NI DAQ 디바이스로 전압, 전류 및 전력 측정 방법

전류 측정을 위한 NI 하드웨어

계측 관점에서 전류 측정은 프런트 엔드 컨디셔닝 또는 분기, 변류기(CT), 홀 효과 센서 및 로고스키 코일과 같은 센서를 사용하여 수행됩니다. NI는 모듈을 통한 직접 측정과 외부 센서 및 컨디셔닝 장비와의 연결을 위한 다양한 하드웨어 옵션을 제공합니다. 테이블 1은 전류 측정을 위한 CompactRIO 섀시 및 CompactDAQ 섀시와 호환되는 모듈을 보여줍니다.

테이블 1에 나열된 모든 모듈은 채널당 50kS/s 24비트 ADC로 동시 샘플링된 입력을 사용합니다. 테이블 1과 2의 전류 및 전압 측정 모듈은 각각 CompactDAQ 또는 CompactRIO 섀시에 함께 설치될 때 동기화됩니다. 보다 정확한 위상 및 전력 측정을 위해서는 채널 동기화가 필요합니다.

 

모델 번호	측정 범위	전류 측정 방법
NI 9239  NI 9229	±10 V/±60 V	±10V 또는 ±60V 출력으로 전류 센서에 연결
NI 9238	±0.5V	0.333 VRMS 출력 및 외부 분기로 전류 센서에 연결
NI 9227	5 ARMS	교정된 내부 분기가 있는 모듈에 직접 연결
NI 9246	20 ARMS	교정된 내부 CT가 있는 모듈에 직접 연결 또는 고전류 CT에서 1A 및 5A 보조 공급장치에 연결
NI 9247	50 ARMS(10초 동안 100 ARMS)	교정된 내부 CT가 있는 모듈에 직접 연결 또는 고전류 CT에서 1A 및 5A 보조 공급장치에 연결

 

테이블 1. NI는 전류 측정을 위한 다양한 C 시리즈 모듈을 제공합니다. 모든 모듈은 LabVIEW 또는 기타 측정 및 분석 소프트웨어로 처리할 수 있도록 전체 웨이브폼을 출력합니다.

 

 

 

그림 1. NI 9229, NI 9239, NI 9227 및 NI 9238에는 각 측정 채널에 대해 2개의 터미널 커넥터(왼쪽)가 있습니다. 스트레인 릴리프 및 활성 회로 연결로부터 작업자 보호를 위해 차폐 기능이 제공되며(오른쪽) 권장됩니다.

 

 

그림 2. NI 9246 및 NI 9247 모듈은 내장 CT가 있고, 높은 정격 과전류를 지원하며 더 높은 전류 측정을 위해 고리 러그가 있는 최대 10AWG 와이어를 수용합니다. 이러한 모듈을 사용한 직접 측정은 대부분의 외부 CT/센서를 사용하는 것보다 더 정확하고 더 높은 주파수 응답을 제공합니다. 두 모듈 모두 1초 동안 500ARMS, 1주기 동안 1250ARMS를 견딜 수 있습니다.

 

전류 측정을 위한 물리적 연결 방법

다음 그림은 전류 측정을 위해 모듈을 회로에 물리적으로 연결하는 방법을 보여줍니다. 주거용 콘센트에 연결된 멀티탭은 데모 목적으로 사용되지만 이 개념은 주거용 서비스 수준(120VAC/240VAC)의 개별 기기에서 유틸리티 전압까지 확장됩니다. 참고: 유틸리티 분배 및 전송 수준은 항상 외부 센서(CT/PT)를 사용합니다.

그림 3. 직접 모듈 연결의 경우 부하선(미국에서는 검정색)을 절단하여 단일 채널의 AI+ 및 AI- 단자에 연결합니다. 모듈을 통과하는 전류가 측정됩니다. 케이블에 이음부가 있는 위의 그림에서 모듈은 멀티탭에 연결된 모든 장치에 흐르는 전류를 측정합니다.

