Monitoramento remoto de energia IoT para Smart Grid

A IoT (Internet of Things) é perfeitamente adequada para o lançamento da rede inteligente, graças aos requisitos de longo alcance e ao pequeno tamanho de dados necessários para a transmissão. Usando RF de banda estreita, o padrão para comunicação de longo alcance, é agora possível uma solução inovadora de monitoramento remoto de energia.

A solução consiste em medidores de energia sem fio para o monitoramento remoto de equipamentos elétricos com hardware, conectividade M2M (LORA, SIGFOX, 3G / GPRS …) e serviços web para gerenciar os dados coletados (histórico, alertas, gráficos, estatísticas, etc.). Essa solução de IoT simplifica a implementação da rede e a instalação pelo usuário final, reduz os custos de infraestrutura (sem repetidores) e é geralmente compatível com as soluções existentes. Essa abordagem é ideal para IoT devido à pequena carga útil, aos requisitos de longo alcance e ao pequeno tamanho de dados necessários para a transmissão.

A configuração de rede em estrela da IoT é típica para implantação de smart grid.

 

 

 

A aplicação típica para monitoramento de energia é identificar o equilíbrio do consumo de energia e a análise de consumo adicional para identificar as áreas a serem reparadas. Cada medidor de energia sem fio (1), usando LEM ATO (A) ou LEM ART (B), é conectado à Internet RF de longo alcance (2) e transmite (3) dados de manutenção para um servidor web seguro (4).

Os usuários finais podem acompanhar o uso do equipamento remotamente (ciclos, horário de trabalho, consumo etc.) ou receber alertas quando uma anomalia é detectada, como perda de energia ou picos de energia (5). Os dispositivos típicos que têm sua energia medida são itens com motores elétricos, ventiladores, bombas e compressores.

As vantagens dessa solução são a simplicidade de instalação do LEM ATO ou LEM ART, a conexão pela internet, as medições em tempo real e a autonomia do medidor de energia. O modo de operação é a aquisição de corrente de RMS de 1s a cada 10 segundos e envia estatísticas de consumo atuais a cada 10 ou 15 minutos.

As vantagens do monitoramento de energia remota baseado em IoT são:
• Não há necessidade de implantar uma infraestrutura de rede local
• Monitoramento de equipamentos internos e externos
• ampla cobertura de área
• Consumo de energia muito baixo, resultando em medidores de energia autônomos de longa duração
• Acessível e implantável com sensores LEM ATO ou LEM ART.

LEM ATO em conformidade com a norma IEC 61869-2.

Os transformadores de corrente de núcleo dividido não são novos, mas as tecnologias convencionais usadas nesses transformadores têm apresentado inúmeras deficiências – entre elas, soluções que utilizavam materiais caros ou que proporcionavam baixo desempenho. Nesse caso, a imprecisão não se refere às leituras em si, mas à linearidade, à sustentabilidade de uma leitura ao longo do tempo e à precisão da corrente em relação à tensão (deslocamento de fase). O novo padrão Smart Grid IEC 61869-2 requer tanto precisão quanto deslocamento de fase para estar dentro da Classe 1.

O transformador de corrente de núcleo dividido LEM “ATO” com Ferrite melhora drasticamente a permeabilidade magnética, permitindo que esses transformadores tenham alta precisão e excelente linearidade, mesmo em níveis de corrente muito baixos, em conformidade com a norma IEC 61869-2. A dureza do material sólido (considere Ferrite como uma cerâmica) permite uma usinagem muito fina, proporcionando ¨gap´s¨ de ar de até alguns mícrons que são estáveis ​​por muitos anos. Materiais laminados como FeSi ou FeNi não permitem espaços de ar menores que 20 ou 30 mícrons, e estes são mais sensíveis a mudanças de temperatura e envelhecimento. Some aos pequenos ¨Gap´s¨ de ar, à melhor linearidade da ferrita a baixa excitação magnética (ou seja, para baixa corrente), e a ferrita oferece um desempenho melhor do que FeNi-80%, e a um custo menor.

 

NameLEM ATOLEM ART
TypeSplit-Core Current TransformerFlexible Rogowski Coil
Range10-125A10-10000A
MaterialFerriteWinding (no magnetic core)
IEC classClass 1 and 3Class 0.5
OutputInst Ma (1:1000), 225-333mV22.5mV/kA
Diameter10-16mm35, 70, 125, 175, 200, 300 mm
IP classIP 30IP 57

 

Conclusão

O monitoramento remoto de energia baseado em IoT tem um período médio de amortização inferior a um ano. Os operadores de manutenção gastam 30% do seu tempo de trabalho na estrada e qualquer necessidade de reparo normalmente é de duas a três viagens, portanto, essa solução LEM economiza tempo. Alguns locais ou equipamentos da planta são de difícil acesso (desperdício de tempo e risco para o operador) e não há como adicionar transformadores de núcleo sólido sem um encerramento dispendioso do sistema. O transformador de corrente sem fio LEM de núcleo aberto e sem contato LEM pode ser simplesmente encaixado em um cabo, sem a necessidade de parafusar ou soldar suportes complexos, simplificando a instalação e a manutenção.Conclusão

A configuração da IoT combinada com a IEC Smart Grid, o ATO da LEM permite a readequação imediata de sistemas de monitoramento remoto de alto desempenho e de baixo custo, medição de energia e supervisão de instalações.

Sobre o LEM

A LEM é líder de mercado no fornecimento de soluções inovadoras e de alta qualidade para medir parâmetros elétricos para uma ampla gama de aplicações. O LEM responde à demanda por um sensor de energia preciso, confiável e fácil de instalar para futuras Smart Cities.

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