В чем измеряется активная и реактивная мощность: Полная, активная и реактивная мощность (PQS)

Содержание

Полная, активная и реактивная мощность



	Угол сдвига фаз напряжения и тока φ=0°
	В цепях переменного синусоидального тока, по причине постоянного изменения значения напряжения и тока, мощность нельзя вычислить путем простого перемножения напряжения на ток. Поэтому, выделяют сразу три вида электрической мощности: активную, реактивную и полную.
	Активная мощность в цепях синусоидального тока
	Единица измерения — ватт (обозначение: Вт; международное обозначение: W). где P — активная мощность, Вт; U — среднеквадратическое напряжение, В; I — среднеквадратический ток, А; φ — угол сдвига фаз напряжения и тока, град. Активная мощность определяет ту часть электрической энергии, которая используется непосредственно на выполнение полезной работы.
	Реактивная мощность в цепях синусоидального тока
	Единица измерения — вольт-ампер реактивный (обозначение: вар; международное обозначение: var) где Q — реактивная мощность, вар; U — среднеквадратическое напряжение, В; I — среднеквадратический ток, А; φ — угол сдвига фаз напряжения и тока, град. Реактивная мощность определяет ту часть электрической энергии, которая бесполезно расходуется в электрических сетях.
	Полная мощность в цепях синусоидального тока
	Единица полной электрической мощности — вольт-ампер (обозначение: ВА; международное обозначение: VA) где S — полная мощность, ВА; P — активная мощность, Вт; Q — реактивная мощность, вар; Полная мощность соответствует всей энергии, которая расходуется в электрических сетях.
	Ниже приводится схема мониторинга работы мощных компрессоров с управлением на контроллерах Lic Control
	Данная система постоянно производит измерение потребляемых компрессорами токов и электрической мощности. Также учитывается соотношение активной и реактивной мощности. На основании полученных данных и информации о давлении в главном ресивере осуществляется включение/выключение компрессоров в соответствии с программой оптимизации расходов электроэнергии и равномерности загрузки компрессоров. Текущая информация о давлении, включенных компрессорах, полной, активной и реактивной мощности через WEB интерфейс отображается на компьютере в диспетчерской или любом другом компьютере, смартфоне или планшете, который подключен в одну сеть с контроллером. Если вы не нашли ответ на свой вопрос, задайте его нам On-Line: здесь

Какими методами в лабораторной работе измеряется полная, активная и реактивная мощности? — Студопедия

Поделись

Активная мощность представляет собой энергию, которая выделится в единицу времени в виде тепла на сопротивлении. Активная мощность измеряется в ватах при помощи цифрового ваттметра.

Реактивную мощность принято измерять в вольт-амперах реактивных (вар). Реактивная мощность характеризует собой ту энергию, которой обмениваются между собой генератор и приемник.

Полная мощность равна произведению:

Измеряется косвенным методом, путем перемножения показаний вольтметра и амперметра.

Лабораторная работа № 9

Измерение коэффициента мощности при различных видах нагрузки

Цель работы: Ознакомиться с косвенным методом измерения коэффициента мощности в цепях с различными видами нагрузки.

Оборудование: модуль «Автотрансформатор», модуль «Ваттметр», модуль питания и измерения, модуль «Измерительный блок», модуль «Наборное поле», соединительные проводники.

Ход работы:

1. Соберем схему лабораторного стенда для измерения коэффициента мощности однофазного переменного тока (при различной нагрузке), ваттметром при непосредственном включении.

Установим ЛАТР на 0, повернув его регулировочную ручку против часовой стрелки до упора. Включим автоматический выключатель QF1. Напряжение контролируем по вольтметру РV1. И амперметру РА2 модуля измерительного. При измерении мощности Р нагрузки, подключаем параллельно RL конденсатор C. Зафиксируем уменьшение потребляемого тока. Результаты измерения занесем в таблицу 3.

Рисунок 9.1. Схема электрическая лабораторного стенда для измерения коэффициента мощности однофазного переменного тока (при различной нагрузке), ваттметром, вольтметром, амперметром при непосредственном включении

3. Таблица результатов проведенных измерений

Тип нагрузки	I, А	U, В	P, Вт	cos φ
R	0,048	25	1,22	1,02
RL	0,066	25	1,4	0,85
RL+C	0,052	25	1,44	1,11

4. Вывод: в ходе данной работы я научился измерять коэффициент мощности при различных видах нагрузки. Применение емкостного элемента повышает величину cos φ.

Контрольные вопросы

Приведите определение коэффициента мощности, какова его единица измерения?

Коэффициент мощности – безразмерная физическая величина, являющаяся энергетической характеристикой электрического тока; он равен отношению потребляемой электроприемником активной мощности к полной мощности.

Какие основные типы нагрузки Вам известны, в чем их отличие?

Активная нагрузка – при ее наличии указывают лишь коэффициент мощности. Реактивная нагрузка – помимо коэффициента мощности указывают характер нагрузки (активно-емкостный, активно-индуктивный).

Изучите свой измеритель мощности – что такое реальная, полная и реактивная мощность

Первый – простой вопрос

Правильно или неправильно? Мощность = напряжение x ток. Это утверждение верно для систем постоянного тока, но есть два основных
осложнения для систем переменного тока.

Значение тока и напряжения постоянно меняется. Какое значение вы используете?
Возможно, напряжение и ток не совпадают по фазе. Умножение тока и напряжения, когда они
не в фазе требует и регулировки для компенсации фазы. Именно этот фазовый сдвиг заставляет нас
для определения реальной, кажущейся и реактивной мощности.
Этот фазовый сдвиг возникает, когда источник питания питает индуктивную или емкостную нагрузку». Большинство нагрузок являются
либо индуктивным (двигатели), либо резистивным (нагреватели), и поэтому фазовый сдвиг обычно составляет один
направление.
Двигатель имеет обмотку. Намотанный проводник по существу определяет индуктор. Таким образом, обмотка представляет собой
сопротивление намотанной проволоки и индуктивность, возникающая в результате обмотки.

Среднеквадратичное значение или действующее значение

Пиковые значения на кривых переменного напряжения или тока длятся только короткое время. они на самом деле не
представитель способности напряжения и тока выполнять работу, и поэтому они не используются в энергетике.
Расчеты. Ученые используют статистический метод для определения эффективных значений. Он называется RMS или
Среднеквадратичные значения. Результат определения таков: Veff / rms = 0,707 x Vпиковое То же самое применимо
к току тоже. СОВЕТ: Вы можете разумно предположить, что все напряжения и токи, сообщаемые измерителем мощности
сообщаются как RMS или эффективные значения, если не указано иное.
СОВЕТ: Большинство мультиметров сообщают среднеквадратичное значение

Полная мощность

Полная мощность — это мощность, передаваемая источником питания на нагрузку, такую как двигатель. Почти во всем реальном мире
В ситуациях, когда используется переменный ток, вам необходимо подавать на устройство больше энергии (полной мощности), чем оно будет работать.
(Реальная мощность). Разница (вектор) между ними представляет собой работу, проделанную для преодоления индуктивной и
мощностные эффекты нагрузки. Полная мощность измеряется в единицах ВА – вольт-амперах. Это на самом деле
Вт, но мы используем новое название единицы, чтобы избежать путаницы. Таким образом, когда вы видите VA в таблице данных, вы можете
разумно сделать вывод, что речь идет о полной мощности. Полная мощность рассчитывается: S (общий символ
для полной мощности) = Veff / rms x Ieff / rms — однофазный расчет

Коэффициент мощности и фаза

Коэффициент мощности рассчитывается: PF = косинус (фазовый угол в радианах) Коэффициент мощности не имеет технических единиц.
значение PF варьируется от -1 до 0 до 1 (отстающие – нет – опережающие) Нагрузки, которые представляют собой только резистивную нагрузку (без
емкость или индуктивность) имеют PF, равный 1. Индуктивные нагрузки

Фаза тока отстает от напряжения Типичное значение – трансформаторы и двигатели (обмоточные проводники)
Емкостные нагрузки

Фаза тока опережает напряжение.
иметь коэффициент мощности, отличный от 1,0.