그림 4. CT를 사용한 모듈 측정의 경우 부하선(미국에서는 검정색)은 분할 코어 CT 또는 선 절단/재접합을 통해 CT의 개구부를 통과합니다. 그런 다음 CT의 도선이 측정 모듈의 AI+ 및 AI-에 연결됩니다. 모듈은 CT 개구부를 통과하는 선의 모든 전류를 측정합니다. 센서의 전압/암페어 출력이 소프트웨어 스케일링으로 회로 전체 스케일 암페어로 변환됩니다.

 

 

전압 및 전류 측정을 위한 센서 및 프런트엔드 구성요소

 

변류기(CT)

변류기(CT)는 센서를 통과하는 전류를 측정 기기와 호환되는 낮은 수준으로 선형적으로 낮추는 데 사용되는 센서입니다. 변류기의 코어는 중앙에 구멍이 있는 모양의 도넛형 또는 고리 모양입니다. 선이 코어 주위를 감싸서 2차 고리를 형성하고 슈라우드 또는 플라스틱 케이스로 덮입니다. 코어 주위의 권선 수는 측정된 선(1차)의 전류와 계측기에 연결된 전류 출력(2차) 사이의 강압 비율 또는 CT 비율을 결정합니다. 측정할 부하선은 변류기 중앙의 개구부를 통과합니다. 예: 비율이 500:5인 CT는 주 도선의 500ARMS 부하가 CT 2차측에서는 5ARMS로 출력된다는 의미입니다. 이 계측기는 터미널에서 5ARMS를 측정하며 사용자가 입력한 스케일링 전환율을 적용하여 전체 500ARMS를 표시할 수 있습니다. CT는 공칭값으로 명시되지만, 정확도는 공칭값의 100% 이상으로 정해지는 경우가 많습니다. CT 종류는 분할 코어와 통합 코어가 있습니다. 분할 코어 CT는 경첩이 열리거나 제거 가능한 섹션이 있어 설치자가 측정할 부하선을 물리적으로 분리하지 않고 부하선 주위에 CT를 연결할 수 있습니다.

안전 경고: CT는 설치된 선 주위에 물리적으로 연결될 수 있지만 CT를 설치하기 전에 전원을 안전하게 차단해야 합니다. 1차측에 전원이 연결된 채로 2차측 연결을 열면 극도로 위험한 전위가 발생할 수 있습니다.

CT 구매 시 옵션으로는 공칭 범위, 개방 직경, 분할/통합 코어, 출력 유형(전압/전류) 및 출력 범위(0.333VRMS, ±10V, 1ARMS, 5ARMS 등)가 포함됩니다. CT 공급업체는 종종 입력 또는 출력 범위와 같은 특정 요구 사항에 맞게 센서를 맞춤화하기도 합니다.

 

그림 5. 분할 코어 CT에는 일반적으로 물리적 분해 없이 라인 주위에 설치할 수 있도록 경첩 또는 제거 가능한 섹션이 있지만 전원은 여전히 차단되어야 합니다. (이미지 제공: Magnelab)

그림 6. 통합 코어 CT는 비용이 저렴하지만 이미 작동 중인 회로에 설치하려면 더 많은 노력이 필요할 수 있습니다.

(이미지 제공: Magnelab)

 

CT 측정 대역폭

1kHz – 2kHz의 대역폭이면 대부분의 AC 회로 전력 품질 어플리케이션에 충분합니다. 더 높은 주파수 어플리케이션이라면 최대 24kHz 대역폭까지는 NI 9246 또는 NI 9247에 직접 연결하고, 더 높다면 더 높은 주파수의 더 비싼 CT를 선택하십시오. 위의 테이블에 나열된 모든 모듈은 직접 연결된 신호에 대해 약 24kHz의 대역폭을 갖습니다. 고주파수 CT는 보다 특수화되어 있으며, 대역폭 스펙은 수백 MHz 범위입니다. NI 9215, NI 9222 및 NI 9223 측정 모듈의 샘플링 속도 범위는 더 높은 주파수 측정을 위해 16비트 분해능에서 100kS/s/ch – 1MS/s/ch입니다.

