Đồng hồ đo điện năng KNX 3 pha Max 85/800 A Enertex SmartMeter

Đồng Hồ Đo Điện Năng KNX Enertex SmartMeter: Đo 3 Pha, Quản Lý PV Và Wallbox

Nhà có điện mặt trời mái nhà, trưa phát dư 2 kW lên lưới, trong khi bình nóng lạnh và xe điện lại sạc vào buổi tối. Đồng hồ đo điện năng KNX Enertex SmartMeter giải quyết đúng bài toán này: đo công suất tại điểm đấu nối lưới, rồi tự gửi telegram KNX bật bình nóng lạnh, cho phép sạc xe khi có điện dư, và cắt bớt tải khi công suất lấy từ lưới vượt ngưỡng. Thiết bị lắp DIN rail 4 module, lấy điện từ bus KNX, có 2 phiên bản 85 A và 800 A. Bài này đi qua thông số, các đại lượng đo, energy management và cách lắp biến dòng.

Enertex KNX SmartMeter Là Gì

Enertex KNX SmartMeter là đồng hồ đo điện năng cho lưới 1 pha hoặc 3 pha của Enertex Bayern GmbH (Forchheim, Đức), đưa toàn bộ giá trị đo lên bus KNX. Ngoài đo lường, thiết bị còn là một khối chức năng quản lý năng lượng hoàn chỉnh:

• Đo lường: điện áp, dòng, tần số, công suất, hệ số công suất, THD theo từng pha và tổng 3 pha.
• Bộ đếm năng lượng: tiêu thụ, phát, cân bằng, phản kháng, theo pha và tổng.
• Chi phí điện: theo giá cố định hoặc giá động nhận từ bus.
• 6 bộ đếm trung gian tự reset theo giờ, ngày, tuần.
• Energy management: 2 khối, mỗi khối 6 stage, gửi telegram đóng cắt hoặc setpoint theo ngưỡng.
• 8 khối logic: logic gate, comparator, threshold switch, converter.

SmartMeter không thay thế công tơ của điện lực. Thiết bị đặt ngay sau công tơ chính để đo công suất thực lấy từ lưới, phục vụ visualization, logic và tự động hóa trong hệ KNX.

2 Phiên Bản 85 A Và 800 A: Chọn Theo Dòng Tải

Hai phiên bản có cùng chức năng, khác nhau ở biến dòng đi kèm và dải đo:

Cả hai dùng được biến dòng của hãng khác, với điều kiện dòng thứ cấp dưới 58 mA và khai báo dòng sơ cấp, thứ cấp trong ETS. Biến dòng thứ cấp 1 A hoặc 5 A có sẵn trong tủ cần thêm bộ chuyển đổi trung gian, ví dụ Weidmüller EPAK-CM-CO-H. Loại biến dòng phải khai báo đúng trong ETS thì giá trị đo mới chính xác.

Đo Gì: 11 Đại Lượng Theo Từng Pha

SmartMeter đo theo từng pha L1, L2, L3 và tổng 3 pha. Mỗi đại lượng có DPT chuẩn để dùng ngay trong visualization và logic:

Mỗi giá trị cấu hình riêng ngưỡng thay đổi để gửi, kèm chu kỳ gửi chung và đối tượng yêu cầu gửi tất cả. Chỉ bật những giá trị cần dùng để giữ tải bus thấp. THD, dòng trung tính và mất cân bằng tải là dữ liệu hữu ích cho kỹ sư khi kiểm tra chất lượng điện trong tòa nhà có nhiều tải điện tử, biến tần hay bộ sạc.

Bộ Đếm Năng Lượng, Chi Phí Điện Và 6 Bộ Đếm Trung Gian

Bộ đếm năng lượng ghi theo pha và tổng 3 pha, theo cả Wh và kWh: điện năng tiêu thụ, điện năng phát, điện năng cân bằng, và điện năng phản kháng theo varh, kvarh (DPT 13.010, 13.012, 13.013, 13.015). Bạn ghi được giá trị vào bộ đếm qua bus để đồng bộ với chỉ số công tơ chính. Bộ đếm được giữ lại sau factory reset và cập nhật firmware.

Chi phí điện tính theo đơn giá cố định (ct/kWh) hoặc giá động nhận từ bus, phù hợp biểu giá theo giờ. Có chi phí tiêu thụ, chi phí phát và chi phí điện năng phản kháng.

