Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Błędy pomiaru mocy i energii w układach z przekładnikami napięciowymi i prądowymi

Układ do pomiaru energii elektrycznej z wykorzystaniem pojedynczego przekładnika prądowego i napięciowego
Układ do pomiaru energii elektrycznej z wykorzystaniem pojedynczego przekładnika prądowego i napięciowego

Przekładniki są powszechnie stosowane w pomiarach prądów i napięć, których wartości uniemożliwiają bezpośrednie podłączenie aparatury pomiarowej. Niekiedy używa się ich też w sytuacji, gdy wymagana jest separacja galwaniczna aparatury pomiarowej i obiektu. O ile sposób wykorzystania przekładników prądowych i napięciowych jest powszechną wiedzą wśród inżynierów elektryków, to wiedza dotycząca niepewności pomiarów wykonywanych z użyciem przekładników jest znacznie mniej rozpowszechniona.

Celem artykułu jest przybliżenie kwestii związanych z niepewnością pomiaru mocy i energii elektrycznej z wykorzystaniem przekładników. Omówiony zostanie sposób szacowania względnego błędu granicznego pomiaru na podstawie znajomości klas zastosowanych przekładników i współpracujących z nimi przyrządów pomiarowych oraz wybranego układu połączeń. Artykuł uzupełniają tabele, umożliwające szybkie oszacowanie błędu pomiaru mocy i energii dla układu z dwoma i trzema watomierzami, dla najczęściej spotykanych klas przekładników prądowych i napięciowych.

niepewności pomiaru z użyciem przekładników

Błędy maksymalne przekładników wynikają z ich klasy. Na błąd składają się błąd graniczny amplitudy, podawany w [%], oraz błąd kąta, podawany w minutach kątowych (1 minuta = 1/60 stopnia) bądź centyradianach. Wartości obydwu błędów dla danej klasy można odczytać z norm. W przypadku przekładników prądowych zakres zmian mierzonej wielkości, czyli prądu uzwojenia pierwotnego, jest zazwyczaj duży. Błąd graniczny rośnie wraz ze zmniejszaniem prądu, dlatego stosowne normy podają jego wartości dla różnych wartości prądu uzwojenia pierwotnego (tj. 120%, 100%, 50%, 20%). W przypadku przekładników napięciowych napięcie w normalnym stanie pracy systemu elektroenergetycznego jest na tyle bliskie wartości znamionowej, że nie ma potrzeby podawania kilku wartości błędu granicznego.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!


Innym ważnym parametrem przekładników jest ich znamionowa moc pozorna. Niepewności wynikające z klasy przekładnika będą dochowane, jeżeli przekładnik obciążony jest mocą od 25% do 100% o indukcyjnym współczynniku mocy równym przynajmniej 0,8. Obciążenie przekładników jest istotne przy wykorzystaniu mierników cyfrowych, które zazwyczaj niewystarczająco obciążają przekładnik, co skutkuje nieznanym wzrostem błędów przetwarzania. Z tego powodu przy stosowaniu mierników cyfrowych należy stosować dodatkowe dwójniki obciążające przekładnik mocą znamionową, przyłączone równolegle do miernika mierzącego napięcie lub szeregowo z miernikiem do pomiaru prądu. Producenci przyrządów pomiarowych często oferują gotowe dwójniki o odpowiednich parametrach.

Kolejnym źródłem niepewności pomiaru z wykorzystaniem przekładnika jest ograniczenie jego pasma przenoszenia. Producenci przekładników podają niepewność tylko dla częstotliwości rzędu 45–65 Hz, nie informując o charakterystyce amplitudowej i fazowej. W praktyce, pasmo przekładnika indukcyjnego jest podobne do pasma stosowanych liczników energii elektrycznej (zarówno indukcyjnych, jak i cyfrowych), czyli jest ograniczone do kilku kHz. Oznacza to, że w pomiarze pomijane są wysokie harmoniczne, jednak ze względu na ich znikomą zawartość w sygnale spowodowane tym błędy są niewielkie. Sytuacja przedstawia się inaczej w przypadku zastosowania przekładnika napięciowego z dzielnikiem pojemnościowym, używanego dla wysokich napięć. Przekładnik taki jest kaskadowym połączeniem dzielnika pojemnościowego i indukcyjnego, przez co jego pasmo jest ograniczone tylko do otoczenia podstawowej harmonicznej. Pomijając możliwość wystąpienia rezonansu (zminimalizowaną przez konstrukcję przekładnika), użycie tego rodzaju przekładnika powoduje stłumienie wyższych harmonicznych, przez co wyznaczona energia czynna może być niższa niż faktycznie przesłana w układzie.

