Действующее значение переменного тока. Действующее значение переменного напряжения. Решение проблемы точного измерения этих величин c помощью преобразователей VERTESZ. (Капашне М.А.)
Все преобразователи, выдающие на выходе действующее значение переменного тока, действующее значение переменного напряжения, мощности (типы TIT, TMTG производства венгерской компании VERTESZ Elektronika Kft), способны измерять реальное среднеквадратичное значение (тепловой экваивалент) периодических сигналов ЛЮБОЙ формы.
Действующее значение переменного тока и действующее значением переменного напряжения – это некоторое значение постоянного тока или напряжения соответственно, действие которого произведёт такую же работу (тепловой или электродинамический эффект), что и рассматриваемый переменный ток за время одного периода. Другое название этой величины — среднеквадратичное значение переменного тока и среднеквадратичное значение переменного напряжения.
Так, действующее значение переменного тока определяется по формуле:
Для гармонических (синусоидальных) колебаний тока.
Аналогичным образом определяется действующее значение переменного напряжения (в т.ч. ЭДС).
В связи с большим количеством нелинейных нагрузок в настоящее время сигналы переменного тока и напряжения имеют большое количество гармонических составляющих, в итоге форма сигнала несинусоидальная (негармоническая). Приведенная выше формула для гармонической нагрузки не работает. Особенно большие искажения наблюдаются при применении частотных преобразователей (например, водонасосные станции, подъемно-транспортное оборудование, судостроение и пр.) Необходимо принять во внимание, что в настоящее время основным способом управления электрическим приводом является частотный преобразователь. Сильное искажение сигнала вызывают и регуляторы освещения (телевидение, театры, концертные залы и пр). В этих случаях необходимо использовать только те устройства, которые измеряют периодические сигналы произвольной формы.
Многие производители утверждают, что их устройства измеряют реальное среднеквадратичное значение. Однако немаловажно знать, какой сигнал они способны измерять с заявленной точностью. Поскольку измерение сигнала любой формы требует или специального алгоритма вычисления и/или дополнительных конструктивных затрат на различные фильтры или процессоры, то производители относительно дешевых устройств умалчивают конкретную информацию о том, сигналы с какими гармоническими составляющими способны корректно быть измеренными их устройствами. В сильно «загрязненных» сетях такие устройства можно применять лишь для индикации наличия сигнала, но ни в коем случае не для дальнейшей обработки этих сигналов в АСУТП.
Из-за отсутствия эталонного измерителя пользователь сразу не определит ошибку измерения. Только после сбора и запуска всей системы появятся необъяснимые, подчас «фантастические» результаты. Но уже будет поздно – система собрана. Особо важно правильное измерение реального среднеквадратичного значения в АСКУЭ и АСТУЭ. В этих системах, если неверно будет определено действующее значение переменного тока и действующее значение переменного напряжения, всегда будет разница между показанием счетчика, по которому предприятие оплачивает электроэнергию и суммированным значением счетчиков, установленных внутри предприятия. Имеется конкретные примеры, когда эта разница достигала размера в 2 раза! Поскольку основной задачей АСКУЭ и АСТУЭ является определение того, как распределяется потребление энергии внутри предприятия, т.е. кто, когда и сколько потребляет энергии, вышеуказанная разница совершенно недопустима.
Стоит отметить, что отказ от ламп накаливания и применение новых, энергосберегающих ламп еще сильнее искажает сигналы сети. Поэтому вопрос о корректном измерении реального среднеквадратичного значения сигналов тока и напряжения стоит все более остро.
Аналоговые выходы
Все преобразователи переменного и постоянного тока VERTESZ имеют большой набор аналоговых выходов. Исключение составляет преобразователь TIT-XXL, у которого выход только 4-20мА. Для подключения к старым системам часто используется выход 0-5мА. Поскольку такой сигнал не использовался в западных системах, то, как правило, преобразователи западных фирм не имеют такого выхода. Многие в своих системах используют сигнал 0-10В DC, но далеко не все производители преобразователей включают в свою линейку этот выход. Аналоговые выходы дают действующее значение переменного тока и действующее значение переменного напряжения.