NI 9223의 기능 이상의 고주파수 측정을 위해 NI는 실험, 연구 및 테스트 시스템용으로 설계된 PXI용 오실로스코프 또는 디지타이저를 권장합니다.

 

DC 전류 측정

CT는 DC 전류 또는 AC 신호의 DC 오프셋 성분을 측정하지 않습니다. 이는 대부분의 AC 전원 어플리케이션에는 필요없는 것입니다. DC 측정이 필요한 경우 NI 9227에는 보정된 분기가 내장되어 있어 최대 5A의 DC 전류를 측정할 수 있습니다. 5A 이상의 DC를 측정하려면 적절한 측정 모듈에 연결된 고전력 전류 측정 분기(아래 참조) 또는 홀 효과 센서(아래 참조)가 사용됩니다.

 

로고스키 코일

"로프 CT"라고도 하는 로고스키 코일은 선의 전류를 측정하기 위한 또 다른 센서 옵션입니다. 로고스키 코일은 부하선을 감싼다는 점에서 유사하지만, 유연하고 표준 CT보다 훨씬 더 큰 개구부를 가지며 측정 원리가 다릅니다. 로고스키 코일은 전류 변화율에 비례하는 전압을 유도하므로 적분 회로에서 비례 전류로 변환해야 합니다. 전분 회로는 일반적으로 패널 또는 DIN 레일에 장착되는 별도의 상자/부품으로, DC 전원 공급 장치가 필요하며 저전압 또는 전류 신호를 계측기에 출력합니다. 로고스키 코일은 크기와 유연성 덕분에 상업용 건물이나 공장에서 볼 수 있는 큰 버스 바 주변을 감싸는 데 적합합니다. 특히 이미 건설된 후 전력 측정이 추가된 경우에 적합하지만, 유사한 입력 범위의 CT보다 더 비쌉니다.

그림 7. Rogowski 코일은 외부 전원, 적분 회로(위 이미지의 장착형 검은색 상자 내부)가 필요하며 일반적인 분할/통합 코어 CT보다 비싸지만 위상 응답이 빠르며 크고 유연한 개구부 덕분에 개조 시설물 및 대형 버스 바 측정에 적합합니다. (이미지 제공: Magnelab)

홀 효과 센서

홀 효과 센서는 에드윈 홀의 이름을 따서 명명된, 자기장에 수직으로 배치된 반도체를 통해 흐르는 전류가 반도체에 전위를 생성하는 "홀 효과"를 기반으로 합니다. 전류 측정을 위해 홀 효과 회로는 자기장 중심에 수직으로 배치되고 측정되는 선의 전류 부하에 맞게 조정된 전압을 출력합니다. 홀 효과 CT는 일반적으로 더 나은 주파수 응답을 가지며 DC 오프셋을 측정할 수 있지만 더 비싸고 전력을 필요로 하며 온도 드리프트의 영향을 받을 수 있습니다.

그림 8. 홀 효과 센서에는 자기장에 수직인 감지 회로가 있으며 전원이 필요합니다. 홀 효과 센서는 CT와 같은 포화 한계의 영향을 받지 않으며 DC 전류를 측정할 수 있지만 더 비쌉니다.

 

전류 분기 저항기

전류 측정 분기 또는 전류 분기 저항기는 분기에 흐르는 전류를 측정하기 위해 회로에 배치된 저항기입니다. 이들은 상당히 일반적인 전기 부품이며 다양한 목적으로 사용됩니다. 분기 크기는 측정 전류 범위, 출력 범위 및 회로를 통해 흐르는 전력을 기반으로 결정됩니다. 더 높은 정확도는 위해 더 비싼 정밀 저항기도 있습니다. 분기는 회로 선을 감싸지 않으며 인라인으로 요소로 배치됩니다. 이것은 측정되는 회로와 측정 장비 사이의 절연 장벽을 제거하고 CT 또는 로고스키 코일보다 설치를 더 어렵게 만들 수 있습니다. 그러나 분기는 DC 전류를 측정할 수 있고 더 나은 주파수 응답과 더 나은 위상 응답을 제공합니다. CompactRIO 및 CompactDAQ용 NI 9238 모듈은 전류 분기 저항기를 위해 특별히 낮은 범위의 아날로그 프런트 엔드(±0.5V)로 설계되었습니다. 또한 NI 9238은 250V의 채널 간 절연 기능을 제공합니다.