Szczególnie niekorzystne właściwości częstotliwościowe przekładnika mogą wpłynąć na wyniki analizy z wykorzystaniem nowoczesnych cyfrowych analizatorów jakości energii elektrycznej. Urządzenia takie próbkują sygnał z częstotliwością rzędu 10–20 kHz, przez co prowadzą analizę zawartości harmonicznych do częstotliwości 5–10 kHz (100–200 harmonicznych). W połączeniu ze znikomą zawartością harmonicznych tego rzędu, tłumienie sygnału przez przekładnik sprawia, że wyniki takiej analizy są mało wiarygodne i powinny być traktowane z dużym dystansem.

układy pomiaru mocy i energii z wykorzystaniem przekładników – pojedynczy przekładnik prądowy i napięciowy

Układ pomiarowy z jednym przekładnikiem prądowym i napięciowym jest rzadko spotykany w praktyce. Przyczyną jest przyjęte dla tego układu założenie o symetrii, które w praktyce nie jest spełnione, co powoduje wzrost niepewności pomiaru. Mimo to układ został przeanalizowany przez autorów, gdyż jako najprostszy układ do pomiaru energii stanowi dobry punkt wyjścia do dalszych rozważań. Schemat układu z jednym przekładnikiem prądowym i napięciowym przedstawia rysunek 1.

powiązane produkty

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Weź udział w konkursie, zdobywaj wiedzę i atrakcyjne nagrody! »

Liga specjalistów - konkurs

Jesteś profesjonalistą z branży elektrycznej lub teletechnicznej?
Jesteś uczniem lub studentem kierunku technicznego?
czytam dalej »

 


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania »?

Słupy oswietlenia zewnętrznego - na co zwrócić uwagę przy wyborze? »

Ranki łączniki gniazdka Szynoprzewody - małe i średnie instalacje
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia ulicznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

automatyka przemysłowa elektronika
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Dobór ograniczników przepięć typu 1 »

Energetyka wiatrowa w Polsce wady i zalety?

ograniczniki konwersja energii elektryczne
Kombinowane ograniczniki przepięć jako urządzenia do ograniczania przepięć mają za zadanie zmniejszenie do bezpiecznych poziomów napięcia w instalacji elektrycznej oraz na wejściu zasilanych urządzeń: podczas operacji łączeniowych ń (...) czytam więcej » Udział odnawialnych źródeł energii w Polsce stanowi około 14% całkowitej produkcji energii elektrycznej, z czego energetyka wiatrowa stanowi obecnie ponad... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Pobierz darmowy ebook i usprawnij instalacje przewodów »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - przewodnik
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Poznaj najskuteczniejsze sposoby oznaczania kabli i komponentów wykorzystywanych w branżach elektrycznych i telekomunikacyjnych... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać szafy sterownicze
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... czytam dalej »

dr inż Andrzej Wetula
dr inż Andrzej Wetula
Absolwent Wydziału Elektrotechniki, Informatyki, Automatyki i Elektroniki Akademii Górniczo- Hutniczej w Krakowie, gdzie w 2009 roku obronił rozprawę doktorską. Od 2002 roku jest zatrudniony w Katedrze... więcej »
dr inż. Dariusz Borkowski
dr inż. Dariusz Borkowski
Brak informacji o autorze... więcej »
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
9/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Metody badania funkcji zabezpieczeń nadprądowych przekaźników elektroenergetycznych
  • - Fotowoltaika szansą rozwoju dla komunikacji miejskiej
Zobacz szczegóły

Zmiany w programie Mój Prąd

Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Morskiej poinformował, że został skorygowany wzór wniosku o dofinansowanie w ramach programu Mój Prąd. Wprowadzona zmiana umożliwia...

Przekaźnik instalacyjny o wysokiej odporności na prąd udarowy

RPI-1ZI-U24A firmy Relpol, to nowy przekaźnik instalacyjny, który wytrzymuje prąd załączania 120 A w czasie 20 ms. Przekaźnik ten przeznaczony jest do załączania obwodów o wysokim...
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl