Как измерить коэффициент мощности

Для измерения косинус фи лучше всего иметь специальные приборы, предназначенные для непосредственного его измерения — фазометры.

Фазометр — электроизмерительный прибор, предназначенный для измерения углов сдвига фаз между двумя изменяющимися периодически электрическими колебаниями.

Если таких приборов нет, то измерять коэффициент мощности можно косвенным методом . Например, в однофазной сети косинус фи можно определить по показаниям амперметра, вольтметра и ваттметра:

cos фи = P / (U х I), где Р, U, I — показания приборов.

в цепи трехфазного тока cos фи = P w / ( √ 3 х Uл х Iл)

где Pw — мощность всей системы, Uл, Iл — линейные напряжение и ток, измеренные вольтметром и амперметром.

В симметричной трехфазной цепи значение косинус фи можно определить из показаний двух ваттметров P w 1 и P w 2 по формуле

Общая относительная погрешность рассмотренных методов равна сумме относительных погрешностей каждого прибора, поэтому точность косвенных методов невелика.

Численное значение косинус фи зависит от характера нагрузки. Если нагрузкой являются лампы накаливания и нагревательные приборы, то косинус фи = 1, если нагрузка содержит еще и асинхронные электродвигатели, то косинус фи

Поэтому на практике в электрических сетях определяют так называемый средневзвешенный коэффициент мощности за какое-то определенное время, допустим, за сутки или месяц. Для этого в конце рассматриваемого периода снимают показания счетчиков активной и реактивной энергии Wa и Wv и определяют средневзвешенное значение коэффициента мощности по формуле

Это значение средневзвешенного коэффициента мощности желательно иметь в электрических сетях равным 0,92 — 0,95.

Использование фазометра для измерения коэффициента мощности

Измерить непосредственно фазовый сдвиг между напряжением и током нагрузки можно при помощи специальных измерительных приборов — фазометров .

Наибольшее распространение получили фазометры электродинамической системы , в которых неподвижная катушка включена последовательно с нагрузкой, а подвижные катушки — параллельно нагрузке, так, что ток одной из них отстает от напряжения на угол β1. Для этого последовательно с катушкой включена активно-индуктивная нагрузка, а ток другой опережает напряжение на некоторый угол β2 , для чего включена активно-емкостная нагрузка, причем β1 + β2 = 90 о

Рис. 1. Схема включения фазометра (а) и векторная диаграмма напряжений и токов (б).

Угол отклонения стрелки такого прибора зависит только от значения косинуса фи.

Для измерения фазового сдвига между двумя напряжениями часто применяют цифровые фазометры . В цифровых фазометрах прямого преобразования для измерения фазового сдвига его преобразуют в интервал времени и измеряют последний. Исследуемые напряжения подают на два входа прибора, на цифровом отсчетном устройстве прибора снимают показания числа импульсов, поступающих на счетчик прибора за один период исследуемых напряжений, которое соответствует фазовому сдвигу в градусах (или в долях градуса).

Из щитовых приборов, предназначенных для измерения, наиболее простой фазометр типа Д31, который может работать в однофазных сетях переменного тока с частотой 50, 500, 1000, 2400, 8000 Гц. Класс точности 2,5. Пределы измерений косинуса фи от 0,5 емкостного фазового сдвига до 1 и от 1 до 0,5 индуктивного фазового сдвига. Фазометры включают через измерительные трансформаторы тока с вторичным током 5 А и измерительные трансформаторы напряжения с вторичным напряжением 100 В.

Для измерения косинуса фи в трехфазной сети при симметричной нагрузке можно применять щитовые фазометры типа Д301. Класс их точности 1,5. Последовательные цепи включают на ток 5 А непосредственно, а также через трансформатор тока, параллельные цепи включают непосредственно на 127, 220, 380 В, а также через измерительные трансформаторы напряжения.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Актаком АТК-2200 – токовые клещи для измерения коэффициента мощности

В сети переменного тока, как известно, бывают различные виды нагрузок: активные и реактивные (емкостные и индуктивные). Определение типа нагрузки достигается измерением коэффициента мощности (cos ϕ).

При измерении cos ϕ прибор измеряет одновременно изменения значения напряжения и тока за небольшой интервал времени и по разнице этих значений определяет разность фаз между этими величинами.

