Jalový výkon VAR a energie VARh. Síťová napětí. / Hlavní / podpora smart-MAIC

Nejprve je však důležité pochopit, jak se parametry monitoru energie smart-MAIC počítají v různých časových intervalech. Obzvláště důležité je pochopit princip výpočtu parametru [Výkon] při jeho převodu z elektrického výkonu na elektrickou energii.

Parametr energetického monitoru, označení	Aktuální hodnoty a minutový interval	Hodinový, denní, týdenní, měsíční, roční interval
Napětí, V	Proudové napětí [V] nebo [V]	Aritmetický průměr [V] nebo [B]
Aktuální, A	Proud [A]	Aritmetický průměr [A]
Výkon, W	Aktuální výkon [W] nebo [W]	Energie za periodu [Wh] nebo [W*hodina]
Účiník, PF	Účiník proudu (cosФ)	Aritmetický průměr účiníku (cosФ)
Energie, Wh	Akumulativní elektroměr [Wh] nebo [W*hodina]	Akumulativní elektroměr [Wh] nebo [W*hodina]

Energetické monitory smart-MAIC měří a archivují každou minutu:

— činný výkon v parametru [Výkon]

— účiník (cosФ) v parametru [PF]

Je důležité, že vzhledem k tomu, že parametr PF je aritmetický průměr, může být hodnota jalové energie ve velkých intervalech (den/měsíc) nepřesná.

To stačí k získání vypočítaného zdánlivého výkonu a jalového výkonu.

Vzpomeňme si na kurz fyziky

Činný výkon = Zdánlivý výkon * cosФ

Zdánlivý výkon = Činný výkon / cosФ // v našem případě je důležité vypočítat zdánlivý výkon vydělením činného výkonu cosФ.

Jalový výkon = Zdánlivý výkon * sinФ, kde úhel Ф = arcos(cosФ)

Zobrazení jalového výkonu a energie na digitálním nebo grafickém widgetu:

– otevřete jeho nastavení;
— v sekci „Aritmetická operace“ vyberte funkci f(x);
– Klikněte na ikonu „Upravit“, otevře se okno pro úpravu složitých funkcí.
Na levé straně bude seznam dat a jejich symbolický zápis pro použití ve vzorci. Při konstrukci vzorce můžete použít libovolné aritmetické operace a matematické funkce jazyka JavaScript.
Pro otestování funkce použijte tlačítko Test a otestujte hodnoty proměnných.

Vzorec pro výpočet jalové energie pro první fázi třífázového energetického monitoru bude vypadat takto:

(d.W1 / d.PF1) * Math.sin(Math.acos(d.PF1)) ||0 // operátor "||0" vrátí nulu, pokud je účiník nulový, například pokud je jeden vodič odpojen

Vzorec pro výpočet celkové jalové energie v kilowattech pro třífázový monitor energie bude vypadat takto:

(((d.W1/d.PF1)*Math.sin(Math.acos(d.PF1))||0) + ((d.W2/d.PF2)*Math.sin(Math.acos(d.PF2))||0) + ((d.W3/d.PF3)*Math.sin(Math.acos(d.PF3))||0))/-1000 // dělení nebo násobení záporným číslem vykreslí dolní poloosu

— pro minutové a proudové intervaly získáme aktuální jalový výkon [VAR]

— pro hodinové, denní a vyšší intervaly se již bude jednat o jalovou energii [VARh]

— přesnost výpočtů se zprůměruje za dané období, protože pro výpočty se používá aritmetický průměr účiníku (cosФ) za dané období

Síťová napětí.

Síťové napětí se měří mezi dvěma fázemi.

Pro sledování síťového napětí v třífázové síti můžete použít vypočítané hodnoty z monitoru energie smart-MAIC D103.

Napětí v třífázové síti zapojené do hvězdy není nic víc než tři vektory o délce 220 V a úhlu mezi vektory 120° (360°/3). Síťové napětí je pak rozdíl mezi těmito dvěma vektory, který lze snadno zjistit pomocí kosinového vzorce.

Například síťové napětí mezi fázemi 1 a 2:

Pomocí výkonného nástroje f(x) zadáme do nastavení widgetu na Dashboardu následující vzorec:

Math.sqrt(d.V1*d.V1+d.V2*d.V2+d.V1*d.V2)

Nechť jsou dvě aktivní dvoupólové sítě A1 a A2 vzájemně propojeny (obr. 3.19, a). Předpokládejme, že přenos energie může v závislosti na provozním režimu probíhat v libovolném směru – z A1 do A2 a z A2 do A1.

Vybrané kladné směry napětí a proudu (obr. 3.19, a) se v dvoupólové síti A2 shodují a v dvoupólové síti A1 jsou opačné. Proto výkony

jsou výkony přijímané dvoupólovým zařízením A2 a vydávané dvoupólovým zařízením A1. Pokud p > 0, pak se v tomto okamžiku energie přenáší z dvoupólového zařízení A1 do dvoupólového zařízení A2. Pokud P > 0, pak se pro každou periodu T dvoupólové zařízení A2 přijímá a dvoupólové zařízení A1 vydává energii rovnou PT. Při Q > 0 dvoupólové zařízení A1 vydává a dvoupólové zařízení A2 přijímá jalovou energii. Při p < 0 se energie aktuálně přenáší v opačném směru, při P < 0 energie pro každou periodu pochází z dvoupólového zařízení A2 do dvoupólového zařízení A1. Při Q < 0 dvoupólové zařízení A2 vydává jalovou energii.

