Struja, energija i interfejsi – kratko objašnjeno

Aktivna energija

Energija koja se stvarno pretvara u rad, toplotu ili svjetlost. Mjeri se u kilovat-satima (kWh) i na njoj se zasniva gotovo svaki račun za energiju.

Struja i energija

Reaktivna energija

Energija koja oscilira između mreže i potrošača bez vršenja rada. Nastaje u zavojnicama i kondenzatorima, mjeri se u kvarh, a dobavljači je obračunavaju iznad određenog praga.

Struja i energija

Prividna energija

Geometrijski zbir aktivne i reaktivne energije, mjeren u kVAh. Određuje koliko su kablovi i transformatori opterećeni.

Struja i energija

Aktivna snaga

Trenutni tok snage koji vrši rad, u kilovatima (kW). Vršne vrijednosti aktivne snage određuju naknade za snagu.

Struja i energija

Reaktivna snaga

Oscilirajuća snaga bez radne komponente, u kvar. Opterećuje mrežu, ali se ne pojavljuje na mjeraču aktivne energije – zato se bilježi odvojeno.

Struja i energija

Prividna snaga

Proizvod napona i struje, u kVA. Prema njoj se dimenzioniraju transformatori i dovodni kablovi.

Struja i energija

Faktor snage

Omjer aktivne i prividne snage, također cos φ. Loš faktor snage znači visoku reaktivnu snagu i može izazvati dodatne troškove.

Struja i energija

cos φ

Uobičajena oznaka za faktor pomaka između struje i napona. Kod čisto omskog opterećenja iznosi 1, kod motora znatno manje.

Struja i energija

Viši harmonici

Višekratnici mrežne frekvencije koji nastaju u nelinearnim potrošačima kao što su frekventni pretvarači i napajanja. Opterećuju provodnike i iskrivljuju jednostavne mjerne metode.

Struja i energija

Vršno opterećenje

Najveća vrijednost snage u obračunskom periodu, obično kao prosjek od 15 minuta. Često najskuplja pojedinačna stavka na računu za struju.

Struja i energija

Profil opterećenja

Tok vrijednosti snage kroz vrijeme, obično svakih 15 minuta. Pokazuje kada je energija potrošena – pitanje na koje stanje brojila ne odgovara.

Struja i energija

Bazno opterećenje

Potrošnja koja je uvijek prisutna, i noću i vikendom. Visoko bazno opterećenje često je prvi nalaz analize profila opterećenja.

Struja i energija

Vršna potrošnja

Kratkotrajna visoka potreba za snagom, na primjer pri pokretanju postrojenja. Često se može smanjiti vremenskim razmicanjem.

Struja i energija

Upravljanje opterećenjem

Ciljano pomicanje ili ograničavanje potrošača radi izbjegavanja vršnih opterećenja. Zahtijeva mjerne vrijednosti gotovo u realnom vremenu.

Struja i energija

Vlastita potrošnja

Udio vlastito proizvedene energije koji se troši direktno na licu mjesta umjesto da se predaje u mrežu. Ključni pokazatelj kod fotonaponskih sistema.

Struja i energija

Zajednica vlastite potrošnje

Udruženje više strana u jednoj nekretnini koje zajednički koriste proizvedenu energiju. Zahtijeva mjerenje za svaku stranu.

Struja i energija

Struja za stanare

Model u kojem stanari direktno koriste lokalno proizvedenu struju. Zahtijeva mjerenje pogodno za obračun za svaku jedinicu.

Struja i energija

Predaja u mrežu

Isporuka energije u mrežu, na primjer iz fotonaponskog sistema. Mjeri se odvojeno od preuzimanja i obično se drugačije nadoknađuje.

Struja i energija

Preuzimanje

Preuzimanje energije iz mreže. Mjerači za modele vlastite potrošnje moraju odvojeno bilježiti preuzimanje i predaju.

Struja i energija

Tarifa

Vremenski zavisna cijena energije, na primjer viša i niža tarifa. Mjerač s više tarifnih registara bilježi ih odvojeno.

Struja i energija

Konstanta mjerača

Faktor koji impulse mjerača pretvara u jedinice energije, često naveden kao impulsi po kWh. Važan kod S0 bilježenja.

Struja i energija

Strujni transformatori

Komponenta koja visoke struje pretvara u mjerljivu veličinu. Prijenosni omjer mora biti ispravno podešen u mjeraču.

Struja i energija

Prijenosni omjer

Omjer primarne i sekundarne struje strujnog transformatora, na primjer 200/5 A. Pogrešno podešen omjer daje sistematsku grešku mjerenja.