 

 

전류 센서 및 변류기 제조업체

다음 회사들은 카탈로그에 전류 및 전압 측정 변환기, 홀 효과 센서 및/또는 로고스키 코일이 있습니다. 전류 분기 저항기는 종종 Digi-Key Electronics와 같은 전자 부품 유통업체에서 판매됩니다.

www.magnelab.com

Magnelab은 다양한 출력 신호 레벨의 변류기(CT), 계기용 변압기(PT), 로고스키 코일, 고주파 CT 등을 비롯한 다양한 전압 및 전류 측정 제품을 제공합니다.

 

www.verivolt.com

Verivolt에는 전력 측정 어플리케이션을 위해 설계된 다양한 센서, 커넥터 및 절연 제품이 있습니다. 또한 여러 센서에는 고대역폭 기능과 NI 9223, NI 9222 및 NI 9215와 같은 BNC 측정 모듈에 빠르게 연결할 수 있는 BNC 연결 옵션이 있습니다.

 

그림 9. Verivolt에는 BNC 커넥터가 있는 모든 NI 모듈에 직접 연결할 수 있는 BNC 연결 기능이 있는 다양한 센서가 있습니다. BNC 연결이 있는 아날로그 입력 모듈에는 NI 9229, NI 9239, NI 9215, NI 9222 및 NI 9223이 있습니다. (왼쪽/중앙 이미지 제공: Verivolt)

전압 측정을 위한 NI 하드웨어

이 문서가 다루는 범위에서 전압 측정은 지역 주거 서비스의 경우 120VRMS, 전기 그리드용 전송 시스템의 초고전압(EHV) 시스템의 경우 750kV 이상 범위인 산업 및 유틸리티 전압 수준의 AC 전원 시스템을 나타냅니다. 고전압 유틸리티 어플리케이션용으로 설계된 계측에는 안전성, 더 큰 게이지 선 터미널, 더 높은 열 손실 및 특정 인증 테스트와 같은 요구 사항을 만족합니다. AC 전력 측정을 위해 설계된 대부분의 계측기의 입력 범위는 수백 볼트입니다. 1,000VAC 이상의 더 높은 전압에서는 일반적으로 전압을 대부분의 계측기와 호환되는 범위로 낮추기 위해 외부 전위 변환기(PT)가 필요합니다.

전류 측정 모듈과 유사하게 테이블 2에 나열된 모든 모듈은 채널당 50kS/s 24비트 ADC와 함께 동시 샘플링된 입력을 사용합니다. CompactDAQ 및 CompactRIO 섀시는 아래 테이블의 전압 측정 모듈을 보다 정확한 위상 및 전력 측정에 필요한 테이블 1에 나열된 전류 측정 모듈과 동기화합니다.

 

모델 번호	측정 범위	사용되는 측정 기술
NI 9242	250 VRMS L-N	120/240 AC 시스템용 직접 측정. 고전압 측정을 위한 보조 120/240VRMS로의 외부 PT 연결.
NI 9244	400 VRMS L-N	최대 690 VRMS L-L 시스템에 대해 직접 측정
NI 9225	300 VRMS AI+~AI-	최대 300 VRMS 시스템에 대해 직접 측정
NI 9238	±0.5 V	0.333 V 센서에 연결
NI 9239	±10V	10 V 센서에 연결
NI 9229	±60 V	60 V 센서에 연결

 

테이블 2. NI는 모든 형태의 전압 측정을 위해 다양한 C 시리즈 모듈을 제공합니다. 모든 모듈은 LabVIEW 또는 기타 측정 및 분석 소프트웨어로 처리할 수 있도록 전체 웨이브폼 데이터를 출력합니다.

