Sviluppo di un sistema wireless per la misura di
corrente di una rete elettrica a media tensione
Studente: Regi Jaupi Relatore: Prof. Sergio Carrato
Correlatore: Luciano Generali
Qualità dell’alimentazioneQualità della forma d’onda della corrente prelevata dagli utenti. Fenomeni che la attenuano:❖ Presenza di interruzioni (brevi o lunghe) del servizio
elettrico❖Presenza di Flicker di tensione❖Presenza delle armoniche della corrente
Inquinamento Armonico
❖Cause➢ Carichi non lineari (elettronica di potenza,
alimentatori a switching, convertitori, inverter, trasformatori)
❖Effetti (a medio e lungo termine)➢ Perdite economiche
■ Malfunzionamento dei carichi dell’utenza■ Sovradimensionamenti della linea
Rilevazione del problema❖Monitoraggio dell’inquinamento armonico
➢ Calcolo del THD (Total Harmonic Distortion)
Circuito Magnetico
Misura della corrente
Microcontrollore
Analisi spettrale
Ricetrasmettitore
Invio dati
Circuito ricevitore
Ricezione dati
Circuito magnetico
❖ Alimentazione❖ Lettura della corrente
AlimentazioneAutoalimentazione
➢ Rettificazione➢ Filtraggio➢ Stabilizzazione
Circuito Elettronico Lettura dei dati
➢ Condizionamento analogico
Elaborazione dei dati➢ Calcolo della DFT, Algoritmo di Goertzel
Lettura dei dati
– Amplificazione (A=20)– Filtraggio (frequenza di taglio 5 Hz)
– Addizione di componente continua (di 1.5 V)
Parte digitale
Elaborazione dei dati
Algoritmo di Goertzel
+ +
+
𝒁 −𝟏
𝒁 −𝟏-1𝟐𝒄𝒐𝒔 (𝝎𝒌) −𝒆− 𝒋 𝝎𝒌
x[n] s[n] y[n]
Algoritmo di Goertzel
Risposta in frequenza di un filtro centrato nella terza armonica (150 Hz)
150 Hz
Elaborazione dei dati❖ Algoritmo di Goertzel
𝑻𝑯𝑫=√∑𝒊=𝟐
𝑵𝑽 𝒊
𝟐
𝑽 𝟏
i=0;s0,s1,s2=0;
ωk=2π*armonica/32
i<32
Si
s0=data[i]+2cos(ωk)* s1- s2
s2=s1;s1= s0;
i++;
No
ris=s12+s2
2-2cos(ωk)*s1*s2
return
Inizio:
data=vettore contenente i
campioni armonica=1,3 o 5;
Fine
Invio dei dati❖ Comunicazione seriale tra il microcontrollore e
il ricetrasmettitore CC2250➢ Comunicazione a quattro fili (segnali logici)
Ricezione dei dati
Monitoraggio remoto
○ Il ricetrasmettitore invia i dati ad un circuito ricevitore che è già a disposizione dell’azienda.
○ Dati inviati via wireless usando un protocollo ZigBee.
Approfondimenti futuri
Aggiornamenti dello strumento:
Misure di buchi di tensione e interruzioni
Flickermetro Variazioni della frequenza, scostamenti dal valore
nominale