Struja i energija

Direktno mjerenje

Mjerenje bez strujnih transformatora, pri kojem cijela struja teče kroz mjerač. Moguće samo do određenih jačina struje.

Struja i energija

Četvorokvadrantno mjerenje

Bilježenje aktivne i reaktivne energije u oba smjera. Preduslov za postrojenja koja i preuzimaju i predaju energiju.

Struja i energija

Podmjerenje

Mjerenje djelimičnih potrošnji iza glavnog mjerača, na primjer po stanaru, mašini ili dijelu zgrade. Osnova za obračun prema stvarnoj potrošnji.

Mjerenje i obračun

Razgraničenje količina za treće strane

Odvajanje količina energije koje se prosljeđuju trećim stranama. Regulatorno relevantno u Njemačkoj i povezano sa zahtjevima mjerenja.

Mjerenje i obračun

MID

Evropska direktiva o mjernim instrumentima. Mjerač usklađen s MID smije se koristiti za obračun u EU; modul B+D označava postupak odobrenja.

Mjerenje i obračun

Mjeriteljsko pravo

Pravni okvir za mjerne instrumente u poslovnom prometu. Mjerači koji se koriste za obračun moraju ispunjavati zahtjeve.

Mjerenje i obračun

PTB-A 20.1

Dokument zahtjeva njemačkog nacionalnog mjeriteljskog instituta (PTB) za mjerače električne energije. Dokaz usklađenosti s mjeriteljskim propisima.

Mjerenje i obračun

PTB-A 50.7

Zahtjevi za mjerne instrumente pri razgraničenju količina za treće strane i u upravljanju energijom.

Mjerenje i obračun

Klasa tačnosti

Podatak o dozvoljenom odstupanju mjerenja, na primjer klasa B za aktivnu energiju ili klasa 2 za reaktivnu energiju. Niže je tačnije.

Mjerenje i obračun

ISO 50001

Standard za sisteme upravljanja energijom. Zahtijeva kontinuirano prikupljanje, analizu i izvještavanje o energetskim podacima.

Mjerenje i obračun

Sistem upravljanja energijom

Sistematski proces za bilježenje, ocjenu i poboljšanje korištenja energije. Softver je samo jedan njegov dio.

Mjerenje i obračun

Koncept mjerenja

Utvrđivanje koje se veličine bilježe na kojim mjestima i u koju svrhu. Greške u mjernom konceptu teško se naknadno ispravljaju.

Mjerenje i obračun

Mjerno mjesto

Mjesto u instalaciji na kojem se mjeri – nezavisno od konkretnog uređaja. Imenovanje treba slijediti mjerno mjesto, a ne uređaj.

Mjerenje i obračun

Stanje brojila

Kumulativna vrijednost energije mjerača. Odgovara na pitanje količine, a ne vremena.

Mjerenje i obračun

Analiza profila opterećenja

Analiza vrijednosti snage kroz vrijeme radi uočavanja vrhova, baznog opterećenja i anomalija.

Mjerenje i obračun

Obračun režijskih troškova

Raspodjela troškova potrošnje na jedinice. S podmjerenjem prema stvarnoj potrošnji umjesto prema ključu površine.

Mjerenje i obračun

Sankey dijagram

Dijagram toka u kojem širine strelica odgovaraju količinama. Tokove energije i njihove omjere čini razumljivim na prvi pogled.

Mjerenje i obračun

M-Bus

Meter-Bus, evropski standard za daljinsko očitavanje mjerača potrošnje prema EN 13757. Dvožični vod nezavisan od polariteta za struju, vodu, plin i toplotu.

M-Bus

EN 13757

Serija standarda za komunikaciju mjerača potrošnje. Dio 2 opisuje fizički sloj, dio 3 aplikacijski sloj.

M-Bus

Jedinično opterećenje

Potrošnja struje mirovanja M-Bus učesnika, oko 1,5 mA. Zbir svih jediničnih opterećenja ograničava broj uređaja na masteru.

M-Bus

M-Bus master

Uređaj koji napaja sabirnicu i propituje mjerače. Brine se i o pretvaranju nivoa i nadzoru kratkog spoja.

M-Bus

Pretvarač nivoa

Modul koji osigurava napon sabirnice i pretvara nivoe signala. Integriran u EMU M-Center, inače zaseban uređaj.

M-Bus

Primarna adresa

Kratka M-Bus adresa od 1 do 250, podešena u uređaju. Brza, ali sklona greškama pri dvostrukoj dodjeli.