6 bộ đếm trung gian lấy đầu vào từ năng lượng hoặc chi phí, tự reset theo chu kỳ giờ, ngày, tuần hoặc tự đặt, và tự gửi giá trị mỗi lần reset. Ví dụ: tiền điện hôm qua, điện năng tiêu thụ tuần này, hiển thị thẳng lên màn hình KNX.

Energy Management: 2 Khối, Mỗi Khối 6 Stage

Energy management theo dõi một giá trị đầu vào và bật từng stage khi vượt hoặc thấp hơn ngưỡng. Đầu vào có thể là công suất L1, L2, L3, tổng 3 pha, giá điện, hoặc một communication object ngoài (1, 2, 4 byte, số nguyên hoặc số thực).

Mỗi stage có 7 tham số: bật/tắt stage, nhãn, priority, minimum runtime, số lần kích hoạt mỗi ngày, dead time và lock object. Mỗi stage gửi tối đa 4 telegram, với giá trị riêng khi bật và khi tắt:

Stage được bật từng bước. Sau mỗi stage, thiết bị chờ thời gian trễ rồi đánh giá lại đầu vào, chỉ bật stage tiếp theo khi điều kiện vẫn thỏa. Khi tắt, stage ưu tiên thấp tắt trước. Cơ chế này tránh bật tắt liên tục, vì chính tải vừa bật đã làm thay đổi công suất đo được. Đối tượng phản hồi cho thấy runtime còn lại, số lần còn lại trong ngày và bộ đếm giờ chạy của từng stage.

SmartMeter chỉ gửi telegram, không tự đóng cắt tải. Tải cần actuator KNX hoặc thiết bị có giao diện KNX để nhận lệnh.

Tận Dụng Điện Mặt Trời Dư: Ví Dụ 58 % Tự Tiêu Thụ

SmartMeter đo công suất tại điểm đấu nối lưới, phát lên lưới là số âm. Cấu hình một khối energy management:

• Trigger: thấp hơn ngưỡng -2000 W.
• Stage 1: cho phép thanh gia nhiệt nước nóng 1500 W.
• Stage 2: cho phép sạc xe điện 4200 W.

Buổi sáng, khi điện phát lên lưới vượt 2 kW, stage 1 bật thanh gia nhiệt. Công suất tại điểm đấu nối lập tức tăng từ khoảng -2,0 kW lên khoảng -0,5 kW. Khi nắng mạnh hơn và lại dư trên 2 kW, stage 1 bật lại, rồi sau thời gian trễ thì stage 2 cho phép sạc xe. Chiều về, các stage tắt theo thứ tự ưu tiên ngược.

Trong ví dụ của Enertex, hệ PV phát khoảng 50,0 kWh trong ngày, energy management đưa khoảng 29 kWh vào dùng tại chỗ, tức khoảng 58 % điện mặt trời được tự tiêu thụ thay vì phát lên lưới. Với hệ điện mặt trời mái nhà tự sản tự tiêu, đây là cách tăng phần điện dùng được mà không cần thêm pin lưu trữ. Quản lý năng lượng cũng đang được đưa vào chuẩn smarthome mới, xem Matter 1.5 và quản lý năng lượng.

Giới Hạn Công Suất Lấy Từ Lưới Cho Wallbox

Chức năng thứ hai của energy management là giữ công suất lấy từ lưới dưới một ngưỡng, dùng khi công suất đăng ký có hạn mà nhà có wallbox, bơm nhiệt, bình nóng lạnh cùng chạy.

Cấu hình: đầu vào là công suất tác dụng tổng 3 pha, ngưỡng là công suất trên cho phép, trigger khi vượt ngưỡng. Khi công suất lấy từ lưới vượt ngưỡng:

1. Stage ưu tiên cao nhất giảm dòng sạc wallbox (gửi setpoint DPT 14.019).
2. Nếu vẫn vượt sau thời gian trễ, stage tiếp theo cắt một tải ưu tiên thấp hơn.
3. Khi đủ dự phòng công suất, các tải được bật lại từng bước theo thứ tự ngược.