그림 10. NI 9242/44에는 AC 전원 및 유틸리티 어플리케이션에 사용하기 위한 대형 입력 터미널과 높은 과전압 보호 기능이 있습니다. (포함된 보호 쉘이 설치된 상태로 표시됨)

 

 

전압 및 전류 웨이브폼에서 전력 계산

이 문서에서 설명하는 고속 측정 장비는 아래 이미지와 유사한 웨이브폼 데이터를 제공합니다. LabVIEW의 이 데이터 캡처에서, 녹색 웨이브폼은 120VRMS 사무실 콘센트의 전압 웨이브폼이고 빨간색 웨이브폼은 구형 소형 형광등에 대한 전류 측정값입니다. 전압 측정 모듈과 전류 측정 모듈은 CompactDAQ 또는 CompactRIO 섀시의 공유 신호를 통해 동기화됩니다. 이것은 전압과 전류 파형 사이의 위상 변이가 모니터링되는 전력 품질의 한 파라미터이고 동시 샘플링 없이는 그 변이가 계측 또는 회로에서 발생하는지 여부를 결정하기 어렵기 때문에 일부 어플리케이션에서는 중요한 요소입니다.

그림 11. 웨이브폼 데이터와 전력 계산 결과를 표시하는 LabVIEW 프런트패널 설계

 

이 시점에 측정 시스템에서는 모듈의 웨이브폼 데이터는 원하는 모든 전력 품질 파라미터를 계산하는 데 사용됩니다. 이러한 계산 중 일부는 상당히 단순하지만 다른 일부는 궁극적인 품질을 결정하기 위해 여러 주기, 초 또는 몇 분에 걸쳐 집계된 복잡한 계산입니다.

LabVIEW에는 웨이브폼 및 신호 처리를 위해 설계된 여러 함수 팔레트가 있으며 전력 웨이브폼 처리 및 계산을 위한 추가 툴킷을 제공합니다. NI LabVIEW Electrical Power Toolkit은 이 문서에서 논의된 모든 기본 전력 계산에 대한 분석 기능을 제공하며 온라인에서 다운로드할 수 있습니다. 다음 분석 함수는 NI LabVIEW Electrical Power Toolkit Full 버전에 포함되어 있으며 IEC 61000-4-30:2008 표준을 따릅니다.

 

전력 주파수

공급 전압 크기

깜박임

공급 전압 강하 및 과전압

전압 중단

공급 전압 불균형

전압 고조파

공급 전압에 대한 주 신호 전압

급속한 전압 변화(RVC)

과소 편차 및 과대 편차 파라미터 측정

 

다음 분석 기능은 EN 50160:2007 표준을 준수합니다.

전력 측정

에너지 측정

집계(수요)

 

텍스트 기반 언어를 사용한 프로그래밍

CompactDAQ용 NI-DAQmx 드라이버는 LabVIEW, C, C++, Measurement Studio에 대한 API를 지원하며 Excel 또는 기타 소프트웨어 프로그래밍 언어에서 사용할 수 있는 개방형 파일 포맷으로 데이터를 저장할 수 있습니다.

텍스트 기반 프로그래밍을 수행하는 프로그래머라면 Electrical Power Toolkit의 분석 VI는 LabVIEW 개발 환경에서만 사용할 수 있으며 CVI, C, C++ 또는 Measurement Studio에서는 사용할 수 없다는 점을 확인해 두어야 합니다.

 

어플리케이션별로 권장되는 시스템 구성요소

모터 모니터링 영구 설치

자산 모니터링 시스템은 물리적 및 전기적 파라미터를 모니터링하여 기계 유지 보수가 필요한 시기를 지능적으로 결정함으로써 대형 펌프, 팬, 벨트 등과 같은 중요한 장치의 고장을 방지하는 데 사용됩니다. 대형 모터의 전류 특성은 불균형과 같은 비효율성 또는 부러진 로터 바와 같은 기계적 결함을 감지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 아래의 테이블 3은 모터 모니터링 어플리케이션에 권장되는 제품 구성 요소를 나열합니다.

