Prúdové kliešte CT — meranie prúdu cez analógový vstup

Prúdové kliešte CT (prúdový transformátor) s výstupom 0–10 V umožňujú merať prúd na jednotlivých okruhoch v rozvádzači — bez odpájania vodičov. Kliešte sa nasadia okolo jedného vodiča, pomocou Hallovho snímača detekujú prúd, ktorý ním preteká, a vydávajú proporcionálny signál 0–10 V, ktorý sa číta cez univerzálny vstup TapHome (UI) v analógovom režime.

Kedy použiť prúdové kliešte CT a kedy Modbus elektromer:

Prúdové kliešte CT sú vhodnou voľbou, keď potrebujete kontinuálne meranie prúdu na jedinom okruhu (na istič) — napríklad na detekciu, či je konkrétny spotrebič v prevádzke. Pre kompletný energetický manažment (napätie, prúd, výkon, účinník, frekvencia, kumulatívne kWh) zvážte radšej Modbus RTU elektromer. Modbus elektromery poskytujú výrazne viac údajov, sú presnejšie a integrujú sa s TapHome priamo cez zbernicu.

Zoznam podporovaných elektromerov nájdete v sekcii Zoznam kompatibility — Elektromer.

Výber prúdových klieští CT

Aby kliešte CT fungovali s univerzálnymi vstupmi TapHome, musia spĺňať tieto požiadavky:

Odporúčaný produkt: YHDC TST024L

YHDC TST024L je prúdový transformátor s deleným jadrom (split-core) a Hallovým snímačom, s výstupom 0–10 V, dostupný vo viacerých prúdových rozsahoch.

Výber správneho prúdového rozsahu: Vyberte rozsah, ktorý zodpovedá ističu chrániacemu daný okruh. Pre 16 A istič (typický pre zásuvkový okruh) je 100 A CT viac než dostatočné. Pre 63 A istič (napríklad tepelné čerpadlo) zvoľte 100 A alebo 150 A, aby ste zostali bezpečne v lineárnom rozsahu.

Alternatíva: SENECA T201DCH

Pre inštalácie vyžadujúce vyššiu presnosť (0,5 % AC / 1 % DC), meranie jednosmerného prúdu alebo montáž na DIN lištu zvážte rad SENECA T201DCH (~60–115 EUR). T201DCH meria aj jednosmerný prúd (TRMS) a je dostupný aj s Modbus výstupom (variant T201DCH-M).

Zapojenie

Prúdové kliešte CT majú 3-žilový tienený kábel (50 cm) s farebne odlíšenými vodičmi:

• Červený — napájanie (+24 V)
• Čierny — zem (GND)
• Zelený — výstupný signál (0–10 V)

Na schéme vyššie je “Power” napájací zdroj 24 V DC a “Acquisition equipment” modul TapHome. Tri prepojenia sú:

Čierny vodič GND sa pripája na záporný pól napájacieho zdroja, ktorý musí byť spoločný aj s GND modulu TapHome. Tým sa vytvorí spoločná napäťová referencia pre signál 0–10 V.

Spoločná zem je nevyhnutná. Prúdové kliešte CT a modul TapHome musia zdieľať rovnaký napájací zdroj 24 V DC (alebo musia mať aspoň prepojené svorky GND). Použitie samostatných zdrojov bez spoločnej referencie zeme spôsobí nesprávne alebo kolísavé hodnoty.

Dôležité pravidlá

• Iba jeden vodič — kliešte CT nasaďte okolo jedného vodiča (fázový vodič L), nikdy nie okolo celého kábla. Ak ich nasadíte okolo L + N spolu, magnetické polia sa vyrušia a hodnota bude nulová.
• Smer šípky — šípka vytlačená na tele klieští CT označuje očakávaný smer toku prúdu. Ak dostávate záporné alebo nulové hodnoty, otočte kliešte CT o 180°.
• Krátke káble — signálový kábel 0–10 V medzi CT a modulom TapHome by mal byť čo najkratší (ideálne < 5 m), aby sa minimalizovalo zachytávanie elektromagnetického rušenia.
• Galvanické oddelenie — kliešte CT majú zabudované galvanické oddelenie 2,5 kV (50 Hz, 1 min). Pre štandardné inštalácie v rezidenčných rozvádzačoch nie je potrebné žiadne ďalšie optické ani galvanické oddelenie.
• Potenciometre Zero & Gain — kliešte CT majú na puzdre dva kalibračné potenciometre s označením “Zero” a “Gain”. Sú kalibrované z výroby. Neupravujte ich, pokiaľ nemáte referenčný zdroj prúdu na rekalibráciu.