Современные токовые клещи АТК-2200 позволяют быстро и эффективно измерить коэффициент мощности. Этот универсальный и надежный прибор позволяет измерять силу тока и напряжение, а также значение активной, реактивной и полной мощности в трех- и четырехпроводных трехфазных цепях, трехфазных цепях с симметричной нагрузкой, двух- и трехпроводных однофазных цепях, что делает его идеальным инструментом для электрика и энергетика.

Технические параметры токовых клещей Актаком АТК-2200:

• Измерение постоянного напряжения в диапазоне 0,1. 800 В с погрешностью ±1,5%;
• Измерение переменного напряжения в диапазоне 0,1. 600 В с погрешностью ±1,5%;
• Измерение постоянного и переменного тока в диапазоне 0,1. 2000 А с погрешностью ±1,5%;
• Измерение мощности (1, 3 фазы) 0,1. 1200 кВт с погрешностью ±2%;
• Измерение мощности (3 фазы, симметричная нагрузка) 0,01. 2000 кВт с погрешностью ±2%;
• Измерение частоты в диапазоне 10. 400 Гц с погрешностью ±0,5%;
• 3½ разрядный двухстрочный ЖКИ;
• Вычисление коэффициента мощности (cos ϕ);
• Одновременная индикация пар величин: напряжение-частота, ток-частота, напряжение-ток, мощность-cos ϕ, активная-реактивная мощности;
• Автоматический выбор предела измерения;
• Удержание текущего показания;
• Автоматическое распознавание постоянного/переменного тока;
• Память на 4 значения;
• Максимальный диаметр охватываемого проводника 55 мм;
• Частотный диапазон при измерениях переменного тока и напряжения 40. 400 Гц;
• Питание 9 В, батарея типа «Крона»;
• Потребляемый ток 25 мА.

Среди других моделей токовых клещей Актаком, позволяющих измерять коэффициент мощности – АТК-2301 и АТК-2209.

Источник

Онлайн журнал электрика

Статьи по электроремонту и электромонтажу

Как измерить коэффициент мощности

Для измерения косинуса фи идеальнее всего иметь особые приборы, созданные для конкретного его измерения — фазометры.

Фазометр — это электроизмерительный прибор, созданный для измерения углов сдвига фаз между 2-мя изменяющимися временами электронными колебаниями.

Если таких устройств нет, то определять коэффициент мощности можно косвенным способом. К примеру, в однофазной сети косинус фи можно найти по свидетельствам амперметра, вольтметра и ваттметра:

cos фи = P / (U х I), где Р, U, I — показания устройств.

в цепи трехфазного тока cos фи = Pw / (√3 х Uл х Iл)

где Pw — мощность всей системы, Uл, Iл — линейные напряжение и ток, измеренные вольтметром и амперметром.

В симметричной трехфазной цепи значение косинус фи можно найти из показаний 2-ух ваттметров Pw1 и Pw2 по формуле:

Общая относительная погрешность рассмотренных способов равна сумме относительных погрешностей каждого прибора, потому точность косвенных способов невелика.

Численное значение косинус фи находится в зависимости от типа нагрузки. Если нагрузкой являются лампы накаливания и нагревательные приборы, то косинус фи = 1, если нагрузка содержит к тому же асинхронные электродвигатели, то косинус фи о

Рис. 1. Схема включения фазометра (а) и векторная диаграмма напряжений и токов (б).

Угол отличия стрелки такового прибора зависит только от значения косинуса фи.

Для измерения фазового сдвига между 2-мя напряжениями нередко используют цифровые фазометры. В цифровых фазометрах прямого преобразования для измерения фазового сдвига его конвертируют в интервал времени и определяют последний. Исследуемые напряжения подают на два входа прибора, на цифровом отсчетном устройстве прибора снимают показания числа импульсов, поступающих на счетчик прибора за один период исследуемых напряжений, которое соответствует фазовому сдвигу в градусах (либо в толиках градуса).

Из щитовых устройств, созданных для измерения, более обычный фазометр типа Д31, который может работать в однофазных сетях переменного тока с частотой 50, 500, 1000, 2400, 8000 Гц. Класс точности 2,5. Пределы измерений косинуса фи от 0,5 емкостного фазового сдвига до 1 и от 1 до 0,5 индуктивного фазового сдвига. Фазометры включают через измерительные трансформаторы тока с вторичным током 5 А и измерительные трансформаторы напряжения с вторичным напряжением 100 В.

