Sähkö, energia ja liitännät – lyhyesti selitettynä

Pätöenergia

Energia, joka todella muuttuu työksi, lämmöksi tai valoksi. Mitataan kilowattitunteina (kWh), ja siihen perustuu käytännössä jokainen energialasku.

Sähkö ja energia

Loisenergia

Energia, joka heilahtelee verkon ja kuluttajan välillä tekemättä työtä. Se syntyy keloissa ja kondensaattoreissa, mitataan yksikössä kvarh ja laskutetaan toimittajien toimesta kynnysarvon ylittävältä osalta.

Sähkö ja energia

Näennäisenergia

Pätö- ja loisenergian geometrinen summa, mitataan yksikössä kVAh. Se määrää, kuinka paljon kaapeleita ja muuntajia kuormitetaan.

Sähkö ja energia

Pätöteho

Hetkellinen työtä tekevä tehovirta kilowatteina (kW). Pätötehon huippuarvot määräävät tehomaksut.

Sähkö ja energia

Loisteho

Heilahteleva teho ilman pätökomponenttia, yksikkönä kvar. Kuormittaa verkkoa, mutta ei näy pätöenergiamittarissa – siksi se mitataan erikseen.

Sähkö ja energia

Näennäisteho

Jännitteen ja virran tulo, yksikkönä kVA. Muuntajat ja syöttökaapelit mitoitetaan sen mukaan.

Sähkö ja energia

Tehokerroin

Pätö- ja näennäistehon suhde, myös cos φ. Huono tehokerroin tarkoittaa suurta loistehoa ja voi aiheuttaa lisäkustannuksia.

Sähkö ja energia

cos φ

Yleinen nimitys virran ja jännitteen väliselle siirtymäkertoimelle. Puhtaasti resistiivisellä kuormalla se on 1, moottoreilla selvästi pienempi.

Sähkö ja energia

Yliaallot

Verkkotaajuuden monikertoja, joita syntyy epälineaarisissa kuormissa, kuten taajuusmuuttajissa ja virtalähteissä. Ne kuormittavat johtimia ja vääristävät yksinkertaisia mittausmenetelmiä.

Sähkö ja energia

Tehohuippu

Laskutuskauden suurin tehoarvo, yleensä varttikeskiarvona. Usein sähkölaskun kallein yksittäinen erä.

Sähkö ja energia

Kuormitusprofiili

Tehoarvojen kulku ajan funktiona, yleensä vartin välein. Näyttää, milloin energiaa kulutettiin – kysymys, johon mittarilukema ei vastaa.

Sähkö ja energia

Peruskuorma

Kulutus, joka on aina päällä, myös öisin ja viikonloppuisin. Suuri peruskuorma on usein kuormitusprofiilianalyysin ensimmäinen havainto.

Sähkö ja energia

Huippukuorma

Lyhytaikainen suuri tehontarve, esimerkiksi laitteistoja käynnistettäessä. Sitä voi usein pienentää porrastamalla ajallisesti.

Sähkö ja energia

Kuormanohjaus

Kuormien hallittu siirtäminen tai rajoittaminen tehohuippujen välttämiseksi. Edellyttää lähes reaaliaikaisia mittausarvoja.

Sähkö ja energia

Omakulutus

Osuus itse tuotetusta energiasta, joka kulutetaan suoraan paikan päällä verkkoon syötön sijaan. Aurinkosähköjärjestelmien keskeinen tunnusluku.

Sähkö ja energia

Omakulutusyhteisö

Saman kiinteistön useiden osapuolten yhteenliittymä, joka käyttää tuotetun energian yhdessä. Edellyttää mittausta osapuolittain.

Sähkö ja energia

Vuokralaissähkö

Malli, jossa vuokralaiset käyttävät paikallisesti tuotettua sähköä suoraan. Edellyttää laskutuskelpoista mittausta asuntokohtaisesti.

Sähkö ja energia

Verkkoon syöttö

Energian luovutus verkkoon, esimerkiksi aurinkosähköjärjestelmästä. Mitataan erikseen ostosta ja korvataan yleensä eri tavalla.