Điện mặt trời và pin lưu trữ đã nằm trong số đo tại điểm đấu nối, nên energy management tính đúng công suất thực lấy từ lưới. Lock object của từng stage cho phép một tín hiệu bên ngoài, qua KNX binary input, bật hoặc khóa chức năng giới hạn. Ở Đức, cơ chế này dùng cho quy định §14a EnWG, kết hợp FNN Control Box của đơn vị điện lực.

Về tiết kiệm năng lượng cho HVAC trong tòa nhà thương mại, xem thêm giải pháp tiết kiệm năng lượng HVAC cho khách sạn.

Lắp Đặt Và Đấu Nối 3 Biến Dòng

5 bước đấu nối:

1. Ngắt điện, che phần mang điện xung quanh. Lắp SmartMeter lên DIN rail trong tủ điện.
2. Đấu N và UL1, UL2, UL3 vào terminal vít. Hệ 1 pha: đấu cùng pha vào cả 3 đầu vào điện áp. Hệ IT không có trung tính: bỏ trống N và chọn "IT system" trong ETS.
3. Đấu biến dòng: dây đỏ vào I+, dây đen vào I-.
4. Ôm biến dòng kênh IL1 quanh đúng dây pha nối vào UL1, tương tự với L2, L3. Sai pha sẽ làm sai công suất tác dụng. Mũi tên trên biến dòng hướng từ nguồn tới tải. Chiều dòng có thể đảo trong ETS nếu lắp ngược.
5. Đấu bus KNX vào terminal đen/đỏ và nạp ứng dụng ETS.

Chỉ luồn dây có cách điện qua biến dòng, không dùng dây trần. Factory reset bằng cách giữ nút PROG khoảng 10 giây, bộ đếm năng lượng vẫn được giữ lại.

Giới Hạn Và Lưu Ý

5 điểm cần nắm trước khi đưa vào thiết kế:

• Không phải công tơ thanh toán: SmartMeter đo cho quản lý năng lượng trong hệ KNX, không thay công tơ của điện lực.
• Không tự đóng cắt tải: energy management chỉ gửi telegram. Cần actuator KNX hoặc thiết bị có giao diện KNX.
• Biến dòng hãng khác: dòng thứ cấp phải dưới 58 mA. Biến dòng 1 A hoặc 5 A cần bộ chuyển đổi trung gian.
• Lắp trong tủ điện, trong nhà, IP20, nhiệt độ -5 °C đến 45 °C.
• Bộ đếm có thể khác 0 khi giao hàng vì thiết bị đã qua kiểm tra đầu ra. Đặt lại hoặc ghi chỉ số ban đầu trước khi bàn giao.

Chọn Enertex KNX SmartMeter Khi Nào

Chọn Enertex KNX SmartMeter khi:

• Dự án KNX cần đo điện năng 1 pha hoặc 3 pha và hiển thị trên visualization.
• Nhà có điện mặt trời mái nhà, muốn tự động bật bình nóng lạnh, bơm nhiệt hay sạc xe khi có điện dư.
• Có wallbox và công suất đăng ký giới hạn, cần cắt tải theo stage.
• Cần theo dõi chi phí điện theo ngày, tuần, kể cả biểu giá theo giờ.
• Cần dữ liệu chất lượng điện: THD, dòng trung tính, mất cân bằng tải, cảnh báo mất áp.
• Tủ tổng dòng lớn đến 800 A: chọn bản 1182-800.

Không nên chọn khi:

• Cần công tơ dùng để thanh toán tiền điện.
• Hệ thống không có KNX.
• Cần đo nhiều hơn 3 kênh dòng trong một thiết bị.

Kết Bài

Enertex KNX SmartMeter là đồng hồ đo điện năng KNX Class 1 cấp nguồn từ bus, đo đầy đủ đại lượng theo từng pha và biến dữ liệu đo thành hành động: 2 khối energy management x 6 stage cho điện mặt trời dư và giới hạn công suất wallbox, cộng chi phí điện, 6 bộ đếm trung gian và 8 khối logic. Bản 85 A cho nhà ở, bản 800 A cho tủ tổng. Liên hệ đội kỹ thuật KNXStore để chọn phiên bản và biến dòng phù hợp cho dự án, cùng báo giá.

KNXStore là đơn vị phân phối và tư vấn giải pháp tự động hóa tòa nhà (KNX, DALI-2, Matter) tại Việt Nam.