Для измерения косинуса фи в трехфазной сети при симметричной нагрузке можно использовать щитовые фазометры типа Д301. Класс их точности 1,5. Поочередные цепи включают на ток 5 А конкретно, также через трансформатор тока, параллельные цепи включают конкретно на 127, 220, 380 В, также через измерительные трансформаторы напряжения.

Источник

Клещи для измерения косинуса фи

Задача одна — сделать фазомертр для измерения разности фаз между напряжением и током одной фазы трёхфазной цепи. Сигнал тока снимается с выхода трансфорсматора тока, а точнее — ставится в разрыв цепи между выходом трансформатора тока и счетчиком.
Не плохая статья с почти готовым решением http://schematic.by.ru/32/3207.htm
Возможная микросхема(дорогое решение) http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/ic/Analo . ad8302.htm))
В журнале «Радио» 1984 года №12 страница 29 — сам принцип работы цифрового фазометра и первоисточник большинства схем цифровых фазометров.

Может есть готовая микросхема подходящая для создания измерителя косинуса Фи с малым количеством нависных деталей?
Может есть простейший вариант измерения косинуса без сложнейших индикационных головок, пусть с не высокой точностью?

Хочу заменить прибор Ц578 на что-то поменьше и попроще с цифровой индикацией, в качестве цифрового индикатора будет цифровой вольтметр на микроконтроллере(их полно в продаже).
Планирую сделать три такие устройства и подключить в вводном щите на три фазы. Так сказать сделать щитовой вариант фазометра с цифровой индикацией.

Импортные готовые щитовые цифровые фазометры стоят 300 баксов, а реально деталей на 200 гривен. По поводу цен я конечно понимаю что внесение в реестр измерительных приборов, накрутка перекупщиков, доставка и техподдержка увеличат сумму, даже 100 баксов не пожалел бы за такой прибор(«официальный» измерительный прибор), но 300 — это явно перебор.

Обьясню на что влияет косинус Фи!
Есть два понятия активная и реактивная потребляемая мощность.
Есть понятие среднеквадратичного тока(замеряется токовыми клещами) — это по факту длина вектора на векторной диаграмме(оси диаграммы актив и реактив)!
При подключении большого количества индуктивной нагрузки косинус Фи падает, а среднеквадратичное значение тока растёт, что вызывает срабатывание вводных автоматов и перегрев силовых кабелей(работающих итак на 95%). Фирме, что питает наш заводик, платят за компенсацию реактива, вчера померяли поверенным Ц578 по одному из шести вводов косинус фи и ужаснулись 0.5-0.6. Счетчики стоят у нас индуктивные совковые и считают они актив+реактив, а платим мы(завод) по ним как за актив и доплачиваем за компенацию реактива, потери в деньгах завода составляют в пределах 80000 гривен в месяц. Это очень интересная схема развода в промышленных масштабах))

Начальные данные:
Напряжение — 220В;
Максимальный ток трансформатора тока — 5А;
Частота — 50Гц;
Разброс фаз +/-90 градусов и выше.
Выходной сигнал наряжение от 0 до нескольких Вольт с отдельным сигналом знака.

Источник

Как использовать показатель качества электроэнергии на токоизмерительных клещах 378 FC

В современных электрических сетях отклонения от идеальных параметров качества электроэнергии часто возникают из-за увеличения нелинейных и других нагрузок, мешающих штатной работе сети. Производство электроэнергии также становится все более сложным, поскольку на рынке появляются новые компании и технологии. Низкое качество электроэнергии может повлечь серьезные последствия для работы предприятия. В худшем случае возможно возникновение угрозы жизни людей, если речь идет об использовании критически важного оборудования, например медицинского.

Как Fluke 378 FC помогает отслеживать проблемы с качеством электроэнергии?

Токоизмерительные клещи Fluke 378 FC — это первые токоизмерительные клещи, в конструкции которых используется технология FieldSense, благодаря которой проверку качества электроэнергии можно выполнять проще, текущие электроизмерительные процедуры можно оптимизировать, а также разработать новые. Теперь электрики и выездные инженеры могут выполнять базовые процедуры по диагностике и/или техническому обслуживанию однофазных или трехфазных систем и выявлять нарушения качества электроэнергии, которые ранее нельзя было обнаружить каким-либо другим образом. Fluke 378 FC позволяет техническим специалистами и выездным инженерам выполнять базовые измерения качества электроэнергии и выявлять нарушения качества электроэнергии в следующих трех категориях:

• качество электроэнергии — напряжение;
• качество электроэнергии — сила тока;
• качество электроэнергии — коэффициент мощности (PF).