Sähkö ja energia

Osto

Energian otto verkosta. Omakulutusmallien mittarien on rekisteröitävä osto ja syöttö erikseen.

Sähkö ja energia

Tariffi

Ajasta riippuva energian hinta, esimerkiksi päivä- ja yötariffi. Useilla tariffirekistereillä varustettu mittari kirjaa ne erikseen.

Sähkö ja energia

Mittarivakio

Kerroin, joka muuntaa mittarin pulssit energiayksiköiksi, usein ilmoitettuna pulsseina kilowattituntia kohti. Tärkeä S0-tallennuksessa.

Sähkö ja energia

Virtamuuntajat

Komponentti, joka muuntaa suuret virrat mitattavaksi suureeksi. Muuntosuhde on asetettava mittariin oikein.

Sähkö ja energia

Muuntosuhde

Virtamuuntajan ensiö- ja toisiovirran suhde, esimerkiksi 200/5 A. Väärin asetettu suhde aiheuttaa systemaattisen mittausvirheen.

Sähkö ja energia

Suora mittaus

Mittaus ilman virtamuuntajia, jossa koko virta kulkee mittarin läpi. Mahdollista vain tiettyyn virtaan asti.

Sähkö ja energia

Nelikvadranttimittaus

Pätö- ja loistehon energian mittaus molempiin suuntiin. Edellytys laitteistoille, jotka sekä ostavat että syöttävät.

Sähkö ja energia

Alamittaus

Osakulutusten mittaus päämittarin jälkeen, esimerkiksi vuokralaisittain, koneittain tai rakennuksen osittain. Kulutukseen perustuvan laskutuksen perusta.

Mittaus ja laskutus

Kolmansien osapuolten määrien rajaus

Kolmansille osapuolille edelleen luovutettujen energiamäärien erottaminen. Sääntelyn kannalta merkityksellistä Saksassa ja sidottu mittausvaatimuksiin.

Mittaus ja laskutus

MID

Eurooppalainen mittauslaitedirektiivi. MID-vaatimustenmukaista mittaria saa käyttää laskutukseen EU:ssa; moduuli B+D tarkoittaa hyväksyntämenettelyä.

Mittaus ja laskutus

Vakauslainsäädäntö

Kaupallisessa käytössä olevien mittauslaitteiden oikeudellinen kehys. Laskutukseen käytettävien mittarien on täytettävä vaatimukset.

Mittaus ja laskutus

PTB-A 20.1

Saksan kansallisen metrologialaitoksen (PTB) vaatimusasiakirja sähkömittareille. Osoitus vakaussäädösten mukaisuudesta.

Mittaus ja laskutus

PTB-A 50.7

Mittauslaitteiden vaatimukset kolmansien osapuolten määrien rajauksessa ja energianhallinnassa.

Mittaus ja laskutus

Tarkkuusluokka

Sallitun mittauspoikkeaman ilmoitus, esimerkiksi luokka B pätöenergialle tai luokka 2 loisenergialle. Pienempi on tarkempi.

Mittaus ja laskutus

ISO 50001

Energianhallintajärjestelmien standardi. Edellyttää energiatietojen jatkuvaa keruuta, analysointia ja raportointia.

Mittaus ja laskutus

Energianhallintajärjestelmä

Järjestelmällinen prosessi energiankäytön mittaamiseksi, arvioimiseksi ja parantamiseksi. Ohjelmisto on vain yksi osa sitä.

Mittaus ja laskutus

Mittauskonsepti

Määritys siitä, mitä suureita mitataan missä kohdissa ja mihin tarkoitukseen. Mittauskonseptin virheitä on vaikea korjata jälkikäteen.

Mittaus ja laskutus

Mittauspiste

Asennuksen kohta, jossa mittaus tapahtuu – riippumatta konkreettisesta laitteesta. Nimeämisen tulisi perustua mittauspisteeseen, ei laitteeseen.

Mittaus ja laskutus

Mittarilukema

Mittarin kumulatiivinen energia-arvo. Vastaa kysymykseen määrästä, ei ajankohdasta.