 

구성 요소	NI 제품	설명
입력 전압	NI 9244(최대 400 VAC L-N, 690VAC L-L) NI 9242(최대 250 VAC L-N, 400VAC L-L)	대형 산업용 모터는 일반적으로 분배 서비스 레벨 전압에서 동작하며 이를 NI 9242에 연결하려면 외부 PT가 필요합니다. 690VAC 미만의 저전압 모터는 NI 9244에 직접 연결할 수 있습니다.
입력 전류	NI 9239(저전압 CT 포함)	저전압 CT는 1A/5A CT보다 안전하고 작업하기 쉽습니다. 정상 상태 전류의 10배가 될 수 있는 돌입 전류를 염두에 두고 CT 및 선택된 저전압 모듈의 크기를 결정해야 합니다.
섀시 및 컨트롤러	CompactRIO	내장 프로세서를 통해 시스템을 지속적으로 동작시킬 수 있습니다. 처리된 데이터는 기계에 직접 저장하거나 SCADA 시스템으로 다시 보내거나 SCADA 시스템 또는 로컬 PLC에 알람을 트리거할 수 있습니다.
소프트웨어 (사용자 정의)	LabVIEW Electrical Power Toolkit	LabVIEW Electrical Power Toolkit에는 산업용 모터의 상태를 모니터링하는 데 필요한 모든 전력 품질 및 모터 전류 특성 분석 기능이 포함되어 있습니다. 맞춤형 시스템을 구축하거나 NI 얼라이언스 파트너사에 문의하여 맞춤형 시스템을 구축하십시오.

테이블 3. 영구 설치된 모터 모니터링 시스템의 권장 구성 요소

 

설비 및 전기 디바이스 테스트

가정용 또는 상업용 기기를 위한 컴퓨터 기반 테스트 시스템은 제품의 품질을 향상시키면서 설계 및 테스트 팀의 생산성을 향상시킵니다. 테스트의 한 분류는 다음과 같은 R&D를 위한 것입니다.

HALT (고속 수명 시험)

V&V (확인 및 검증)

인증 또는 사전 인증 시험

RMA (제품 반송 승인)의 근본 원인 분석

또한 기기의 전원이 켜지고 LED가 작동하는지 확인하는 자동화된 제조 라인 테스트를 위해 기기 테스트 시스템을 구축할 수 있습니다. 아래 테이블 4는 기기 또는 전기 디바이스 테스트 시스템에 권장되는 제품 구성 요소를 나열합니다.

 

구성 요소	NI 제품	설명
입력 전압	NI 9244(최대 690VAC)	대부분의 가전용 및 상업용 설비는 NI 9244의 3상 690VAC 범위에서 작동합니다.
입력 전류	NI 9247	NI 9247 고전류 입력 모듈은 위상당 최대 50ARMS를 연속으로 측정하기 위해 교정된 CT를 내장하고 있으며, 유입 이벤트를 캡처하기 위해 10초 동안 최대 100ARMS를 측정할 수 있습니다.
섀시 및 컨트롤러	NI CompactDAQ 및 멀티 코어 PC.	NI CompactDAQ에는 PC로 USB 또는 이더넷 연결이 가능한 4,8 및 14슬롯이 있습니다. 섀시의 모든 모듈은 동기화되며 전압용 슬롯 1개, 전류용 슬롯 1개를 제외하면 온도, 압력, 유량, 디지털 및 기기 테스트를 위한 기타 센서 모듈에 사용할 수 있는 슬롯이 남습니다.
소프트웨어(그래픽)	LabVIEW Electrical Power Toolkit	Electrical Power Toolkit에는 PMU 툴킷과 보호 IP 툴킷이 포함되어 있습니다. 또한 NI 그리드 자동화 시스템과 함께 제공되는 PMU 프로그램은 공개 LabVIEW 프로젝트로 다운로드할 수 있습니다.
소프트웨어(텍스트 기반)	NI-DAQmx (HW와 함께 포함된 드라이버)	CompactDAQ용 NI-DAQmx 드라이버는 C/C++, C#, Visual Studio .NET 등과 같은 다양한 텍스트 기반 언어를 지원합니다.

