In uno stabilimento gli azionamenti vanno in blocco due volte al mese e nessuno sa dire perché. I contatori sulle partenze mostrano kW e kWh normali prima e dopo ogni blocco, perché fanno la media su secondi o minuti e non registrano un buco di tensione di 120 ms. Un analizzatore di rete sulla linea di arrivo avrebbe registrato il buco, la sua profondità e la sua durata, e i blocchi avrebbero coinciso con quell’evento. L’errore opposto è altrettanto comune: un sito installa un analizzatore in ogni quadro e paga una registrazione degli eventi che nessuno legge, quando gli servivano i kWh di ogni circuito. Questa guida spiega che cosa misura ciascuno strumento, quale serve per quale domanda e come entrambi alimentano un unico sistema di monitoraggio.
Il valore di qualità dell'energia più citato, la THD, è spiegato con i suoi limiti nella guida alla distorsione armonica totale.
Che cosa misura ciascuno strumento
| Contatore di energia | Analizzatore della qualità dell’energia | |
|---|---|---|
| Domanda a cui risponde | Quanta energia, quando e quanto è costata | Qual è la qualità della fornitura e che cosa l’ha perturbata |
| Grandezze principali | kWh, kvarh, domanda in kW, tensione, corrente, fattore di potenza | Buchi di tensione, sovratensioni e interruzioni, flicker, squilibrio, armoniche e interarmoniche, frequenza |
| Norma di misura | Classi di precisione IEC 62053-21 o IEC 62053-22; approvazione MID per la fatturazione nell’UE | Metodi di misura IEC 61000-4-30, Classe A o Classe S |
| Risoluzione temporale | Registri di energia, più medie su secondi o su un intervallo di domanda | Valori su 10 cicli a 50 Hz (12 a 60 Hz), circa 200 ms, aggregati su 3 s, 10 min e 2 h, più registrazioni degli eventi |
| Installazione tipica | Permanente, uno per circuito | Portatile per una campagna di misura, o fisso sulla linea di arrivo |
La classe di un contatore di energia dice con quanta precisione conta l’energia. Non dice nulla sugli eventi, perché a un contatore non è richiesto di rilevarli. La classe di un analizzatore dice come misura ogni parametro della qualità dell’energia, così due strumenti sulla stessa fornitura riportano lo stesso buco di tensione.
Analizzatore di rete, analizzatore di potenza o multimetro da quadro
I nomi si sovrappongono. In italiano “analizzatore di rete” indica due strumenti diversi: l’analizzatore portatile della qualità dell’energia, usato per le campagne di misura, e lo strumento multifunzione installato in modo permanente nel quadro, che misura energia e grandezze elettriche e mostra anche le armoniche. Lo strumento da quadro si chiama spesso anche multimetro da quadro. Lo spagnolo usa allo stesso modo analizador de redes, mentre i capitolati francesi chiamano lo strumento da quadro centrale de mesure. In inglese “network analyser” indica di solito uno strumento a radiofrequenza. Nei documenti, quindi, indica la funzione che ti serve, non solo il nome dello strumento.
La norma IEC 61557-12 chiama gli strumenti da quadro che misurano energia e grandezze elettriche in un impianto dispositivi di misura e monitoraggio della potenza (PMD). Un PMD può mostrare il THD o le singole armoniche senza misurarli con il metodo della IEC 61000-4-30. Verifica nella scheda tecnica la norma e la classe di ogni funzione su cui intendi fare affidamento.
Classi di misura
La norma IEC 61000-4-30 definisce due classi di misura. Con la Classe A, due strumenti collegati allo stesso segnale danno risultati concordanti entro l’incertezza dichiarata. Usala dove un risultato può essere confrontato o contestato: la verifica di una fornitura rispetto alla EN 50160 o a un contratto di fornitura, oppure una prova di conformità al codice di rete. La Classe S serve per campagne di misura e valutazioni statistiche, quando devi trovare un problema e non dimostrarlo a qualcun altro. La classe vale per ogni parametro che lo strumento dichiara, quindi leggi quali parametri copre la scheda tecnica.
Per quanto tempo misurare
La EN 50160 descrive la tensione nel punto di consegna di una rete pubblica di bassa tensione su una settimana di valori medi su 10 minuti. In ogni settimana, il 95% dei valori efficaci della tensione su 10 minuti deve rientrare entro ±10% della tensione nominale, e tutti entro +10% e −15%. Il THD della tensione, comprese le armoniche fino al 40° ordine, non deve superare l’8%.
Una campagna di misura più breve di una settimana, o che non copre il turno più carico, non può mostrarlo. Pianifica la campagna sui ritmi di lavoro dell’impianto, non sulla visita del tecnico.
