Вычисление коэффициента мощности сети

[avp94]

Дело в том, что мощность с отрицательным знаком может быть только у устройств, которые генерируют энергию в линию. А у потребляющих мощность может быть только положительной.

Тут все зависит от того, какую мощность (за какой интервал времени) имеете ввиду. Если мгновенная (допустим на какой-то момент измерения) - то сколько угодно. А дальше идет точность "оцифровки" тока и напряжения и время усреднения. Поставьте в нагрузку хороший конденсатор и посмотрите что получится (но не в симуляторе, где период напряжения знаете точно и соответственно время усреднения).

[hd44780]

Как вычислялась мощность?
Часто - это как? Сколько раз в секунду, или сколько раз за период? Или это происходит хаотично?
И что означает "более-менее достоверное"? Это сколько процентов погрешности?

У меня все измерения происходят за период (20 мс).
Когда я считал мощность через мгновенные, я брал отсчёт напряжения, тока, перемножал, суммировал. при этом считались и суммы квадратов напряжения и тока. Всё целочисленно.

По истечении периода замеры прекращались, я делил на кол-во отсчетов и пересчитывал в ватты и пр.

Напряжение, ток вычислялись идеально, а с мощностью был этот бардак.

Расчёты по времени долгие - плавающая точка, на объём кода мне плевать. И так флешки 45% свободно в моей ATMega16.
В секунду получается значений 5-10 (на глаз).

Как часто оно скакало, сейчас сказать не могу, не помню. Если кому-то интересно, я тот метод расчёта восстановлю, проверю.

Единственное, что меня сейчас смущает, я тогда зачем-то делал замеры тока и напряжения через 1 мс. Т.е. между замерами в каждой паре напряжение-ток была эта пауза.
Сейчас я эту глупость убрал, но тогда было так.

[ugp3]

есть мксх. фирмы Teridian (счас может уже Maxim) (счетчики электроэнергии) 71M6511 и т.д. , которые вычисляют полную и активную мощности, а также встроенный контроллер с системой команд С51. Точность до 0,1 %

[Alipapa]

Все правильно для синусоидального сигналла, а для несинусоидального надо считать для всех гармоник, но проще через мгновенные значение.
А угол фи будет одинаков как между мощностями, так и между током и напряжением.

Ну не надо перевирать. Я просто внес терминологическое уточнение, не более того. Ток и напряжение могут совпадать по фазе, но иметь разную форму - уже реактивная мощность будет. Нарисуйте треугольник мощностей и увидите угол фи, косинус которого всегда, при любой форме сигнала, есть коэффициент мощности.

[sdtu]

Ток и напряжение могут совпадать по фазе, но иметь разную форму

Говорить о фазе для сигналов разной формы - уже как-бы фикция.
А для того чтобы нарисовать треугольник мощностей его нужно вычилить- о чем люди и спрашивают.
И еще раз повторюсь, косинус фи для несинусоидального сигнала нонсенс.

[ZSG]

Косинус фи в нормальном понимании это косинус электрического угла между напряжением и током. А сдвиг не зависит от формы напряжения. Кстати потребление тока от сети устройством с выпрямителем на входе не синусоидальное а импульсное. Поэтому о сдвиге фаз судить затруднительно. Как я понимаю вопрос изначально был именно об соотношении реальной мощности и математически рассчитанной идеальной, если последнюю считать за 100%. Правда все советующие, как и автор считают какую-то непонятную величину ничего общего с мощностью неимеющую. Р=U x I. Так и меряйте напряжение и ток, и ищите мощность. Напряжение измеряется надеюсь понятно как - вольтметр подключается непосредственно или через делитель напряжения к клеммам источника, а ток меряется или на шунте, как падение напряжения или через датчик тока типа трансформатора тока, или более современных датчиков Холла.

[rn6lku]

Начать надо с выяснения того,что же всё таки надо мерять. В заголовке - коэфициент мощности. А рассуждаете о косинусе фи.

Коэфициент мощности (Power Factor) это безразмерная величина, отношение активной мощности (измеряется в Вт) в нагрузке к полной мощности (измеряется в ВА - вольтамперы), которой грузится сеть (обратите внимание, я не сказал "потребляемой из сети").

Отличие от единицы - всегда в меньшую сторону до нуля в пределе.

Напрямую не влияет на количества топлива, сожженного на ГРЭС, но значительно увеличивает потери в сети при транспортировке.

Реактивность нагрузки обязательно снижает КМ, но не всегда в определяющей степени. Полная мощность повышается также и при несинусоидальной форме потребляемого тока. Сейчас в ходу импульсные источники питания - высокоэффективные ключевые преобразователи с высоким КПД. По входу стоит выпрямительный мост, нагруженый на слгаживающую ёмкость. Форма потребляемого тока - резко несинусоидальная. Коэффициент мощности 0.01 не редкость. И такой характер нагрузки преобладает в современной квартире (телевизоры, компьтеры, энеросберегающие лампы и ...). Проблема настолько остро стоит, что даже законодательства отдельных развитых стран или запрещают мощные преобразователи с таким характером потребления, или вводят налоговые льготы для производителей преобразователей с ККМ - корректорами коэффициента мощности, устройствами, обеспечивающими близкий к синусоидальному характер потребления тока. Изучайте вопрос. В сети широко освещён. А то будете мерять совсем не то.

Резюме. Косинус фи и КМ - не одно и тоже. Косинус фи - только одна из составляющих КМ. В современной обстановке даже не определяющая.

Нарисуйте треугольник мощностей и увидите угол фи, косинус которого всегда, при любой форме сигнала, есть коэффициент мощности.

Попробуйте доказать. Документально, с картинкой, цифрами.

[realid]

Р=U x I

Активная мощность P = U * I * cos fi. Q = U*I* sin fi. S^2 = P^2 + Q^2

[faru]

Прочитал, одна философия и банальности.

Плюс еще название у темы конкретно дилетантское и невежественное - что такое у сети кофф. мощности ? Не выдержал, отвечу ) Есть понятие коэф. потребляемоей мощности относительно к конкретному потребляющему электрическую мощность устройству. Тему вообще правильно обозвать как измерение косинуса нагрузки, а то две трети читающих в непонятках.

Как правильно первым заметил sdtu, что форма напряжения в бытовой и особенно в промсети мало напоминает синусоиду (скорее хребты Гималаев )). Поэтому наверное единственно верное решение это сделать (синхронную,одномоментную) дискретную выборку парные замеры напряжения за период (2 перехода через "0" ,со знаком, по одной из величин U или I) и соответствие ему с датчика тока. Пары перемножить и сложить.

В итоге получим интегральную активную мощность - P . Затем Затем проведем те же самые вычисления рядов U[i] и I[i] дискретной выборкой, но началы пар рядов синхронизировать на момент перехода каждой величины через "0"(т.н. сдвиг фаз) - этим самым найдем полную мощность - S . Разделив полную мощность на активную получим искомый P/S = COS(фи).

Также можно найти реактивную мощность Q=S-P (но это векторные величины)

Правда не сложно?

[hd44780]

сделать дискретную выборку парные замеры напряжения за 2 перехода через "0" (со знаком) и соответствие ему с датчика тока. Пары перемножить и сложить.

Вы имеете в виду сумму произведений мгн ui? Если не ошибаюсь, это - целочисленное интегрирование?