 

테이블 4. 기기 또는 기타 혼합 센서 전기 디바이스 테스트 시스템의 권장 구성 요소.

 

공공 어플리케이션을 위한 지능형 전자 디바이스(IED)

공공 산업의 NI 하드웨어 어플리케이션은 다음과 같이 측정, 제어 및 보호 목적으로 그리드 디바이스에서 사용할 수 있어야 합니다.

IED

RTU (원격 터미널 장치)

DFR (디지털 결함 기록 장치)

리클로저 컨트롤러, 지능형 스위치 및 릴레이

페이저 측정 장치 (PMU)

전력 품질 분석기 및 하모닉 분석기

마이크로그리드 및 재활용 가능 컨트롤러(스토리지, PV 평활화 어플리케이션, 마이크로그리드 컨트롤러)

아래 테이블 5에서는 변전소 조정실, 장비 야드, 배전 시스템 폴 또는 패드 마운트 인클로저의 공용 그리드에 배포되는 지능형 시스템에 권장되는 제품 구성요소를 소개합니다.

 

 

구성 요소	NI 제품	설명
전압 입력	NI 9242	NI 9242는 변전소, 변압기 및 차단기에 있는 120VRMS 및 240VRMS PT에 연결하도록 설계되었습니다. 저전압 PT의 경우 NI 9238, NI 9239 또는 NI 9229를 적절하게 사용하십시오.
입력 전류	NI 9247	NI 9247 고전류 입력 모듈에는 10초 동안 최대 50ARMS 및 100ARMS의 연속 측정을 위해 교정된 CT가 내장되어 있습니다. 내구 범위는 1초 동안 500ARMS 및 1주기 동안 1250ARMS입니다.
섀시 및 컨트롤러	NI CompactRIO	Linux RTOS, 프로그래밍 가능한 FPGA, 멀티 코어 처리 옵션 및 견고한 작동 스펙 덕분에 CompactRIO는 지능형 그리드 디바이스 설계에 이상적인 솔루션입니다.
소프트웨어 (그래픽)	LabVIEW	LabVIEW는 테스트 소프트웨어의 산업 표준입니다. 더 많은 사전 구축된 측정 기능을 원하시면 Electrical Power Toolkit 및 Vibration Measurement Suite를 추가하십시오. LabVIEW 드라이버 네트워크에서 사용 가능한 드라이버로 보고서, 대시보드를 작성하고, 데이터를 여러 파일 형식으로 저장하고, 4,000개 이상의 타사 계측기에 연결하십시오.
소프트웨어 (텍스트 기반)	Eclipse와 C/C++	이미 C 또는 C++로 개발된 알고리즘이 있는 시스템 개발자의 경우 Eclipse 개발 환경을 사용하여 CompactRIO의 멀티 코어 프로세서를 프로그래밍할 수 있습니다. 프로그래밍 가능한 FPGA는 여전히 LabVIEW에서 프로그래밍됩니다.

테이블 5. 전력망에 배치된 지능형 측정 및 제어 장치에 권장되는 구성 요소입니다.

 

전류 측정 센서 선택

전압, 전류 및 전력에 대한 최고 품질 측정은 NI 9227, NI 9246 또는 NI 9247과 같이 모듈에서 직접 측정을 제공하는 계측 및 모듈을 사용하는 것입니다. CT의 입력/출력 범위와 계측 모듈의 입력 범위를 선택할 때는 회로의 모든 관련 작동 범위(정상 상태, 돌입/시동, 오류 등)를 고려해야 합니다. 이 기본값에서 출발하여 다음 테이블은 다른 센서 옵션에 대한 대략적인 가이드 역할을 할 수 있습니다. (많은 요인이 선택에 영향을 줄 수 있으므로 결정적인 대답은 아님) 궁극적인 센서 선택에 대한 추가 조언은 Magnelab 및 Verivolt와 같은 센서 공급업체에 문의하십시오.