Помехозащищенность
Все преобразователи и приборы производства VERTESZ Elektronika соответствуют стандартам помехозащищенности, что позволяет их использование на подстанциях, электростанциях, вблизи силовых установок.
Программирование преобразователей, считывание результатов измерения.
Обслуживание всех интеллектуальных преобразователей производится с помощью единой программы VERA, поставляемой бесплатно с преобразователями. Подключив устройство к компьютеру через канал RS 485 или GPRS модем (VERTESZ поставляет GPRS модем со специальной программой обслуживания сети GSM), пользователь может отслеживать текущие измеряемые значения, а также сохранять в тестовом файле результаты измерения. Программа VERA также служит для установки входных и выходных сигналов, параметров коммуникации преобразователей.
Электронный ярлык
Все интеллектуальные преобразователи снабжены электронным ярлыком, содержащим основные параметры устройства: тип, входные и выходные параметры, заводской номер, номер версии внутренней программы. Содержание электронного ярлыка можно считать по каналу RS485. Наличие электронного ярлыка значительно облегчает учет приборов, не требуется вручную вводить информацию в базу данных учета оборудования.
-Высокая точность 0.2% на дискретном выходе
-Быстродействующие, время установки выходного сигнала 40мс
- Расширенный температурный диапазон -40 +50оС
- 2 входа по току в одном корпусе (1А и 5А)
- Наличие устанавливаемого порогового значения с гистерезисом
- Наличие выхода RS 485, используемый протокол Modbus RTU
- Большой выбор значений аналогового выхода
-Возможность программирования аналогового выходного сигнала и коммуникации бесплатной программой VERA
-Широкий диапазон напряжения питания 70-265В, 24В ±20%
-Напряжение питания переменного и ПОСТОЯННОГО тока
- Не требует дополнительного источника питания
-Расширенный температурный диапазон -40 +50оС
- 2 входа по току в одном корпусе (1А и 5А)
- Наличие устанавливаемого порогового значения с гистерезисом
- Наличие выхода RS 485, используемый протокол Modbus RTU
- Большой выбор значений аналогового выхода
- Широкий диапазон напряжения питания 15-28В DC
TMTG-1Е однофазный преобразователь с функцией счетчика энергии,
- Возможность прямого включения до 50А
-3 аналоговых выхода
-наличие дискретных входов/выходов,
- Наличие устанавливаемого порогового значения с гистерезисом
- Наличие выхода RS 485, используемый протокол Modbus RTU
- Большой выбор значений аналогового выхода
Применяется в однофазных сетях или для диагностики однофазных моторов, Примеры:
- на железной дороге для измерения мощности и потребления трансформаторов, обслуживающих обогрев стрелки,
- железнодорожных составах для измерения потребления электровозов,
-при проверке работы моторов (в частности проверка мощности мотора пылесоса в зависимости от силы всасывания),
- может быть использован как счетчик энергии однофазных потребителей: офисов, домов, отделов и цехов предприятий и пр. Благодаря импульсным входам устройство можно синхронизировать с счетчиком энергии, что позволяет использовать его в АСКУЭ и АСТУЭ. Поскольку прибор имеет импульсные входы, то может быть использован как счетчик импульсов, тем самым способен измерять другие виды энергии: воды, газ, пар и пр. Таким образом, одним прибором можно измерить несколько видов энергии.
TMTG-3E преобразователь трехфазный, с функцией счетчика энергии
TMTG-3M преобразователь трехфазный, с функцией ограничения потребления,
-Быстродействующие, время установки выходного сигнала 100мс
- Расширенный температурный диапазон -40 +50оС
- 2 входа по току в одном корпусе (1А и 5А)
- Наличие программируемых дискретных входов/выходов
- Наличие выхода RS 485, используемый протокол Modbus RTU
- 3 аналогового выхода с большой выбор значений
-Возможность программирования аналоговых выходов, цифровых входов/выходов и коммуникации бесплатной программой VERA