Mittaus ja laskutus

Kuormitusprofiilianalyysi

Tehoarvojen analyysi ajan funktiona huippujen, peruskuorman ja poikkeamien havaitsemiseksi.

Mittaus ja laskutus

Yhteiskulujen laskutus

Kulutuskustannusten jakaminen yksiköille. Alamittauksella todellisen kulutuksen mukaan pinta-alaperusteisen jaon sijaan.

Mittaus ja laskutus

Sankey-kaavio

Virtauskaavio, jossa nuolten leveydet vastaavat määriä. Tekee energiavirrat ja niiden suhteet ymmärrettäviksi yhdellä silmäyksellä.

Mittaus ja laskutus

M-Bus

Meter-Bus, eurooppalainen standardi kulutusmittarien etäluentaan standardin EN 13757 mukaan. Napaisuudesta riippumaton kaksijohdinväylä sähkölle, vedelle, kaasulle ja lämmölle.

M-Bus

EN 13757

Kulutusmittarien tiedonsiirron standardisarja. Osa 2 kuvaa fyysisen kerroksen, osa 3 sovelluskerroksen.

M-Bus

Yksikkökuorma

M-Bus-laitteen lepovirrankulutus, noin 1,5 mA. Kaikkien yksikkökuormien summa rajoittaa masteriin liitettävien laitteiden määrää.

M-Bus

M-Bus-master

Laite, joka syöttää väylää ja kyselee mittarit. Huolehtii myös tasomuunnoksesta ja oikosulkuvalvonnasta.

M-Bus

Tasomuunnin

Moduuli, joka tuottaa väyläjännitteen ja muuntaa signaalitasot. Integroitu EMU M-Centeriin, muuten erillinen laite.

M-Bus

Ensiöosoite

Lyhyt M-Bus-osoite väliltä 1–250, asetetaan laitteeseen. Nopea, mutta altis virheille kaksoismerkinnöissä.

M-Bus

Toisio-osoite

Mittarin kahdeksanmerkkinen tunnistenumero yhdistettynä valmistajaan, versioon ja väliaineeseen. Yksiselitteinen jo tehtaalta.

M-Bus

Mittarihaku

Kaikkien mahdollisten osoitteiden automaattinen kysely liitettyjen laitteiden löytämiseksi. Säästää päiviä suuremmissa asennuksissa.

M-Bus

Sähke

Kysely- ja vastausjärjestys M-Bus-väylällä. Mittari vastaa lähettämällä koko tietueensa.

M-Bus

Tiedonsiirtonopeus

Siirtonopeus bitteina sekunnissa. M-Busissa yleisiä ovat 300, 2400 ja 9600 Bd, käytännössä useimmiten 2400.

M-Bus

Silmukkaresistanssi

Väyläjohdon kokonaisresistanssi meno ja paluu. M-Busissa rajoitettu 90 Ω:iin.

M-Bus

Wireless M-Bus

M-Busin radioversio standardin EN 13757-4 mukaan, yleinen vesi- ja lämpömittareissa ilman kaapeliliitäntää.

M-Bus

RS-485

Sähköinen liitäntästandardi differentiaaliselle kaksijohdinsiirrolle puolidupleksina. Häiriönkestävä, mutta ei napaisuudesta riippumaton.

RS-485 ja Modbus

Differentiaalinen siirto

Signaalin siirto kahden johtimen välisenä jännite-erona. Häiriöt vaikuttavat molempiin johtimiin samalla tavalla ja kumoutuvat.

RS-485 ja Modbus

Puolidupleksi

Lähetys ja vastaanotto samalla johdinparilla, mutta ei koskaan samanaikaisesti.

RS-485 ja Modbus

Päätevastus

120 Ω:n vastus väylän molemmissa fyysisissä päissä heijastusten estämiseksi. Vain päissä, ei jokaisessa laitteessa.

RS-485 ja Modbus

Biasvastus

Esijännitysvastukset, jotka määrittävät väylän lepotason, jotta mikään laite ei tulkitse kohinaa dataksi.

