СПОСІБ ВИМІРЮВАННЯ СПОЖИТОЇ ПОТУЖНОСТІ ЕЛЕКТРОПРИЙМАЧІВ НА ПРИКЛАДІ НАВЧАЛЬНОГО КОРПУСУ СУМСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО УНІВЕРСИТЕТУ
PDF

Ключові слова

мікроконтролер
ARDUINO
ARDUINO UNO
ARDUINO NANO
обробка
дані
датчик струму
датчик напруги
мережевий модуль опитування

Як цитувати

Шевченко, С. Ю. ., І. І. . Борзенков, і І. Л. . Лебединський. «СПОСІБ ВИМІРЮВАННЯ СПОЖИТОЇ ПОТУЖНОСТІ ЕЛЕКТРОПРИЙМАЧІВ НА ПРИКЛАДІ НАВЧАЛЬНОГО КОРПУСУ СУМСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО УНІВЕРСИТЕТУ». Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Енергетика: надійність та енергоефективність, вип. 1, Липень 2021, с. 100-4, doi:10.20998/2224-0349.2020.01.15.

Анотація

Комерційні засоби автоматичної системи контролю обліку електричної енергії, як відомо встановлюються на ввідному розподільчому пристрої і вимірюють спожиту потужність всіх електричних споживачів цього об’єкту обліку. Такі дані не дають повної картини по споживанню електричної енергії кожним поверхом об’єкту обліку, що в свою чергу не дозволяє виконання заходів по енергозбереженню. Також ці вимірювальні системи обліку електричної енергії мають велику собівартість. В статті пропонується метод обробки та передачі даних на сервер з подальшим їх аналізом про споживану потужність кожним поверхом досліджуваного об’єкту за допомоги мікроконтролера ARDUINO. Така система обліку має меншу собівартість ніж автоматична система контролю обліку електричної енергії промислового виробництва. В статті наведена схема реалізації та різновиди датчиків струму і напруги. Також в статі розглядається топологія вимірювального комплексу. Така топологія може розширюватися та вести не тільки загальний облік конкретного поверху, а й в загалі кожної навчальної аудиторії окремо. Збираючи такі дані про споживання електричної енергії можна проводити якісний аналіз раціонального споживання електричної енергії в навчальному процесі, тобто мається на увазі, що наприклад за достатньої природньої освітленості штучне освітлення в класі використовувати не потрібно, або після виконання лабораторних завдань в комп’ютерному класі живлення персональних комп’ютерів залишається ще певний проміжок часу. Запровадження енергозбереження корпусу виконується завдяки порівняльних характеристик потужності використання гаджетів, лабораторних стендів, тощо з кількістю студентів в групі відповідно до затвердженого навчального процесу. Алгоритм обробки даних, аналізу раціонального використання електричної енергії та порівняльні характеристики реалізовуються на сервері університету.

https://doi.org/10.20998/2224-0349.2020.01.15
PDF

Посилання

Pravyla ulashtuvannya elektroustanovok [Electrical installation rules]. Kyiv: Ministry of Fuel and Energy of Ukraine, 2017. 617 p.

Prakhovnyk A. V., Tesyk Yu. F., Zharkin A. F., Novs'kyy V. O., Hryb O. H, Kalinchyk V. P., Karasins'kyy O. L., Dovhalyuk O. M., Lazurenko O. P., Khodakivs'kyy A. M., Vasyl'chenko V. I., Svetelik O. D. Avtomatyzovani systemy obliku ta yakosti elektrychnoyi enerhiyi [Automated electricity metering and quality systems]. Kharkiv, PP «Rаnоk-NТ» Publ., 2012. 516 p.

Lezhniuk P. D., Bondarchuk А. S., Shullie Iu. A. Investigation and implementation of the fractal properties of electric load on civilian objects in order to efficiently predict and control electrical consumption. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019, vol. 3, no. 8 (99), pp. 6–12. doi: https://www.doi.org/10.15587/1729-4061.2019.168182

Kvytsyns'kyy A. O., Kernshch'kyy, V. V., Nazarov M. V., Nahornyy P. D., Ruban O. V., Zalyzets'kyy A. M. Shlyakhy polipshennya metrolohichnykh kharakterystyk vymiryuval'nykh kompleksiv, shcho mistyat' transformatory strumu ta napruhy [Ways to improve the metrological performance of measuring systems containing current and voltage transformers]. Energetika i elektrifikatsiya [Energy and electrification]. 2003, no. 6, pp. 13–20.

Volokhin V. V., Diahovchenko I. M. The use of nanocrystalline and amorphous materials for electric energy metering improvement and reducing the effects of external magnetic fields. 2016 International Conference on Nanomaterials: Application & Properties (NAP). Lviv, Ukraine, 2016, P. 02NEA03-1-02NEA03-3. doi: https://www.doi.org/10.1109/NAP.2016.7757298

Volokhin V., Diahovchenko I. Peculiarities of current sensors used in contemporary electric energy metering devices. Energetika, 2017, vol. 63, no. 1, pp. 8–15. doi: https://www.doi.org/10.6001/energetika.v63i1.3504

Grib O. G., Vasil'chenko V. I., Gromads'kiy Yu. S. i dr. Kontrol' potrebleniya elektroenergii s uchetom ee kachestva [Control of electricity consumption considering its quality]. Kharkiv, KhNURE Publ., 2010. 444 p.