Значения в категориях «Качество электроэнергии — Напряжение» и «Качество электроэнергии — Сила тока» основаны на общем гармоническом искажении (THD), которое определяется как отношение суммы мощностей всех гармонических составляющих к мощности основной частоты.

Коэффициент мощности (PF) — это мера энергоэффективности. Обычно он выражается в виде десятичной дроби, где 1,0 — самая высокая эффективность, и чем ниже значение, тем меньше эффективность энергопотребления. Коэффициент мощности — это отношение рабочей мощности, измеренной в киловаттах (кВт), к полной мощности, измеренной в киловольт-амперах (кВА).

Показатель качества электроэнергии — это функция, которая работает в фоновом режиме и появляется автоматически при обнаружении нарушений электропитанием. Прибор непрерывно проверяет коэффициент искажения синусоидальности (THD) напряжения и силы тока и отслеживает коэффициент мощности. Если определенное пороговое значение превышено, прибор сигнализирует о нарушении качества электроэнергии.

1. Поверните ручку управления в положение (FieldSense).
2. Подключите клещи к заземлению с помощью заземляющего провода.

Если общее гармоническое искажение или коэффициент мощности находятся за пределами оптимального диапазона для данного уровня чувствительности, на дисплее отобразится соответствующий показатель:

Этот показатель также отображается в приложении Fluke Connect.

Уровни чувствительности

Уровни чувствительности токоизмерительных клещей можно регулировать в соответствии с высоким/средним/низким уровнями, каждый из которых будет иметь различные пороговые значения для категорий «Качество электроэнергии — Сила тока», «Качество электроэнергии — Напряжение» и «Качество электроэнергии — Коэффициент мощности». Высокий уровень — это наиболее чувствительная настройка, при которой показатель известит даже о небольших изменениях THD. По умолчанию установлен высокий уровень, а отдельные пороговые значения настроить нельзя.

Функция	Чувствительность
	Высокий	Средний	Низкий
КЭ — Ток	10% THD	25% THD	50% THD
КЭ — Напр.	8% THD	10% THD	15% THD
КЭ — PF	0,9	0,75	0,6

Порядок изменения уровня чувствительности

1. Выключите клещи.
2. Нажмите и удерживайте кнопку Hold (Удержание) , одновременно поворачивая ручку управления в положение Ṽ. Клещи перейдут в режим настройки опций.
3. Нажмите , чтобы просмотреть опции, и выберите PQ Sensitivity (Чувствительность к качеству электроэнергии).
4. Чтобы изменить настройку, нажмите кнопку .
   
5. Отпустите кнопку , чтобы выйти из режима опций.

Примечание. Если вы отпустите кнопку Hold (Удержание), клещи выйдут из режима настройки опций, но изменения настроек сохранятся.

Использование показателя качества электроэнергии

Гармоники — это побочный продукт современного электронного оборудования. Гармоники являются источником нежелательных высокочастотных напряжений переменного тока или токов, которые подаются на обмотки электродвигателя. Определение перемежающихся неисправностей в сборочном оборудовании, которые могут быть вызваны флуктуациями гармоник в электроэнергии. Гармонические искажения могут привести к неисправности критически важного оборудования и его простою. С помощью токоизмерительных клещей FC 378 с технологией FieldSense и показателем качества электроэнергии возможно выявлять нарушения качества электроэнергии, чтобы технические специалисты могли определить, требуется ли дальнейшее использование анализатора качества электроэнергии или участие специалиста по качеству электроэнергии.

Токоизмерительные клещи 378 FC помогают оценить эффективность электродвигателей и приводов для определения их мощности. Перегрузки электродвигателя возникают, когда он находится под чрезмерной нагрузкой из-за избыточного потребления тока, или недостаточного крутящего момента и ведут к перегреву. Перегрузка является причиной 30% всех неисправностей электродвигателей, что приводит к снижению эффективности и мощности оборудования. 378 FC может служить первой линией защиты для первичного выявления нарушений качества электроэнергии для определения потребности в дальнейшей диагностике и анализе.

Источник