrose il mio apparato,  rimarrebbero cmq tutti i limiti e problemi del mio inverter alle prese ad es. con un carico molto ostico.
La seconda è risolutiva ( il carico ostico se lo becca la rete) ma credo sia di più difficile attuazione: infatti c'e' un modo standard per sincronizzare la sintesi della ac di un qualsiasi inverter ? Il mio cinesone di 7000w  per esempio : dove intervenire per sincronizzarlo con la rete del mio contatore ?

Domanda semplice : e si facesse semplicemente una commutazione veloce e un po brutale tra una AC inver. e una AC rete diverse ( tipo con coppie di rele stato solido )  assistita però  con dei circuiti che  eliminano le sovratensioni e le sovracorrenti dei transienti che eventualmente si generano ?
Pensi che, ad esempio, un pc o una tv lcd o un motore avrebbero grossi problemi ?

In ogni caso, anche quello della commutazione delle "sinusoidi gemelle" c'e' una discontinuità, un transiente in cui la corrente di un generatore ( es rete)   passa da 0 ad un valore preciso e nell'altro generatore ( es inverter)  da un valore più o meno alto a 0 ( a meno che tu non voglia fare la commutazione esattamente a 0 Volt... ed il carico non sia sempre e comunque resistivo) . Quindi in caso di carichi induttivi o capacitivi avresti cmq perturbazioni che possono essere anche considerevoli,  da gestire con sistemi di limitazione delle extatensioni/extracorrenti....
Sto vaneggiando ?
  
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Paolo_S
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Re:Protezione Rete Totale e PowerMeter
Reply #11 - 22.06.14 at 19:21:43
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CITAZIONE (scinty, 22/06/2014 19:01:50 ) Quote:
Sicuramente connettere due sorgenti passando per la dc!ihihihi
del no break power non mi fido basta che non sei in fase anche di poco e immagina che succede e poi ad esempio io sto andando a 60hz in questo momento e ho il condizionatore che sembra un 18000BTU!
per il cosfi non l'enel nel domestico non lo fa pagare (testato il contatore con vari strumenti RMS) non vedo perchè impigliarsi così tanto
Ti faccio i miei complimenti Elettro progetto davvero notevole!
hai qualche altro asso da sfornare?


Grazie per la tua precisazione sul cosfi e misura potenza contatore. Non sapevo delle Vs misure.
Il cosfi può essere cmq un problema anche pesante per inverters poco dotati alle prese con carichi ostici. Qui il senso della necessità di rifasamento del carico in un approccio che salvaguardi l'inverter.Il resto poteva essere una funzione ulteriore ( che cmq non dispiacerebbe al gestore).
  
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yottawatt

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Re:Protezione Rete Totale e PowerMeter
Reply #12 - 22.06.14 at 19:48:05
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In ditta usiamo il no brake power transfer per evitare che le apparecchiature elettroniche risentano del cambio si sorgente.
Per farlo le due sorgenti si mettono in fase  , successivamente si parallelano e dopo qualche secondo uno dei due generatori si toglie dalla barra di alimentazione.
È un metodo che funziona ,ma difficile nel mondo del fai da te .

Sicuramente la strada più semplice (relativamente) è quella DC .... Smiley
  

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Reply #13 - 22.06.14 at 19:52:17
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@scinty :lol: ahahah gli stai tirando il collo a quel condizionatore ..........
  

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Re:Protezione Rete Totale e PowerMeter
Reply #14 - 22.06.14 at 19:54:40
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il no break transfert lo devi immaginare come una staffetta: fino a quando una semionda non viene completata l'altra sorgente è interdetta questo può funzionare con due inverter con l'apposito interrupt si passa la palla all'altro, si fa così nei sistemi ridondanti, e non mi pare che l'enel ti dia un interrupt per questa funzione, metti caso uno slittamento di frequenza o un picco di tensione ti fa mancare lo zero il botto è garantito
nel tuo caso potresti ridurre l'enel a 96V e entrare tramite l'ingresso batterie se l'efficienza del tuo inverter è maggiore del 90% questo sistema è molto comodo e funzionale e per le poche ore che potresti prelevare dall'enel la vedo proprio una buona idea
  
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