24 nov. 2020
3 minuten
Uit eerder onderzoek is gebleken dat elektromagnetische interferentie kan resulteren in mislezingen van statische energie meters door niet-lineaire stroomvormen [1]-[3]. Daarom is het interessant om golfvormen te onderzoeken die voorkomen in meterkasten en die door statische meters worden gemeten. Daarom is er in het MeterEMI project [4] een onderzoek gedaan naar dergelijke stroomvormen, de gebruikte methode en resultaten worden weergeven in dit artikel.
Door: Bas ten Have, Universiteit Twente
De golfvormen die voorkomen in meterkasten worden gemeten door gebruik te maken van een tijd-domein meetopstelling. Hiervoor is een Time-domain Electromagnetic interference Measurement and Post-processing System (Temps) gebruikt [5]. Het voordeel van deze aanpak is: het staat toe om de effectieve meettijd te verkleinen, het volledige spectrum wordt gemeten, het gebruik van meerdere meetkanalen simultaan, en bovendien zijn geavanceerde verwerkingsfuncties beschikbaar omdat de tijd-domein data beschikbaar is.
Stroomsensoren worden gebruikt om de stroom in fase- en nulgeleider van het systeem te meten op de plek waar de statische meter is aangesloten. Dit is weergeven in Figuur 2. Triggering software wordt gebruikt om de niet-lineaire, pulsvormige signalen te selecteren. Hiervoor worden de golfvormen getriggerd op basis van amplitude probability distributie (APD) [5] en een wavelet trigger [6]. Tijdens dit onderzoek wordt een test locatie voor 10 dagen onderzocht.
Figuur 2: Geïnstalleerde meetsetup bij een energie meter van een consument [7].
Meetresultaten van een test locatie waar verschillende elektrische auto’s opladen is weergeven in [5]. De tijd-domein resultaten van deze locatie zijn weergeven in Figuur 3. Hier is het niet-lineaire gedrag van het netwerk zichtbaar, de stroomvorm heeft een duidelijke harmonische vervorming, en stroom pieken zijn zichtbaar bovenop de sinusvorm. En de ‘’nul” geleider voert, zelfs in het redelijke symmetrische netwerk, wel degelijk een stroom.
Figuur 3: Tijd domein plot van een opladende elektrische auto [5].
Hierna is een huishoudelijke situatie met zonnepanelen de stroom gemeten, en de resultaten zijn weergeven in [7]. In dit geval laten de gemeten stroomvormen een duidelijke fundamentele frequentie zien met hogere order frequentie componenten (pulsen) bovenop de sinusvorm, Figuur 4. Hiernaast werden op deze locatie signalen gemeten met een hogere derde order harmonische vergeleken met de fundamentele (eerste) harmonische, en stroom transiënten met korte stijgtijden.
Figuur 4: Veel voorkomende vervormde stroomvormen als onderzocht in [7].
Deze onderzoeksresultaten laten het bestaan van zeer harmonisch vervuilde en pulserende stroomvormen in laagspanning netwerken zien. In het MeterEMI project [4] worden meerdere test locaties onderzocht in verschillende landen, en de gevonden complexe stroomvormen zullen worden geanalyseerd en beschreven door middel van een parametrische beschrijving in toekomstig onderzoek.
Acknowledgement
This project has received funding from the EMPIR programme co-financed by the Participating States and from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme. The results found reflect the author’s view only. EURAMET is not responsible for any use that may be made of the information it contains.
[1] B. ten Have, T. Hartman, N. Moonen, C. Keyer, and F. Leferink, "Faulty Readings of Static Energy Meters Caused by Conducted Electromagnetic Interference from a Water Pump," Renewable Energy and Power Quality Journal (RE&PQJ), pp. 15-19, Santa Cruz de Tenerife, Spain, 2019.
[2] B. ten Have, T. Hartman, N. Moonen, and F. Leferink, "Misreadings of Static Energy Meters due to Conducted EMI caused by Fast Changing Current," 2019 Joint International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility, pp. 445-448, Sapporo, Japan, 2019.
[3] B. ten Have, T. Hartman, N. Moonen, and F. Leferink, "Inclination of Fast Changing Currents Effect the Readings of Static Energy Meters," 2019 International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC Europe 2019), pp. 208-213, Barcelona, Spain, 2019.
[4] "Publishable Summary for 17NRM02 MeterEMI Electromagnetic Interference on Static Electricity Meters," http://empir.npl.co.uk/meteremi/, accessed: 2020-11-19.
[5] T. Hartman, M.Pous, M.A. Azpúrua, F. Silva, and F. Leferink, "On-site Waveform Characterization at Static Meters Loaded with Electrical Vehicle Chargers," 2019 International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC Europe 2019), pp. 191-196, Barcelona, Spain, 2019.
[6] F. Barakou, P.S. Wright, H.E. van den Brom, G.J.P. Kok, and G. Rietveld, "Detection Methods for Current Signals Causing Errors in Static Electricity Meters," 2019 International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC Europe 2019), pp. 273-278, Barcelona, Spain, 2019.
[7] B. ten Have, M.A. Azpúrua, M. Pous, F. Silva, and F. Leferink, "On-Site Waveform Survey in LV Distribution Network using a Photovoltaic Installation," 2020 International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC Europe 2020), Rome, Italy, 2020.
Anderen lazen ook
