Вимірювання потужності та енергії в електричних колах

Вимірювання потужності та енергії в електричних колах

Вимірювачі потужності та аналізатори потужності – це пристрої, призначені для виявлення аномалій потужності в однофазних або трифазних мережах. Вони дозволяють проводити аналіз енергії та потужності, що дозволяє контролювати якість електроенергії. Їх також можна використовувати для безперервного запису виміряних значень та виявлення явищ, що там відбуваються. Ці прилади підходять для застосування в усіх промислових та житлових секторах, з різними рівнями точності та стандартами (наприклад, відповідно до IEC 61000, IEC 61010, EN 50160). Ринок для цих пристроїв дуже широкий.

Прості вимірювання

У своїх найпростіших версіях аналізатори мережі використовуються в однофазних, трифазних або чотирипровідних системах з можливістю передачі даних через комунікаційний інтерфейс (наприклад, ModBUS, Ethernet) усіх основних величин, характерних для енергетичної мережі, включаючи підрахунок активної та реактивної енергії (аналогічно лічильнику електроенергії). У деяких випадках вони мають програмовані сигналізації або імпульсні виходи для повторної передачі параметрів. Часто вимірювання основних величин (напруг та струмів) виконується методом вибірки, який за своєю природою дозволяє правильно розрахувати значення істинного середньоквадратичного (TRMS) навіть за наявності спотворених форм сигналів – що все частіше зустрічається в сучасних електроустановках.

Моніторинг електричних перешкод

Фундаментально слід контролювати два типи перешкод у мережі: постійні та спорадичні. Перші можна спостерігати за допомогою кліщових мультиметрів та осцилографів із справжніми середньоквадратичними значеннями з диференціальними входами. В останньому випадку рекомендується використовувати аналізатори параметрів мережі. Для виявлення повторюваних збоїв зазвичай вимірюють справжнє середньоквадратичне значення за допомогою багатофункціонального пристрою або кліща-мультиметра та відображають трифазні сигнали за допомогою осцилографа з диференціальним входом.

Випробування якості електроенергії та усунення несправностей

На ринку доступні дві основні категорії аналізаторів якості електроенергії: ті, що призначені для перевірки якості напруги, що подається (з виявленням гармонік та мерехтіння), та ті, що призначені для усунення несправностей. Перші є ефективними статистичними інструментами, але вони не вирішують проблеми, спричинені періодичними збоями. Другі забезпечують довгостроковий моніторинг з автоматичним записом сигналів напруги та струму протягом періодів збоїв. Метою моніторингу є виявлення подій, які спричинили проблеми. Іншим, не менш важливим питанням, є розташування аналізатора збоїв у мережі. Рекомендується контролювати мережу живлення якомога ближче до чутливого обладнання.

Аналізатори, призначені для усунення несправностей, крім безперервного моніторингу, зазвичай забезпечують додаткові функції. До них належать ізоляція мережі від землі (що допомагає ще більше підвищити безпеку та зменшити витрати) та автоматичне виявлення несправностей ізоляції (які можуть виникнути під час роботи). Це значно підвищує гнучкість установки та мінімізує час простою.

Гармоніко-аналіз

Використання аналізаторів в установках також корисне для виявлення впливу перехідних процесів та гармонік. Раптова зміна форми хвилі напруги живлення, спричинена несправністю, призводить до значення в кілька тисяч вольт. Піки перемикання в перетворювачах потужності також викликають значні переривчасті ефекти. Низькі напруги, за яких працюють сучасні мікроелектронні пристрої, роблять їх більш вразливими до перешкод від мережі живлення. Окрім впливу на електронні пристрої, ці перехідні процеси також можуть спричиняти перебої в мережах передачі даних або керування. Ще однією проблемою, враховуючи велику кількість промислових та побутових пристроїв, що працюють із системами випрямлення, є внесення гармонік у мережу загального користування (розподільчу).

Векторні аналізатори мереж

Нарешті, розглянемо прецизійні пристрої для перевірки електричних параметрів та векторний аналіз мереж (VNA). Вони базуються на одному з основних методів вимірювання, що використовуються в радіочастотному та мікрохвильовому секторах. Ці системи дозволяють аналізувати пасивні та активні компоненти, такі як фільтри, підсилювачі, змішувачі та багатопортові модулі. Векторні аналізатори мереж оптимізовані для високошвидкісних вимірювань з використанням частотного сканування, що забезпечує швидші результати, ніж використання одного джерела сигналу, підключеного до приймача, такого як аналізатор спектру. Завдяки калібруванню, векторні аналізатори мережі забезпечують найвищий рівень точності під час вимірювання радіочастотних компонентів.

Автор: Мацей Думаня – DACPOL

+48 22 70 35 223

[email protected]

[email protected]

[email protected]