Реальная мощность и реактивная мощность

Думайте о реальной мощности как о полезной мощности — мере того, как много работы выполняется.
Вт. Реальная мощность рассчитывается: P (реальная) = S (полная мощность) x pf реактивная мощность — это (векторная) разница
между кажущейся мощностью и реальной мощностью. Энергия, используемая для производства реактивной мощности, хранится в
магнитное/электрическое поле индуктивной нагрузки. В случае емкостной нагрузки магнитное/электрическое
Поле индуктивной нагрузки производит реактивную мощность. Реактивную мощность нельзя использовать для полезного
работа. Реактивная мощность обозначается символом: Q
Инженерными единицами реактивной мощности являются ВАр – вольт-ампер реактивный. Это тоже ватты, но мы используем VAR
чтобы мы знали, что мы говорим о реактивной мощности.

THD – полное гармоническое искажение (также называемое искажением)

Проще говоря, THD – это мера искажения, выраженная в %. Если устройство (любое активное устройство, но подумайте о
выпрямители, приводы с регулируемой скоростью … в качестве практических примеров) задается синусоидальная волна, так как на входе выход
никогда не будет точного 100% воспроизведения ввода. Ряд гармоник исходной волны искажает
оригинальная форма волны. THD % — это попытка «пронумеровать» степень искажения для сравнения.
Число % несколько спорно, потому что некоторые гармоники более важны, чем другие, и нет
взвешивание.
THD(%) = 100 * SQRT[(V22 + V32 + V42 + … + Vn2)] / Vt Где V2, V3 — среднеквадратичное значение каждого напряжения
гармоника, а Vt — полное среднеквадратичное значение выходного напряжения.

Провал/выброс или провал/выброс

Продолжительность 0,5 цикла и более. Провалы напряжения являются наиболее распространенными нарушениями питания. Провалы напряжения могут
приходят от утилиты. В большинстве случаев провисания образуются внутри здания. Например, в жилых
электропроводки, наиболее распространенной причиной провалов напряжения является пусковой ток, потребляемый холодильником и воздухом.
двигатели кондиционирования. Провалы обычно не мешают лампам накаливания или люминесцентным лампам. моторы или обогреватели.
Однако некоторое электронное оборудование не имеет достаточного внутреннего запаса энергии и, следовательно, не может ездить
через провалы напряжения питания. Оборудование может преодолевать очень короткие и глубокие провалы или
быть в состоянии проехать через более длинные, но более мелкие провисания.

Пониженное/повышенное напряжение

Повышенное напряжение — это увеличение действующего напряжения более чем на 110 % в течение более одной минуты. Под напряжением
представляет собой снижение эффективного напряжения менее чем на 90 % в течение более одной минуты. Будьте осторожны с этим
определение, потому что оно имеет тенденцию меняться от поставщика к поставщику.

Переходные напряжения/пики/броски напряжения

Относится к кратковременным (менее 1 цикла) событиям. Низкочастотные переходные процессы часто называют «конденсаторным
коммутационные переходные процессы». Высокочастотные переходные процессы часто называют импульсами, выбросами или всплесками. Они могут быть
возникает при включении в линию разряженного конденсатора коррекции коэффициента мощности. Высокая частота
переходные процессы вызваны молнией и отключением индуктивных нагрузок. Типичное время нарастания порядка
микросекунды; типичные времена затухания составляют от десятков до сотен микросекунд. Часто,
затухание будет экспоненциально затухающим звенящим сигналом с частотой примерно 100 кГц. Чрезвычайно
быстрые переходные процессы, или EFT, имеют время нарастания и спада в наносекундной области. Они вызваны искрением
неисправности, такие как плохие щетки в двигателях, и быстро гасятся даже несколькими метрами распределения
проводка. Стандартные сетевые фильтры, которыми оборудовано почти все электронное оборудование, удаляют ТЭО.

Знаете ли вы, что мы также предлагаем решения для интеграции Modbus?

Chipkin предлагает решения Modbus практически для любой ситуации. Мы являемся экспертами в области связи Modbus RTU/TCP
и нести широкий спектр продуктов Modbus:

Измерение энергопотребления — устройства, процессы и многое другое

Опубликовано 4 августа 2022 г. автором Weschler Instruments

По мере роста стоимости энергии важным вопросом для многих предприятий является вопрос о том, как отслеживать энергопотребление устройства, процесса, отдела или всего предприятия. Обычно это делается с помощью измерителя мощности или счетчика энергии. Прежде чем мы рассмотрим различные инструменты, доступные для этого, необходимо быстро просмотреть основные параметры энергосистемы.

