การออกแบบและพัฒนาเครื่องวัดพลังงานไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าสามเฟสเพื่อสังเกตการณ์การใช้พลังงานไฟฟ้าของอาคารปฏิบัติการเทคโนโลยีการจัดการอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏสุราษฎร์ธานี

DESIGN AND DEVELOPMENT OF 3 PHASE ENERGY METERS FOR ENERGY MONITORING: CASE STUDY OF SURATTHANI RAJABHAT UNIVERSITY'S INDUSTRIAL TECHNOLOGY LABORATORY DEPARTMENT

Abstract

บทคัดย่อ               การวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อออกแบบพัฒนาและหาประสิทธิภาพของเครื่องวัดการใช้พลังงานไฟฟ้าระบบสามเฟส ที่สามารถแสดงผลในรูปแบบออนไลน์และแสดงผลที่หน้าเครื่องมือวัดจากโมดูล PZEM004TV3.0(100A)ประมวลผลด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ Node MCU ESP8266  แสดงพารามิเตอร์ต่างๆแสดงผลบนกระดานแสดงผลบันทึกค่าพลังงานไฟฟ้าที่ใช้และคำนวณค่าไฟฟ้า โดยแบ่งการทดลองเป็น 3 รูปแบบ 1) ทดสอบหาประสิทธิภาพกับโหลดคงที่ 2) ทดสอบหาประสิทธิภาพกับโหลดมอเตอร์สามเฟส 3) ทดสอบวัดการใช้กำลังไฟฟ้าภายในอาคาร โดยทดลองเปรียบเทียบจากการวัดและบันทึกค่าด้วยเครื่องต้นแบบ PZEM004TV3.0(100A) เครื่อง PQA824 และ เครื่อง EPM 07S ผลการทดลองเมื่อเปรียบเทียบทั้งสามเครื่องพบว่าค่าพลังงานไฟฟ้า ระยะเวลา 8 ชั่วโมงเฉลี่ย 6.88 kWh  โดยค่าความผิดพลาดเฉลี่ยไม่เกิน 1.75% และค่าสหสัมพันธ์ระหว่างเครื่องมือทดสอบที่ 0.98  มีความแม่นยำในการวัดสูง ผลการทดสอบประสิทธิภาพการวัดกำลังไฟฟ้าและการคำนวณค่าใช้จ่ายเป็นเงินบาทไทย ในการทดสอบด้วยโหลดมอเตอร์สามเฟสใช้พลังงานทั้งหมด 15.68 kWh และค่าใช้จ่ายทั้งหมด 49.36 บาท และวัดค่าพลังงานไฟฟ้าไฟฟ้าในระบบสามเฟสต่อเนื่องระยะเวลา 26 วัน ภายในอาคารปฏิบัติการเทคโนโลยีการจัดการอุตสาหกรรมบันทึกค่าในช่วงที่บันทึก 297.97 kWh ค่าใช้จ่ายทั้งหมด 938.07 บาท   คำสำคัญ : เครื่องวัดพลังงานไฟฟ้า, ไมโครคอนโทรลเลอร์, ระบบไฟฟ้าสามเฟส   Abstract The objective of this study is to design, develop, and evaluate the efficiency of a three-phase electrical energy metering device that can show results in an online format as well as on the instrument panel from the PZEM004TV3.0(100A) module processed by the Node MCU ESP8266 microcontroller. It shows numerous parameters on a display board, tracks power use, and calculates electricity costs. The studies are separated into three categories: 1) testing efficiency with constant loads, 2) testing efficiency with three-phase motor loads, and 3) testing power consumption within a building. The comparative studies were carried out by measuring and recording values using the PZEM004TV3.0 (100A) prototype device, PQA824 power analyzer, and EPM 07S power analyzer. The results of the experiments, when compared to all three devices, revealed that the average electrical energy consumption over an 8-hour period was 6.88 kWh, with an average error of no more than 1.75% and a correlation coefficient of 0.98, indicating high measurement accuracy. From results demonstrated that performance tests for measuring electrical power and computing costs in Thai Baht, while testing with three-phase motor loads, indicated total energy consumption of 15.68 kWh and a total cost of 49.36 Baht. Furthermore, measuring continuous three-phase electrical energy use within the building over 26 days period gave results of 297.97 kWh at a total cost of 938.07 Baht.   Keywords : Electric energy meter, Microcontroller, Three-phase electrical system