RS-485 ja Modbus

Yksikkökuorma

RS-485-laitteen kuorman mitta. Perinteisesti segmentti kestää 32 yksikkökuormaa; nykyaikaiset ajurit kuluttavat murto-osan.

RS-485 ja Modbus

Haarajohto

Haara pääjohdosta laitteeseen. RS-485:ssä mahdollisimman lyhyt, koska haarat aiheuttavat heijastuksia.

RS-485 ja Modbus

Linjatopologia

Yhtenäinen johdotus väylän päästä toiseen. Ainoa suositeltu topologia RS-485:lle.

RS-485 ja Modbus

Modbus

Avoin protokolla automaatiolaitteiden väliseen tiedonsiirtoon. Käyttää 16-bittisiä rekistereitä ja master–slave-periaatetta.

RS-485 ja Modbus

Modbus RTU

Modbusin binääriversio sarjaväylillä, yleensä RS-485. Käyttää CRC16:ta ja taukoa kehysten tunnistamiseen.

RS-485 ja Modbus

Modbus TCP

Modbus Ethernetin kautta, vakioportti 502. CRC:n sijaan jokaisessa viestissä on MBAP-otsake; useat asiakkaat voivat lukea samanaikaisesti.

RS-485 ja Modbus

Funktiokoodi

Luku, joka ilmaisee halutun toiminnon. Mittareille olennaisia ovat erityisesti 3 (holding register) ja 4 (input register).

RS-485 ja Modbus

Holding register

Luettava ja kirjoitettava 16-bittinen rekisteri Modbus-tietomallissa.

RS-485 ja Modbus

Input register

Vain luettava 16-bittinen rekisteri, tyypillinen mittausarvoille.

RS-485 ja Modbus

CRC16

Tarkistussumma, joka suojaa Modbus RTU -viestit. Virheelliset viestit hylätään.

RS-485 ja Modbus

Hiljainen väli

Vähintään 3,5 merkkiajan tauko, joka merkitsee viestin alkua ja loppua Modbus RTU:ssa.

RS-485 ja Modbus

TCP/IP

Protokollaperhe, jolle Ethernet-verkot ja internet perustuvat. Modbus TCP:n, MQTT:n, BACnet IP:n ja OPC UA:n perusta.

TCP/IP ja verkot

IP-osoite

Laitteen yksiselitteinen osoite verkossa. Mittalaitteet tarvitsevat pysyvän osoitteen, kiinteän tai DHCP-varauksen kautta.

TCP/IP ja verkot

DHCP-varaus

Kiinteän IP-osoitteen liittäminen MAC-osoitteeseen. Yhdistää DHCP:n mukavuuden ja kiinteiden osoitteiden vakauden.

TCP/IP ja verkot

MAC-osoite

Verkkoliitännän laitteisto-osoite. Käytetään yksiselitteiseen tunnistukseen lähiverkossa.

TCP/IP ja verkot

VLAN

Loogisesti erotettu verkkosegmentti yhteisellä infrastruktuurilla. Mittaustekniikka saa yleensä oman VLANin.

TCP/IP ja verkot

MBAP

Modbus Application Protocol -otsake Modbus TCP:ssä, sisältää tapahtumanumeron, protokollatunnisteen, pituuden ja unit identifierin.

TCP/IP ja verkot

Unit identifier

MBAP-otsakkeen kenttä, joka yhdyskäytävillä osoittaa niiden takana olevan sarjalaitteen.

TCP/IP ja verkot

Portti 502

Modbus TCP:n vakioportti.

TCP/IP ja verkot

NTP

Protokolla ajan synkronointiin. Ilman synkronoituja kelloja useiden laitteiden kuormitusprofiileja ei voi mielekkäästi verrata.

TCP/IP ja verkot

BACnet IP

Rakennusautomaatioprotokolla IP:n kautta. Toimii olioperusteisesti: jokainen mittausarvo on oma objektinsa.

TCP/IP ja verkot

BBMD

BACnet Broadcast Management Device. Välittää BACnet-yleislähetykset aliverkkorajojen yli.