Quale strumento per quale domanda
| Domanda | Strumento |
|---|---|
| La fornitura rispetta la EN 50160 o il contratto di fornitura? | Un analizzatore di Classe A nel punto di consegna per almeno una settimana |
| Perché gli azionamenti vanno in blocco o i contattori si aprono? | Un analizzatore portatile con registrazione degli eventi sul quadro interessato; spesso basta la Classe S |
| Le armoniche surriscaldano un trasformatore o i condensatori? | Un analizzatore che misura le singole armoniche sulla partenza, poi il calcolatore di THD e TDD per riferire la distorsione di corrente alla corrente di domanda |
| Le tensioni o le correnti di fase sono squilibrate? | Tensione e corrente da uno dei due strumenti, verificate con il metodo dello squilibrio di tensione |
| Dove va l’energia e quanto costa? | Contatori di energia su ogni circuito, letti in continuo |
| Il carico notturno è sceso dopo una modifica? | Contatori di energia con dati a intervalli |
Molti siti hanno bisogno di entrambi: un analizzatore fisso sulla linea di arrivo per gli eventi, e contatori di energia sui circuiti per i consumi. I calcolatori di potenza trifase e di correzione del fattore di potenza partono dagli stessi valori di tensione, corrente e fattore di potenza che riporta l’uno o l’altro strumento.
Contatori e analizzatori Modbus in un unico sistema
Gli analizzatori di rete da quadro e i contatori di energia hanno di solito la stessa interfaccia: RS-485 con Modbus RTU, oppure Ethernet con Modbus TCP. Un gateway può interrogarli entrambi e tenere le loro letture sullo stesso asse dei tempi. La Directory dei dispositivi ha guide per tre analizzatori: il Janitza UMG 512-PRO, il Janitza UMG 96-PQ-L e il Camille Bauer LINAX PQ5000. La guida ai contatori Modbus trifase tratta i contatori.
Il polling copia i valori una volta per intervallo di polling, per esempio tensione, THD e squilibrio una volta al minuto. Non copia le registrazioni degli eventi né le forme d’onda dell’analizzatore, e la copia non conserva la Classe A dell’analizzatore. Tieni eventi e report nel software dell’analizzatore, e usa i valori letti per trend, allarmi e confronto con i dati energetici.
Dove si colloca EpiSensor
Un monitor elettrico ZEM è un monitor di energia trifase, non un analizzatore della qualità dell’energia. Riporta kWh, kVAh, tensione e corrente efficaci, fattore di potenza e frequenza, in Classe 0.5S secondo IEC 62053-22 per il contatore e i suoi sensori di corrente insieme. Non misura armoniche né flicker e non registra eventi di tensione. La guida alla misurazione ad alta precisione spiega che cosa copre quella classe.
Il Gateway esegue Edge, che legge ZEM, contatori e analizzatori Modbus e li porta nelle stesse dashboard, negli stessi allarmi e nelle stesse esportazioni. Per provarlo con un contatore o un analizzatore che hai già, esegui Edge su un Raspberry Pi configurato con System Manager: un dispositivo Modbus di terze parti fino a 32 registri è concesso in licenza gratuitamente, con tutti gli strumenti di dashboard, analisi e allarme, e i dati restano nella tua rete. Il Pi funziona da una scheda microSD, quindi usalo per la valutazione, non per un sito critico per l’attività. Consulta valuta Edge su un Raspberry Pi.
Domande frequenti
Che differenza c’è tra un analizzatore di rete e un contatore di energia?
Un contatore di energia misura energia, potenza, tensione e corrente con una classe di precisione, per i consumi e i costi. Un analizzatore di rete per la qualità dell’energia misura come la fornitura si discosta da una sinusoide pulita e stabile, con i metodi della IEC 61000-4-30: buchi di tensione, sovratensioni, interruzioni, flicker, squilibrio, armoniche e interarmoniche, ciascuno con marca temporale e durata.
Che cosa misura un analizzatore di rete?
Il nome indica due strumenti. Un analizzatore portatile della qualità dell’energia registra eventi di tensione, flicker, squilibrio e armoniche durante una campagna di misura. Un analizzatore di rete da quadro, cioè uno strumento multifunzione installato nel quadro elettrico e spesso chiamato multimetro da quadro, misura in continuo energia, potenza, tensione, corrente, fattore di potenza e di solito le armoniche. Verifica nella scheda tecnica la norma che rispetta ogni funzione.
Serve un analizzatore della qualità dell’energia di Classe A?
Usa la Classe A quando il risultato può essere confrontato con un altro strumento o contestato: la verifica di una fornitura rispetto alla EN 50160 o a un contratto, oppure una prova di conformità al codice di rete. Per trovare la causa di un problema nel tuo sito di solito basta uno strumento di Classe S.
Un contatore di energia può misurare le armoniche?
Molti contatori mostrano il THD di tensione e di corrente, e alcuni elencano le singole armoniche. Se la scheda tecnica non indica il metodo della IEC 61000-4-30 e la classe per quel parametro, considera il valore un indicatore di tendenza, non una prova di conformità.
Quanto deve durare una campagna di misura della qualità dell’energia?
Almeno una settimana, così da coprire tutti i turni e il fine settimana. La EN 50160 valuta una fornitura in bassa tensione su una settimana di valori su 10 minuti, e una campagna più breve può non cogliere l’andamento del carico che causa il problema.