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