TCP/IP ja verkot

OPC UA

Alustariippumaton teollisuusstandardi tiedonvaihtoon, jossa on sisäänrakennettu tietomalli ja tietoturvakonsepti.

TCP/IP ja verkot

MQTT

Kevyt publish-subscribe-protokolla telemetriatiedoille. Laitteet julkaisevat arvoja, kiinnostuneet tilaavat ne.

MQTT

MQTT-välityspalvelin

Välittäjä lähettäjien ja vastaanottajien välillä. Kaikki viestit kulkevat sen kautta; lähettäjä ja vastaanottaja eivät tunne toisiaan.

MQTT

Publish

Viestin julkaiseminen välityspalvelimella topicin alla.

MQTT

Subscribe

Topicin tilaaminen siellä julkaistujen viestien vastaanottamiseksi.

MQTT

Topic

Hierarkkinen polku, jonka alle viestit julkaistaan. Rakenne ja nimeäminen ratkaisevat tietojen myöhemmän käytettävyyden.

MQTT

Jokerimerkki

Paikkamerkki tilauksessa: + tarkalleen yhdelle tasolle, # kaikille alemmille tasoille.

MQTT

QoS

Quality of Service, toimitustakuu. 0 lähettää ilman kuittausta, 1 takaa vähintään yhden toimituksen, 2 tarkalleen yhden.

MQTT

Retain

Lippu, jonka ansiosta välityspalvelin säilyttää kunkin topicin viimeisimmän arvon. Uudet tilaajat näkevät tiedot heti.

MQTT

Last will

Viesti, jonka välityspalvelin julkaisee, kun laitteen yhteys katkeaa odottamatta. Tekee katkokset näkyviksi.

MQTT

TLS

Siirtoyhteyden salaus. Pakollinen heti, kun mittaustiedot poistuvat omasta verkosta.

MQTT

LoRa

Hajaspektritekniikkaa käyttävä radiomodulaatio. Vaihtaa tiedonsiirtonopeuden kantamaan ja häiriönsietoon.

LoRa ja LoRaWAN

LoRaWAN

LoRan päällä toimiva verkkoprotokolla, jossa on yhdyskäytävät, verkkopalvelin, salaus ja liittymisprosessi.

LoRa ja LoRaWAN

Spreading factor

Parametri väliltä SF7–SF12, joka punnitsee kantamaa lähetysaikaa vastaan. Suurempi tarkoittaa pidemmälle, mutta hitaammin.

LoRa ja LoRaWAN

EU868

Lisenssivapaa taajuuskaista noin 868 MHz:ssä, jota käytetään LoRaWANille Euroopassa.

LoRa ja LoRaWAN

Duty cycle

Lakisääteinen lähetysajan rajoitus laitetta ja tuntia kohti lisenssivapaalla kaistalla. Määrittää mahdollisen lähetysvälin.

LoRa ja LoRaWAN

luokka A

Toimintatila, jossa laite avaa lähetyksen jälkeen kaksi lyhyttä vastaanottoikkunaa. LoRaWAN-tiloista energiaa säästävin.

LoRa ja LoRaWAN

OTAA

Over-the-air activation: liittyminen DevEUI:lla, JoinEUI:lla ja AppKeyllä, jolloin istuntoavaimet neuvotellaan. Suositeltu menetelmä.

LoRa ja LoRaWAN

ABP

Activation by personalisation: kiinteästi ohjelmoidut istuntoavaimet. Yksinkertaisempi, mutta vähemmän turvallinen.

LoRa ja LoRaWAN

Yhdyskäytävä

Vastaanottoasema, joka poimii LoRa-paketit ja välittää ne verkkopalvelimelle. Laitteita ei ole sidottu tiettyyn yhdyskäytävään.

LoRa ja LoRaWAN

Payload-dekooderi

Koodi, joka purkaa tiiviisti pakatun hyötykuorman nimetyiksi mittausarvoiksi. Ilman sitä tiedot jäävät lukukelvottomiksi.

LoRa ja LoRaWAN