способ измерения активной мощности нагрузки в электрических цепях переменного тока
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения активной мощности выделяемой на нагрузке в электрических сетях переменного тока. Способ может быть реализован как аппаратными в аналоговом виде, так и программными средствами виртуальных приборов на базе персональных компьютеров.
Активная мощность на нагрузке в электрических цепях переменного тока, как известно [Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. — М.: Энергия, 1970], определяется формулой
где U m — амплитуда напряжения на нагрузке; I m — амплитуда тока протекающего через нагрузку; T u — длительность временного интервала, на котором осуществляется усреднение (время интегрирования); — частота изменения напряжения; — фазовый сдвиг между током и напряжением; t 0 — момент начала интегрирования, который по умолчанию обычно принимается равным нулю.
Известен ряд способов измерения активной мощности с косвенным выполнением операции умножения. На практике наиболее распространенными являются
2. Способ логарифмирования и потенциирования [Волгин Л.И. Линейные измерительные преобразователи для измерительных приборов и систем. — М.: Сов. радио, 1971], в котором используется формула
Указанные способы при реализации позволяют упростить только выполнение операции умножения текущих значений напряжения и тока и, соответственно, повысить точность измерений за счет точного выполнения операции умножения.
Основным недостатком способа-прототипа является зависимость результата измерения от a priori неизвестного значения интервала усреднения Т u . Действительно, если взять интеграл согласно выражению (1), то получим выражение
Предлагаемый способ направлен на повышение точности измерения, упрощение реализующих устройств и вычислительных процедур, а также расширение функциональных возможностей.
В предлагаемом способе, как и в прототипе, осуществляется интегрирование произведения напряжения и тока, т.е. согласно (1) имеем
Кроме того, дополнительно параллельно во времени осуществляется интегрирование задержанных на фиксированный интервал времени t 3 сигналов напряжения и тока на нагрузке
На фиг.1 приведены графики изменения функций Р 1 (Т u ) и P 2 (T u ,t 3 ) в зависимости от текущего времени интегрирования при t 3 =4 мс, которые построены с точностью до коэффициента для случая, когда частота питающей сети равна 50 Гц, =/8 и /t 0 =0.
На фиг.2 показаны случаи изменения накапливаемых интегралов при =/3, частоте питающей сети, равной 50 Гц, и t 0 =0.
На фиг.3 показаны случаи изменения накапливаемых интегралов при =-/3, частоте питающей сети, равной 50 Гц, и t 0 =0.
На фиг.4 показан пример 1-го варианта реализации предлагаемого способа.
На фиг.5 показан пример 2-го варианта реализации предлагаемого способа.
На фиг.1 моменты равенства накапливаемых интегралов являются корнями уравнения
Ваттметр: что это такое и что он измеряет? Схема подключения и измерение мощности. Какую мощность измеряет электродинамический ваттметр?
Измерения мощности
Вопрос. В каких цепях выполняются измерения мощности?
у генераторов – активной и реактивной мощности; конденсаторных батарей мощностью 25 Мвар и более и синхронных компенсаторов – реактивной мощности;
трансформаторов и линий, питающих СН напряжением 6 кВ и выше электростанций, – активной мощности;
понижающих трансформаторов напряжением 220 кВ и выше – активной и реактивной мощности, напряжением 110–150 кВ – активной мощности. В цепях понижающих двухобмоточных трансформаторов измерения мощности выполняются со стороны низшего напряжения, а в цепях понижающих трехобмоточных трансформаторов – со стороны среднего и низшего напряжения;
линий напряжением 110 кВ и выше с двухсторонним питанием, линий 110–220 кВ подстанций со схемой «мостик» (при наличии щита управления) – активной и реактивной мощности;
обходных выключателей – активной и реактивной мощности (1.6.13).
Вопрос. Какими выбирают щитовые показывающие приборы, устанавливаемые в цепях, в которых направление мощности может изменяться?
Ответ. Выбирают с двухсторонней шкалой и классом точности не ниже 1,0, а измерительные преобразователи – с классом точности не ниже 0,5 (1.6.14).
Вопрос. Какая мощность должна регистрироваться?
суммарной мощности электростанций мощностью 200 МВт и более (1.6.15).
Измерения мощности. Правила устройства электроустановок в вопросах и ответах Пособие для изучения и подготовки к проверке знаний
Методы и средства измерения мощности: Учебное пособие
Рассматриваются основные методы измерения мощности и средства, реализующие эти методы.
Предназначено для студентов специальностей 1905, 1906, 2003, 2004, 2008, 2010, 2015, 2016, 2101, 2201, 2205, 2302 дневной и вечерней форм обучения.
Мощность, ваттметр, активная мощность, реактивная мощность, мгновенная мощность, импульсная мощность, болометр, термистор, эффект Холла, волновод..
Печатается по решению редакционно-издательского совета Рязанской государственной радиотехнической академии.
Рецензент: кафедра информационно-измерительной и биомедицинской техники Рязанской государственной радиотехнической академии (зам. зав. кафедрой проф. Е.М. Прошин)
Настоящее учебное пособие является разделом лекционных курсов по дисциплинам, изучающим методы и средства электрических и радиотехнических измерений, измерения мощности постоянного тока, низкой и высокой частоты.
Описываются измерительные схемы и средства измерения мощности, излагаются способы оценки погрешностей средств и методов измерений мощности.
Измерение мощности в электрических цепях является одним из распространённых видов измерений, а в радиотехнических – основным видом измерений при производстве и эксплуатации электронной аппаратуры.
При измерении мощности её значение выражают в ваттах, (кратных и дольных значениях). Кроме абсолютных единиц мощности применяются относительные единицы децибел-ватты, позволяющие производить сравнение мощности в различных точках одной и той же линии передачи или преобразования энергии.
Относительные единицы мощности определяются выражением
α=10 lg,
где p- абсолютное значение измеряемой мощности, р0 – исходный
В зависимости от вида нагрузки и источника энергии различают: мгновенную, среднюю, импульсную, активную, реактивную, кажущуюся (полную) мощность. Если активная мощность измеряется в ваттах, то реактивную мощность принято измерять в вольт-амперах реактивных, кажущуюся – в вольт-амперах. Особое место занимает импульсная мощность.
Если через участок цепи под воздействием напряжения и проходит заряд q, то в приёмник поступает энергия
Скорость поступления энергии в данный момент времени определяет мгновенную мощность p, которая равна произведению мгновенных значений напряжения uи тока i
Мгновенная мощность — величина алгебраическая, она положительна при одинаковых знаках uи I и отрицательна — при разных знаках. Если положительные направления u и I