Pro uvažovaný obvod je na obr. 3.19, b znázorněn vektorový diagram napětí a proudu. Pro zvolený směr vektoru U se v závislosti na režimu obvodu může vektor proudu I nacházet v libovolném kvadrantu diagramu. Diagram zvýrazňuje oblasti umístění vektoru I odpovídající kladným a záporným hodnotám činného a jalového výkonu. Pro polohu vektoru I znázorněnou v diagramu přerušovanou čarou tedy platí P > 0 a Q < 0. V tomto provozním režimu se činný výkon přenáší z A1 do A2 a jalový výkon se přenáší z A2 do A1.

Uvažujme nyní, jak je směr přenosu energie určen křivkami okamžitých hodnot napětí a proudu získaných experimentálně. Obr. 3.20, a znázorňuje schéma zapojení osciloskopu, zařízení, na jehož obrazovce jsou tyto křivky pozorovány. Pořadnice křivek jsou úměrné okamžitým hodnotám napětí přiváděných na svorky osciloskopu označené „Napětí“ a „Proud“. Proud v obvodu mezi dvoupólovými zařízeními A1 a A2 je osciloskopem zaznamenáván nepřímo, jako napětí na rezistoru s malým odporem, který je součástí připojovacích vodičů. Napětí na tomto rezistoru je úměrné proudu a shoduje se s ním ve fázi. Znaménka + a – označují polaritu svorek osciloskopu, u kterých jsou pořadnice křivek kladné.

Pozorujme křivky, neboli oscilogramy u a , znázorněné na obr. 3.20, b.

Abychom vyřešili otázku směru přenosu energie, vyznačíme na diagramu kladné směry napětí a proudu v souladu se značením na svorkách + a – osciloskopu. Kladné směry napětí a proudu, které splňují tuto podmínku, se shodují pro dvoupólovou síť A2 a jsou opačné pro dvoupólovou síť A1. V důsledku toho se podle křivek proudu a napětí znázorněných na obr. 3.20, b určí výkon přijímaný dvoupólovou sítí A2 nebo výkon vydávaný dvoupólovou sítí A1. V časových intervalech, kdy souřadnice křivek , stejného znaménka, energie se přenáší z A1 do A2, když znaménka se liší, energie se přenáší z A2 do A1. Z oscilogramu je zřejmé, že , Tudíž

Činný výkon se tedy přenáší z A2 do A1 a jalový výkon z A1 do A2. Je zřejmé, že směr přenosu energie lze z oscilogramů proudu a napětí určit pouze tehdy, je-li známa polarita svorek osciloskopu a schéma jeho zapojení do obvodu.

Činný výkon se měří wattmetrem, který má dva obvody, nebo, jak se běžně říká, dvě vinutí – napěťové a proudové. Dva vývody, jeden – napěťové vinutí a jeden – proudové vinutí, jsou označeny stejnými symboly, obvykle hvězdičkami (obr. 3.21, a).

Wattmetr je navržen tak, aby měřil hodnotu

kde U ∈ I jsou efektivní napětí a proud dodávané do wattmetru a Р U, I je fázový posun mezi nimi, který odpovídá stejným kladným směrům U a I vzhledem ke svorkám označeným hvězdičkou (například na obr. 3.21, a – od svorek označených hvězdičkou ke svorkám neoznačeným hvězdičkou). Ručka wattmetru se vychýlí podél stupnice, pokud. Li a proto , pak se šipka neodchyluje podél stupnice, ale v opačném směru.

Obr. 3.21,6 znázorňuje dva wattmetry s různě zapojenými proudovými vinutími. Ve wattmetru 1 je svorka proudového vinutí označená hvězdičkou vlevo a ve wattmetru 2 vpravo. Jak již bylo uvedeno, wattmetry ukazují (šipky se podél stupnice vychylují), pokud . Pro wattmetr 1 to bude při přenosu energie z A1 do A2 a pro wattmetr 2 z A2 do A1. Z údajů wattmetru tedy můžete určit nejen výkon, ale i směr přenášené energie; stačí znát označení na svorkách wattmetru a způsob jeho připojení k obvodu.

Дополнительно по теме

• Střídavé proudy
• Koncepce alternátorů
• Sinusový proud
• Efektivní proud, emf a napětí
• Reprezentace sinusových funkcí času vektory a komplexními čísly
• Sčítání sinusových časových funkcí
• Elektrický obvod a jeho schéma
• Proud a napětí při sériovém zapojení odporových, indukčních a kapacitních prvků
• Odpory
• Fázový rozdíl napětí a proudu
• Napětí a proudy při paralelním zapojení odporových, indukčních a kapacitních prvků
• Vodivost
• Pasivní dvoukoncová síť
• Napájení
• Výkony odporových, indukčních a kapacitních prvků
• Rovnováha sil
• Výkonové značky a směr přenosu energie
• Stanovení parametrů pasivní dvouterminálové sítě pomocí ampérmetru, voltmetru a wattmetru
• Podmínky pro přenos maximálního výkonu ze zdroje energie do přijímače
• Pochopení povrchového efektu a efektu blízkosti
• Parametry a náhradní obvody kondenzátorů
• Parametry a ekvivalentní obvody induktorů a rezistorů