M-Bus

Sekundarna adresa

Osmocifreni identifikacijski broj mjerača, kombiniran s proizvođačem, verzijom i medijem. Jednoznačan iz tvornice.

M-Bus

Pretraga mjerača

Automatsko propitivanje svih mogućih adresa radi pronalaženja priključenih uređaja. U većim instalacijama štedi dane.

M-Bus

Telegram

Slijed upita i odgovora na M-Bus. Mjerač na to šalje svoj potpuni zapis podataka.

M-Bus

Brzina prenosa

Brzina prijenosa u bitima po sekundi. Kod M-Bus uobičajeni su 300, 2400 i 9600 Bd, u praksi najčešće 2400.

M-Bus

Otpor petlje

Ukupni otpor voda sabirnice u odlasku i povratku. Kod M-Bus ograničen na 90 Ω.

M-Bus

Wireless M-Bus

Radijska varijanta M-Bus prema EN 13757-4, rasprostranjena kod vodomjera i mjerača toplote bez kablovskog priključka.

M-Bus

RS-485

Električni standard interfejsa za diferencijalni dvožični prijenos u poludupleksu. Otporan na smetnje, ali nije nezavisan od polariteta.

RS-485 i Modbus

Diferencijalni prijenos

Prijenos signala kao razlike napona između dva provodnika. Smetnje djeluju jednako na oba provodnika i poništavaju se.

RS-485 i Modbus

Poludupleks

Slanje i primanje preko istog para žica, ali nikada istovremeno.

RS-485 i Modbus

Završni otpornik

Otpornik od 120 Ω na oba fizička kraja sabirnice koji sprječava refleksije. Samo na krajevima, ne kod svakog uređaja.

RS-485 i Modbus

Bias otpornik

Otpornici prednapona koji definiraju stanje mirovanja sabirnice, tako da nijedan učesnik ne tumači šum kao podatke.

RS-485 i Modbus

Jedinično opterećenje

Mjera opterećenja RS-485 učesnika. Klasično segment podnosi 32 jedinična opterećenja; moderni drajveri troše djelić.

RS-485 i Modbus

Ogranak

Odvojak od glavnog voda do uređaja. Kod RS-485 što kraći, jer ogranci uzrokuju refleksije.

RS-485 i Modbus

Linijska topologija

Kontinuirano ožičenje od jednog kraja sabirnice do drugog. Jedina preporučena topologija za RS-485.

RS-485 i Modbus

Modbus

Otvoreni protokol za komunikaciju između uređaja automatizacije. Radi sa 16-bitnim registrima i po principu master–slave.

RS-485 i Modbus

Modbus RTU

Binarna varijanta Modbusa preko serijskih vodova, obično RS-485. Koristi CRC16 i pauzu za prepoznavanje okvira.

RS-485 i Modbus

Modbus TCP

Modbus preko Etherneta, standardni port 502. Umjesto CRC svaki telegram nosi MBAP zaglavlje; više klijenata može čitati istovremeno.

RS-485 i Modbus

Kod funkcije

Broj koji označava željenu operaciju. Za mjerače su relevantni prije svega 3 (holding register) i 4 (input register).

RS-485 i Modbus

Holding register

Čitljivi i upisivi 16-bitni registar u Modbus modelu podataka.

RS-485 i Modbus

Input register

16-bitni registar samo za čitanje, tipičan za mjerne vrijednosti.

RS-485 i Modbus

CRC16

Kontrolni zbir koji osigurava Modbus RTU telegrame. Neispravni telegrami se odbacuju.

RS-485 i Modbus

Pauza mirovanja

Pauza od najmanje 3,5 vremena znaka koja u Modbus RTU označava početak i kraj telegrama.

RS-485 i Modbus

TCP/IP

Porodica protokola na kojoj se zasnivaju Ethernet mreže i internet. Osnova za Modbus TCP, MQTT, BACnet IP i OPC UA.

TCP/IP i mreže

IP adresa

Jednoznačna adresa uređaja u mreži. Mjerni uređaji trebaju stabilnu adresu, statičku ili putem DHCP rezervacije.

TCP/IP i mreže

DHCP rezervacija

Dodjela fiksne IP adrese MAC adresi. Spaja udobnost DHCP-a sa stabilnošću fiksnih adresa.

TCP/IP i mreže

MAC adresa

Hardverska adresa mrežnog interfejsa. Služi za jednoznačnu identifikaciju u lokalnoj mreži.