Термины мощность и энергия часто используются неточно. Например, продуктом, который поставляет «энергетическая» компания (предприятие электроснабжения), является энергия. Прибор, который небрежно называют измерителем мощности, часто измеряет энергию. Мощность есть мера работы. Энергия – это способность выполнять работу в течение определенного периода времени. Другими словами, энергия – это мощность, умноженная на время.

Типы мощности для систем переменного тока

Для систем переменного тока существует три типа мощности – активная (реальная), реактивная и полная. Треугольник силы показывает взаимосвязь между этими параметрами. Активная (реальная) мощность — это мощность, потребляемая резистивной нагрузкой, обычно измеряемая в ваттах или киловаттах. Активная мощность работает, поэтому она находится на реальной оси треугольника. Реактивная мощность — это мощность, временно подаваемая на индуктивные или емкостные элементы нагрузки. Реактивная мощность представлена на мнимой оси векторной диаграммы и измеряется в варах. Для двух четвертей каждого цикла произведение напряжения и тока положительно, а для двух других четвертей произведение отрицательно. Хотя ток, связанный с реактивной мощностью, не действует на нагрузку, он все же должен обеспечиваться источником питания. Практические нагрузки имеют сопротивление, а также индуктивность или емкость, поэтому к этим нагрузкам будут протекать как активные, так и реактивные токи. Полная мощность – это произведение среднеквадратичных значений напряжения и тока или векторное произведение активной и реактивной мощностей. P, Q и S являются символами SI для этих параметров.

Потребность — это средний уровень мощности за период времени, обычно 15, 30 или 60 минут. Типичная система переменного тока будет иметь активную, реактивную и полную потребляемую мощность. Каждый тип имеет те же единицы измерения, что и соответствующий параметр мощности (Вт, вар, ВА).

Коэффициент мощности системы переменного тока
Коэффициент мощности системы переменного тока определяется как отношение реальной мощности, потребляемой нагрузкой, к полной мощности, протекающей по цепи. Это отношение активной мощности в ваттах к полной мощности в вольт-амперах. Коэффициент мощности равен 1,0, когда напряжение и ток совпадают по фазе. Он равен нулю, когда ток опережает или отстает от напряжения на 90 градусов. Когда коэффициент мощности равен 0, поток энергии является полностью реактивным, и накопленная в нагрузке энергия возвращается к источнику в каждом цикле. Когда коэффициент мощности равен 1, обозначаемому как единица коэффициент мощности, вся энергия, подаваемая источником, потребляется нагрузкой. В 3-фазной цепи ток и напряжение не совпадают по фазе, поэтому коэффициент мощности будет находиться в диапазоне от 0 до 1. Коэффициенты мощности обычно указываются как «опережающие» или «отстающие», чтобы показать знак фазового угла тока с относительно напряжения. Напряжение обозначается как база, с которой сравнивается угол тока, что означает, что ток опережает емкостную нагрузку или отстает от индуктивной нагрузки. Там, где сигналы чисто синусоидальные, коэффициент мощности равен косинусу фазового угла между синусоидальными сигналами тока и напряжения. В паспортах оборудования и на заводских табличках коэффициент мощности часто указывается как cos φ.

Основная частота — это основная рабочая частота системы, обычно 50 или 60 Гц. Для искаженных сигналов гармоники измеряются индивидуально и представляются в процентах от основной гармоники. Общее гармоническое искажение (THD) представляет собой квадратный корень из суммы квадратов гармонических составляющих. Для искаженных (несинусоидальных) сигналов общая мощность представляет собой сумму мощностей всех гармоник. Для трехфазных цепей общая мощность равна сумме мощностей отдельных фаз. Отдельные измерения напряжения выполняются между фазами или между фазами и нейтралью. Текущие измерения производятся в каждой строке.

Энергия — это интеграл мощности по времени. Активная (реальная) энергия представляет собой реальную мощность, умноженную на время, и выражается в ватт-часах (Втч). Реактивная энергия и полная энергия аналогичным образом связаны с соответствующим параметром мощности. Единицами реактивной энергии являются вар·ч, а для полной энергии – ВА·ч. Еще одно различие во многих системах заключается в том, потребляется ли энергия (импортная энергия) или поставляется (экспортная энергия). Дополнительную информацию об измерениях мощности и энергии см. в разделе «Справочник» на веб-сайте Weschler.

