Summary: In de energiemeter industrie , veel meters gebruiken shunts als stroomsenso...
In de energiemeter industrie , veel meters gebruiken shunts als stroomsensoren. Dit komt vooral omdat ze minder kosten dan andere soorten stroomsensoren en magnetische immuniteit bieden, waardoor ze een goede keuze zijn voor eenfasemeters. Deze op shunts gebaseerde aanpak brengt echter ook enkele uitdagingen met zich mee, waaronder de noodzaak om elke shunt te isoleren van de kern van de meter en opwarmingsproblemen veroorzaakt door shunts.
Op shunt gebaseerde meting vereist twee belangrijke kenmerken: volledige isolatie tussen de shunt en de kern van een meter en coherente ADC-uitgangen voor het detecteren van dezelfde fasestromen op alle fasen. Gelukkig komen deze vereisten aan bod in een nieuwe familie van analoog-naar-digitaal-omzetters (ADC's) van Analog Devices.
De nieuwe ADS131M04-apparaten zijn meerkanaals, gelijktijdig bemonsterde, 24-bits, 2e orde delta-sigma ADC's met interne kalibratiefuncties en een breed dynamisch bereik. Deze ADC's zijn ideaal voor energiemeettoepassingen die een hoge nauwkeurigheid en een laag stroomverbruik vereisen.
Isolatie tussen shunt en meter wordt bereikt door een eenvoudige resistieve spanningsdeler (R32-R48). De verdeler is gerangschikt in een parallelle stripconfiguratie met een shunt aan de ene kant, de ADC's aan de andere kant en de grond ertussen. De ADC's moeten van het circuit worden geïsoleerd om te voorkomen dat een common-mode spanning de analoog-naar-digitaalomzetter (ADC) van de meter kan beschadigen.
Om dit probleem aan te pakken, wordt een isolatieversterker toegevoegd tussen de ADC's en de verdeler. Deze versterker kan de common-mode spanning terugbrengen tot een acceptabel niveau.
Een andere manier om voor isolatie te zorgen, is door de shunt in de geaarde geleider te steken in plaats van in de niet-geaarde geleider. Dit elimineert de common-mode spanning van de shunt en voorkomt dat deze de ADC of de interne circuits van het instrument beschadigt.
Shunt-gebaseerde meting vereist ook een nauwkeurige ADC om de lage uitgangsspanningen te detecteren die worden geproduceerd door shunts bij lage stromen. Dit geldt met name voor op shunt gebaseerde meters die worden gebruikt in residentiële toepassingen die zijn aangesloten op het lichtnet. Als een op een shunt gebaseerde meter niet correct is gekalibreerd, kan deze een circuit met hoge stroomsterkte en lage spanning lezen als een circuit met hoge stroomsterkte en lage spanning, wat resulteert in onnauwkeurige facturering voor nutsbedrijven.
Bovendien kan met een op een shunt gebaseerd meetsysteem worden geknoeid door een magnetisch apparaat op de shunt te plaatsen om de werking ervan te verlammen. Deze magnetische sabotage kan de CT beïnvloeden die wordt gebruikt om de lijnstroom te detecteren, wat resulteert in valse meterstanden en elektriciteitsdiefstal.
Bij een geknoeid meter kan ook de RMS-spanning en het actieve vermogen worden verwijderd. Deze sabotage zou moeilijk te detecteren zijn omdat de RMS-spanning en het actieve vermogen niet worden gemeten. Desalniettemin geeft de aanwezigheid van de shunt en CT nog steeds een aanwijzing dat er is geknoeid.
Het ontwerp heeft een AC/DC-voeding die kan worden geactiveerd om naar een stroomdetectiemodus te gaan wanneer de RMS-spanning of actief vermogen ontbreekt. De meter kan vervolgens worden getriggerd om deze stroomdetectiemodus te verlaten wanneer de wisselstroom weer normaal is.
China Manganin-shunts Fabrikanten
Engels