AS_04_2020

Automazione e Strumentazione Maggio 2020 MISURA applicazioni 71 sistema di tariffazione in tempo reale, basato su fasce orarie a costo differenziato, di cui l’utente può beneficiare. Operazioni non urgenti possono essere quindi effettuate in periodi in cui il costo sarà inferiore. Ne consegue un risparmio econo- mico per l’utente e la capacità di gestire dinami- camente i picchi di richiesta per il gestore. Nel caso di una multi-utility, una volta con- nesso alla rete domestica lo smart meter sarà in grado di fornire dati statistici sulle abitudini di consumo dell’utente. Si è in grado di sapere quanta energia richiede un ciclo di lavaggio della lavatrice, la quantità d’acqua necessaria per bagnare il giardino, il consumo giornaliero di gas dell’impianto di riscaldamento. Studi su questo argomento hanno evidenziato che la sola consapevolezza dei propri consumi porta ad adottare un comportamento virtuoso che porta a un risparmio delle risorse fino al 20%. Il contatore elettrico Il contatore elettrico intelligente è un compo- nente fondamentale della rete di distribuzione. Oltre al conteggio dell’energia ai fini della tarif- fazione (energia attiva) è in grado di rilevare una serie di dati sulla qualità della potenza fornita , ovvero può misurare l’energia reattiva, la distor- sione armonica totale, il contenuto armonico, la presenza di sbalzi e transitori di tensione, le variazioni della frequenza, che sono tutti indica- tori dello stato della rete. Ma come funziona un contatore elettrico statico? La figura 2 riporta uno schema a blocchi con i componenti principali, sia per un sistema monofase sia per un sistema trifase. Misure di corrente Le grandezze elettriche fondamentali vengono derivate dalla misura di tensione e di corrente. Queste misure vengono elaborate da un appo- sito front end analogico (AFE), e fornite al microcontrollore che è in grado di visualiz- zarle su un apposito display, o renderle disponi- bili per il nodo di comunicazione per la trasmis- sione a distanza. Una unità di gestione dell’ali- mentazione completa la struttura. Uno degli aspetti critici di un contatore elettrico è la misura della corrente . A differenza della tensione, che può presentare solo piccoli scostamenti dal valore nominale, la corrente ha un range dinamico molto ampio, da pochi milliampere fino a centinaia di Ampere, e deve essere misurata con la massima precisione su tutto il range. Mentre per la tensione si utilizza un semplice partitore resistivo, e più raramente un trasformatore, i sensori utilizzati per leggere la corrente possono essere di tipo diverso e generalmente si ricorre alle seguenti quattro tipolo- gie: lo Shunt , il Trasformatore di Corrente (CT), la Bobina di Rogowsky e il Sensore ad Effetto Hall . Ognuno di questi sensori ha pregi e difetti. Molto usato nei contatori per utenze domestiche lo Shunt è sicuramente una scelta economica- mente vantaggiosa e tecnicamente semplice da utilizzare. Il problema più importante nell’uso dello shunt è il riscaldamento per effetto Joule che ne limita l’impiego ad elevate correnti. Il Trasformatore di Corrente supera le limita- zioni dello shunt in termini di corrente massima e presenta anche il grosso vantaggio di essere intrinsecamente isolato. Si presenta sotto forma Figura 2 - Schemi a blocchi di contatori elettrici monofase e trifase Figura 3 - Confronto tra sistemi open loop e closed loop con tecnologia mSure