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


Inżynier w lesie - zobacz video! »

Inżynier w lesie Materiały stworzone przez inżynierów dla inżynierów. Testy produktów od kluczowych dostawców (...) chcę zobaczyć »


Jednoobwodowy licznik energii - jaki wybrać?»

Czy znasz, ekologiczną alternatywę dla agregatów »

Licznik energii jaki wybrać systemy zasilania
Zasilacze awaryjne trzeciej generacji z bardzo wysoką sprawnością 96% w trybie On-Line oraz ze znakomitym współczynnikiem mocy 1(...) czytam więcej » W połączeniu z elektroniką prezentuje ona szczyt nowoczesnej technologii agregatów prądotwórczych (...) czytam dalej »

 


Specjalne ramki do specjalnych wnętrz »

Kamery termowizyjne Perfekcyjne dopełnienie nowoczesnego wnętrza.
Prosta, ponadczasowa forma, jakość wykonania, niezawodny system, to tylko niektóre (...)
czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Jak zmniejszyć swój rachunek za energię »

automatyka przemysłowa zmniejsz rachunki za prąd
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Oszczędzaj na rachunkach za prąd w domu lub firmie. Wystarczy Po Prostu Energia (...) zobacz ile możesz oszczędzić »

 


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »

 


Potrzebujesz pomocy w wyborze UPS-a? Sprawdź ten przewodnik »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

UPS zasilacze bezpanelowa energia słoneczna
Urządzenia elektroniczne, których używasz do codziennej komunikacji, rozrywki i zapewnienia rodzinie bezpieczeństwa, są narażone na uszkodzenia spowodowane nieoczekiwanymi przerwami w dostawach energii elektrycznej, (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Szybki i łatwy sposób na budowę Twojego indywidualnego systemu wizyjnego»

zasilanie gwarantowane Badania przeprowadzone przez Computer Business Review wykazały, że od 2013 roku mamy do czynienia z dynamicznym wzrostem przenoszenia przez przedsiębiorców zasobów danych do tzw. chmury obliczeniowej (cloud computing). W związku z tym stale wzrastają wydatki przeznaczan ... czytam dalej »


Automatyka przemysłowa - zobacz najlepsze rozwiązania »

Kontenerowa stacja transformatorowa Minibox »

Czujniki i automatyka Rozdzielnice kontenerowe
Zarówno w sektorze energetyki tradycyjnej jak i odnawialnej, czujniki oraz automatyka muszą być odporne na oddziaływaniu warunków środowiskowych. Ekstremalne ... czytam więcej » Zasilane są najczęściej z sieci SN o napięciu znamionowym od 6 do 36 kV. Ze względu na budowę stacje mogą być wnętrzowe lub napowietrzne. Funkcją stacji transformatorowej SN/nn jest transformacja ... czytam dalej »

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?

Osprzęt elektroinstalacyjny dla elektryka »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Zobacz jaki osprzęt wybrać i porównaj parametry... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


Liczniki energii elektrycznej - poznaj nowe »

Switch zarządzalny – czy warto? Jaki wybrać?

Liczniki energii jakie wybrać Switche niezarządzalne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Switch zarządzalny daje możliwość nie tylko stworzenia siecilokalnej, ale daje wiele innicf możliwości. Między innymi pozwala także dostosować porty, a więc i parametry sieci do... czytam dalej »

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 »
7-8/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 7-8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Obciążalność prądowa ciągła przewodów szynowych wielkoprądowych SN
  • - Instalacje elektryczne w osiedlowych budynkach wielorodzinnych
Zobacz szczegóły

Inteligentne liczniki od innogy

innogy instaluje w Warszawie innowacyjne liczniki energii elektrycznej, które podnoszą skuteczność zdalnych pomiarów zużycia energii. Rozwiązania zastosowane w licznikach pozwalają na...

MITRA LED

Właściwe oświetlenie drogowo-parkowe pozwala znacznie zredukować koszty eksploatacji, będąc rozwiązaniem zarówno ekonomicznym, estetycznym, jak i ekologicznym. Lena Lighting S.A. oferuje...
Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów komunikacji. Wydajność standardu Fast Ethernet,...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
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