Moduly TapHome s analógovým vstupom

Všetky moduly TapHome s univerzálnymi vstupmi (UI) podporujú analógový režim 0–10 V. Hlavný rozdiel je v rozlíšení ADC:

Rozlíšenie je dôležité pri meraní prúdu. Pri 200 A CT klieštiach:

• 8-bitový modul → rozlíšenie ~0,8 A na krok (postačuje na detekciu stavu zap/vyp)
• 12-bitový modul → rozlíšenie ~0,05 A na krok (vhodné na presné sledovanie)

Pre aplikácie energetického manažmentu odporúčame použiť modul na DIN lištu (32 UI alebo 12 DO 12 UI) s 12-bitovým rozlíšením ADC.

Konfigurácia v aplikácii TapHome

Krok 1: Aktivácia analógového vstupu

1. Prejdite do Nastavenia → Hardvér → TapHome Bus
2. Vyberte modul, ku ktorému sú pripojené kliešte CT
3. V sekcii Univerzálne vstupy vyberte voľný vstup (napr. UI3)
4. V položke Funkcia zvoľte Analógový vstup
5. Priraďte zónu a kategóriu a uložte

Vstup teraz bude zobrazovať hodnotu v percentách (0–100 %), ktorá predstavuje napätie ako percento z nakonfigurovaného rozsahu. Napríklad 1,5 V na vstupe 0–10 V sa zobrazí ako 15 %.

Krok 2: Nastavenie prepočtu hodnôt na ampéry

Bez konverzie analógový vstup zobrazuje len percentá — pre meranie prúdu to nestačí. Aby sa hodnota zobrazila v ampéroch:

1. Otvorte servisné nastavenia zariadenia analógového vstupu
2. V sekcii Konverzná hodnota ťuknite na Pridať konverznú hodnotu
3. Vyberte Analógový vstup → Elektrický prúd [A]

Krok 3: Konfigurácia lineárnej interpolácie

Po pridaní konverzie sa zobrazí sekcia Lineárna interpolácia. Definuje dva body a lineárne prepočítava napätie na prúd.

Predvolené mapovanie je 0–10 V → 0–10 A. Výstup je potrebné zmeniť tak, aby zodpovedal menovitému prúdu vašich klieští CT:

Pre 200 A kliešte CT (YHDC TST024L-200A):

Kliešte CT vydávajú 0 V pri 0 A a 10 V pri svojom menovitom prúde. Nastavením výstupnej hodnoty 2 na menovitý prúd vašich CT systém správne prepočíta napätie na ampéry.

Vstupné hodnoty (0 a 10) zodpovedajú Minimálne napätie (0 V) a Maximálne napätie (10 V) nakonfigurovaným v sekcii Ďalšie nižšie. Pre štandardné kliešte CT nechajte tieto hodnoty na predvolených (0 V a 10 V).

Krok 4: Overenie hodnoty

Po uložení sa na dashboarde namiesto percent zobrazí nameraný prúd v ampéroch. Na overenie zapnite známu záťaž (napr. 2 kW ohrievač ≈ 8,7 A pri 230 V) a skontrolujte, či je hodnota správna.

Všeobecný prehľad konverzných funkcií a ďalšie príklady použitia (hladina vody, zrážkomer, cena elektriny) nájdete v Konverzných funkciách.

Výpočet výkonu a spotreby energie

Kliešte CT merajú prúd (A). Na výpočet výkonu (W) a energie (kWh) je potrebné zohľadniť napätie a účinník:

Vzorec pre výkon:

P = U × I × cos(φ)

Kde:

• P = činný výkon (W)
• U = napätie (≈ 230 V pre jednofázové siete v Európe)
• I = nameraný prúd (A)
• cos(φ) = účinník (0,95–1,0 pre odporové záťaže ako ohrievače, 0,5–0,8 pre motory)

Pre zjednodušený výpočet pri odporových záťažiach môžete použiť:

P ≈ 230 × I

Na sledovanie kumulatívnej spotreby energie (kWh) vytvorte v TapHome virtuálne zariadenie pomocou Equation Smart Rule, ktoré integruje výkon v čase.

Riešenie problémov