Приборы для измерения энергопотребления могут иметь различные формы. Одни предназначены для стационарной или постоянной установки, другие – для переносного или временного использования. Стационарные продукты в основном представляют собой панельные измерители, но также включают преобразователи для подключения к компьютерам или устройствам сбора данных.

Общие приборы для измерения мощности
Панельные измерители обычно отображают несколько параметров мощности в цифровом формате. Многие также имеют аналоговые или цифровые выходы для передачи данных для отдельного анализа или управления энергопотреблением. Некоторые небольшие приложения являются однофазными, но большинство коммерческих установок контролируют трехфазные системы. Счетчики мощности и энергии обычно подключаются к трансформаторам тока с вторичными обмотками на 1 или 5 ампер. Что касается входов напряжения, счетчики обычно подключаются непосредственно к системам 240/480 В, треугольником или звездой. Для систем с более высоким напряжением счетчики могут оснащаться внешними трансформаторами напряжения для понижения напряжения до 120 В. Вот несколько примеров:

Accuenergy Acuvim II — это высокотехнологичный многофункциональный измеритель мощности и энергии для контроля и управления системами распределения электроэнергии. Он подходит как для 92-мм DIN, так и для 4-дюймовых вырезов в панели распределительного щита. В техническом паспорте перечислены эти измеренные параметры:

Acuvim II также может выполнять анализ качества электроэнергии, регистрацию данных, измерение уровня доходов и связь через Интернет (с дополнительным интерфейсом Ethernet).

Некоторые счетчики электроэнергии предназначены для установки на DIN-рейку. Crompton Ri3 — это многофункциональный счетчик электроэнергии с ЖК-дисплеем с тремя параметрами. Он измеряет полный набор параметров мощности, а также импортные и экспортные кВтч и кВАч. Импульсный выход и Modbus RTU входят в стандартную комплектацию.

Trumeter APM-PWR — недорогой измеритель мощности с четырьмя параметрами в графическом виде. Он измеряет основные параметры треугольника мощности для одно- или трехфазных систем, а также кВтч или кВАч. Включены один аналоговый и два цифровых выхода, а также связь Modbus RTU.

Одним из примеров преобразователя мощности и энергии является Crompton 1560/1580. Это семейство продуктов доступно в конфигурациях для монтажа на DIN-рейку или на основание. Эти преобразователи измеряют 50 электрических параметров, включая реальную, реактивную и полную мощность, а также реальную и полную энергию. Выходы включают аналоговый, импульсный и Modbus RS-485.

Анализаторы мощности и регистраторы данных энергии — это два типа портативных приборов, которые могут выполнять измерения энергии. В отличие от панельных измерителей и преобразователей, описанных выше, эти изделия обычно поставляются с пробниками напряжения и датчиками тока.

Анализаторы качества электроэнергии сочетают в себе отображение формы сигнала с широкими возможностями вычислений и записи. Одним из примеров является портативный трехфазный анализатор Megger MPQ1000. Всесторонние измерения мощности и энергии, формы сигналов, данные о потреблении, фазовые углы, гармоники, дисбаланс, мерцание и многое другое можно просматривать в режиме реального времени на графическом дисплее с высоким разрешением. Как в режиме осциллографа, так и в режиме DVM MPQ1000 может регистрировать мощность, энергию, среднеквадратичное значение, провалы, выбросы, переходные процессы до 1 микросекунды, гармоники, интергармоники, направление гармоник, THD, TDD, мерцание и другие параметры качества электроэнергии. Данные измерений можно экспортировать через USB, Ethernet, карту памяти или SD-карту. Программное обеспечение на базе ПК поддерживает локальную и удаленную связь и включает в себя расширенные возможности построения графиков, сигналов и анализа.

AEMC — регистратор мощности и энергии для одно-, двух- (расщепленных фаз) и трехфазных (Y, ∆) систем. Он измеряет и записывает три входных напряжения и тока, ватты, вары, ВА и энергию (кВтч и кВА).