기본으로 직접 모듈 연결을 선택하시는 경우 다음 테이블을 가이드로 참조하십시오.

 

전류 측정 시스템 요구 사항	권장 사항
5­ARMS 미만 측정 시 최상의 정확도	NI 9227 (5A)
DC 측정	NI 9227 (5A)
과전류 보호(1초 동안 500ARMS, 1 사이클 동안 1250ARMS)	NI 9246 (20A) 또는 NI 9247 (50A)
최대 50ARMS를 연속으로(정상 상태) 측정(10초 동안 최대 100A­RMS 측정)	NI 9247 (50A)
50ARMS보다 큰 입력 범위	전압 입력 모듈에 대한 전압 출력이 있는 외부 CT
계측기를 회로에 결합/접합하지 않고 측정	전압 입력 모듈에 대한 전압 출력이 있는 외부 CT
버스 바, 빽빽한 와이어링 등으로 솔리드 또는 분할 코어 CT를 설치하기 어려운 위치에 설치	전압 입력 모듈에 로고스키 코일 사용
5A 범위보다 큰 DC 측정	홀 효과 센서 또는 전류 분기 저항기
계측기를 회로에 결합/접합하지 않고 DC 측정	홀 효과 센서
보조 공급장치에서 1A 또는 5A를 출력하는 센서를 사용하여 입력 범위가 50ARMS보다 큼(공공 어플리케이션)	NI 9246 또는 NI 9247에 1A/5A CT 보조 공급장치 연결
채널당 비용이 절감된다면 분해능과 동적 측정 품질의 저하를 어느 정도 감수할 수 있음	출력이 ±10V 미만인 CT 및 PT를 사용하고 NI 9220, 16채널 동시 입력 모듈에 연결하십시오. (100kS/s/ch)
DC 전류의 정확한 측정 필요	정밀한 분기 저항기 또는 PXI DMM
더 높은 대역폭이 필요하십니까? 최대 500kHz	출력이 ±10V 미만인 고주파 CT 및 PT를 사용하고 NI 9215, NI 9222 또는 NI 9223에 연결
더 높은 대역폭 필요(>500kHz)	PXI 스코프/디지타이저

테이블 6. 전류 측정 솔루션 선택 지침.

 

CompactRIO 및 CompactDAQ 리소스

CompactRIO 및 CompactDAQ은 테스트, 측정, 제어 및 모니터링을 위해 설계된 섀시 기반 시스템입니다. 100개 이상의 측정 모듈을 사용할 수 있으므로 단일 기기에서 요구 사항을 충족하는 맞춤형 혼합 측정 솔루션을 설계할 수 있습니다. 전력 어플리케이션의 경우 동일한 섀시에 더 많은 모듈을 추가하여 더 많은 회로 측정을 추가하거나 완전한 R&D 테스트 시스템 또는 포괄적인 자산 모니터링 시스템 구성을 위해 온도, 압력 및 진동과 같은 다른 측정과 전력을 결합할 수 있습니다.

NI CompactDAQ 섀시는 1, 4, 8, 14슬롯 옵션으로 제공되며 USB, WiFi 또는 ENET 연결을 사용하여 Windows PC와 통신할 수 있습니다. CompactDAQ 컨트롤러도 사용 가능하며 여기에는 기본적으로 컴퓨터가 내장되어 있어 외부 PC가 필요하지 않습니다. CompactDAQ 컨트롤러는 견고하거나 헤드리스(연결된 UI 없음) 형태의 이동형 모니터링 및 테스트 작업을 위해 설계되었습니다.

 

CompactRIO는 멀티 코어 프로세서, 리얼타임 운영 체제, 프로그래밍 가능한 FPGA, NI 및 타사의 모든 C 시리즈 모듈과의 호환성을 갖춘 프로그래밍 가능한 제어 및 모니터링 시스템입니다. CompactRIO는 도메인 전문가가 임베디드 I/O 컨트롤러와 모니터링 시스템을 구축하여 문제를 해결할 수 있게 지원합니다.

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