TCP/IP i mreže

VLAN

Logički odvojen mrežni segment na zajedničkoj infrastrukturi. Mjerna tehnika obično dobija vlastiti VLAN.

TCP/IP i mreže

MBAP

Zaglavlje Modbus Application Protocol u Modbus TCP s brojem transakcije, identifikatorom protokola, dužinom i unit identifierom.

TCP/IP i mreže

Unit identifier

Polje u MBAP zaglavlju koje kod gatewaya adresira serijski uređaj iza njega.

TCP/IP i mreže

Port 502

Standardni port za Modbus TCP.

TCP/IP i mreže

NTP

Protokol za sinhronizaciju vremena. Bez sinhroniziranih satova profili opterećenja više uređaja ne mogu se smisleno porediti.

TCP/IP i mreže

BACnet IP

Protokol automatizacije zgrada preko IP-a. Radi objektno: svaka mjerna vrijednost je zaseban objekt.

TCP/IP i mreže

BBMD

BACnet Broadcast Management Device. Prosljeđuje BACnet broadcaste preko granica podmreža.

TCP/IP i mreže

OPC UA

Platformski nezavisan industrijski standard za razmjenu podataka s integriranim informacijskim modelom i sigurnosnim konceptom.

TCP/IP i mreže

MQTT

Lagani publish-subscribe protokol za telemetrijske podatke. Uređaji objavljuju vrijednosti, zainteresovani se na njih pretplaćuju.

MQTT

MQTT broker

Posrednik između pošiljalaca i primalaca. Sve poruke prolaze kroz njega; pošiljalac i primalac se ne poznaju.

MQTT

Publish

Objavljivanje poruke pod topicom kod brokera.

MQTT

Subscribe

Pretplata na topic radi primanja poruka koje se tamo objavljuju.

MQTT

Topic

Hijerarhijska putanja pod kojom se objavljuju poruke. Struktura i imenovanje odlučuju o kasnijoj upotrebljivosti podataka.

MQTT

Džoker znak

Zamjenski znak pri pretplati: + za tačno jedan nivo, # za sve nivoe ispod.

MQTT

QoS

Quality of Service, garancija isporuke. 0 šalje bez potvrde, 1 garantuje barem jednu isporuku, 2 tačno jednu.

MQTT

Retain

Oznaka zbog koje broker čuva posljednju vrijednost svakog topica. Novi pretplatnici odmah vide podatke.

MQTT

Last will

Poruka koju broker objavljuje kada se veza s uređajem neočekivano prekine. Čini ispade vidljivim.

MQTT

TLS

Šifriranje transportne veze. Obavezno čim mjerni podaci napuste vlastitu mrežu.

MQTT

LoRa

Postupak radijske modulacije s tehnikom proširenog spektra. Mijenja brzinu prijenosa za domet i otpornost na smetnje.

LoRa i LoRaWAN

LoRaWAN

Mrežni protokol iznad LoRa, s gatewayima, mrežnim serverom, šifriranjem i postupkom pridruživanja.

LoRa i LoRaWAN

Spreading factor

Parametar od SF7 do SF12 koji odmjerava domet naspram vremena slanja. Više znači dalje, ali sporije.

LoRa i LoRaWAN

EU868

Frekventni opseg bez licence oko 868 MHz koji se u Evropi koristi za LoRaWAN.

LoRa i LoRaWAN

Duty cycle

Zakonsko ograničenje vremena slanja po uređaju i satu u opsegu bez licence. Određuje mogući interval slanja.

LoRa i LoRaWAN

klasa A

Način rada u kojem uređaj nakon slanja otvara dva kratka prijemna prozora. Energetski najštedljiviji od LoRaWAN načina rada.

LoRa i LoRaWAN

OTAA

Over-the-air activation: pridruživanje s DevEUI, JoinEUI i AppKey, pri čemu se dogovaraju ključevi sesije. Preporučeni postupak.

LoRa i LoRaWAN

ABP

Activation by personalisation: fiksno programirani ključevi sesije. Jednostavnije, ali manje sigurno.

LoRa i LoRaWAN

Gateway

Prijemna stanica koja hvata LoRa pakete i prosljeđuje ih mrežnom serveru. Uređaji nisu fiksno dodijeljeni nekom gatewayu.

LoRa i LoRaWAN

Payload dekoder

Kod koji kompaktno spakovan payload rastavlja na imenovane mjerne vrijednosti. Bez njega podaci ostaju nečitljivi.

LoRa i LoRaWAN