Drechsler R. Měření, hodnocení a kvalita odběru elektrické energie v provozu tyristorových zařízení. Praha, SNTL/ALFA, 1982. 134 s. (Russ. ed.: Drechsler R. Izmerenie i otsenka kachestva elektroenergii pri nesmimetrichnoy i nelineynoy nagruzke. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1985. 113 p.).

Morva G., Volokhin V., Diahovchenko I., Čonka Z. Analysis of the impact of nonlinear distortion in voltage and current curves on the errors of electric energy metering devices. 2017 IEEE First Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON). Kyiv, Ukraine, 2017, pp. 528–533. doi: https://www.doi.org/10.1109/UKRCON.2017.8100296

Besarab O. M., Bondarchuk A. S., Sokol Ya. O. Korelyatsiynyy analiz vplyvu suchasnykh pobutovykh elektropryladiv na komertsiyni pokazannya lichyl'nykiv [Correlation analysis of the impact of modern household appliances on commercial meter readings]. Pratsi Odes'koho politekhnoho universytetu. 2013, vol. 3 (42), pp. 123–126.

Lee S., Kwon B., Lee S. Joint Energy Management System of Electric Supply and Demand in Houses and Buildings. IEEE Transactions on Power Systems. 2014, vol. 29, no. 6, pp. 2804–2812. doi: https://www.doi.org/10.1109/tpwrs. 2014.2311827

Kabalci Y. A survey on smart metering and smart grid communication. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016, no. 57, pp. 302–318.

Kulyk V. V., Pysklyarov D. S. Avtomatyzatsiya komertsiynoho obliku elektroenerhiyi ta pidvyshchennya yiyi efektyvnosti u rozpodil'nykh elektrychnykh merezhakh [Automation of commercial account of electric power and increase of its efficiency in distributive networks]. Visnyk of Vinnytsia Polytechnical Institute. 2008, no. 1, pp. 59–64.

Martynenko V. I., Bosyy D. O. Doslidzhennya efektyvnosti avtomatyzovanoyi systemy komertsiynoho obliku elektroenerhiyi pobutovykh spozhyvachiv [Study on the efficiency of an automated commercial electricity metering system for domestic consumers]. Elektryfikatsiya transportu. 2018, no. 15. pp. 99–108.

Tsina odnofaznoho prystroyu obliku enerhiyi [Price of a single-phase energy meter]. Available at: https://afly.co/4sm5 (accessed.12.2020).

Odnofazna vymiryuval'na elektrychna skhema strumu i napruhy merezhi [Single-phase current and voltage measurement circuit]. Available at: http://publikz.com/wp-content/uploads/2015/08/pmon.png (accessed 19.11.2020).

Tekhnichni kharakterystyky platy Arduino UNO, rozdil "Arduino–hardware" [Arduino UNO board specifications, section "Arduino–hardware"]. Available at: https://store.arduino.cc/arduino-uno-rev3 (accessed 10.10.2020).

Tekhnichni kharakterystyky platy Arduino NANO, rozdil "Arduino–hardware" [Arduino NANO board specifications, section "Arduino–hardware"]. Available at: https://store.arduino.cc/arduino-nano-rev3 (accessed 10.10.2020).

Tekhnichni kharakterystyky modul' real'noho chasu typu DS1307 [Technical specifications real-time module type DS1307]. URL: https://arduino.ua/prod724-Real-Time-Clock-Modyl-DS1307-bez-batareiki (дата звернення 19.11.2020).

Spysok osnovnykh funktsiy movy prohramuvannya mikrokontroleriv Arduino, rozdil "Arduino–reference" [List of basic functions of the Arduino microcontroller programming language, section "Arduino–reference"]. Available at: www.arduino.cc/en/Reference (accessed 19.11.2020).

Muller, L., Mohammed, M., Kimball, J. W. Using the Arduino Uno to teach digital control of power electronics. 2015 IEEE 16th Workshop on Control and Modeling for Power Electronics (COMPEL). Vancouver, BC, 2015, pp. 1–8. doi: https://www.doi.org/10.1109/compel.2015.7236487.

Fransiska R. W., Septia E. M. P., Vessabhu W. K., Frans W., Abednego W., Hendro. Electrical power measurement using arduino uno microcontroller and labview. 2013 3rd International Conference on Instrumentation, Communications, Information Technology and Biomedical Engineering (ICICI-BME). Bandung, 2013, pp. 226–229. doi: https://www.doi.org/10.1109/ICICI-BME.2013.6698497.

Vizualizator interfeisu Megunolink dlia Arduino, "Megunolink lite" [Megunolink interface visualiser for Arduino, "Megunolink lite"]. Available at:

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Авторське право (c) 2020 Сергій Юрійович Шевченко, Ігор Іванович Борзенков, Ігор Леонідович Лебединський