Лохотроны о 90%-ном обмане счётчиков

[zoog]

Для активной мощности цитирую самого себя:
Сообщение от mikaleus
для определения мгновенной активной мощности в точном определении всего этого не нужно (достаточно алгебраического перемножения и сложения,

А чем реактивная отличается? Если ток умножить на напряжение - уже не мощность получим? странно.

Теперь представьте себе, что есть цифра: «активная мощность за период сети», но вопрос за какое время сформирует преобразователь код-частота необходимое количество импульсов и что такое частота, соответствующая мощности за период, и что будет, если за это время мощность изменится?

1 импульс = 1кДж пусть. Ватты*секунды накапливаются, как стукнет 1000 - импульс. Что я понял не так?

Нужно. При дельта-сигма АЦП будет много шумных отсчётов, их нужно учесть.

В смысле, почему шумных? Почему именно у ДС - шумные отсчёты?

Вполне достаточно ток первой гармоники (не СКЗ) и фазового сдвига по отношению к первой гармонике напряжения одноимённой фазы.

То есть ток нужен чисто для цветомузыки? Учитывается только мощность? А сдвиг нам зачем?

[mikaleus]

А чем реактивная отличается?

вот тут-то и начинается интереснейшая история:
1. А что такое реактивная энергия?
2. А что такое реактивная энергия высших гармоник? (Забегая вперёд напишу, однозначное определение стандарты не дают, до сих пор «ломают копья» по этой теме. Однако при наличии реактивности на линии это создаёт проблемы, но для быта это не так важно, а для большой энергетики идёт только созревает понимание что проблема есть)

Если ток умножить на напряжение - уже не мощность получим?

Активная мощность ДА. А для реактивной чуточку совсем не так. Для этого нужно разобрать методику вычисления реактивной мощности. Об этом я уже несколько постов писал не в этой теме, да и в этой упоминал тоже. zoog, Вы же это читали?

В смысле, почему шумных?

Потому что при операции возведение в квадрат, суммирование этих значений, вычисление корня квадратного из суммы теряется знак. Действующее значение напряжение должно вычисляться за период. Т.е. отсчёты должны быть синхронизированы с частотой сети, что для дельта-сигма АЦП нереально (есть уловки, но это борьба со следствием). Весь не синхронизированный остаток приводит к появлению чуть завышенного значения, который ничем не компенсируется на следующем периоде.

ток нужен чисто для цветомузыки?

Если речь идёт о щитовых приборах. то ДА эта цветомузыка работает с разноцветными светодиодами, но тихонько, без музыки, только гудение трансформаторов. Действующее значение тока показывает состояние линии и степень потерь на проводах на нагрев. И пока не зажигаются все красные светодиоды на бар-индикаторе состояния линии всё только гудит, а вот когда горит всё красным тут вступает ба-Бах или даже фейерверк-мюзик (в зависимости от уровня напряжения подстанции).

Что я понял не так?

это о-о-очень много букв писать...

[zoog]

1. А что такое реактивная энергия?

Эта энергия, циркулирующая по цепи. Берём отрицательную энергию за период/интервал измерения, умножаем на 2 - это она и будет, не так ли?

2. А что такое реактивная энергия высших гармоник?

А она есть? Разве реактивности и нелинейности сочетаются в к-л нагрузке? Или Вы имеете в виду реактивный ток от гармоник (уже искажённого) входного напряжения?

Для этого нужно разобрать методику вычисления реактивной мощности. Об этом я уже несколько постов писал не в этой теме, да и в этой упоминал тоже.

Вы про это:

сдвиг отсчётов тока на четверть периода первой гармоники по отношению к напряжению, и вычисление по формуле Q=√(S²-P²).

Я просто не понимаю, как сдвиг отсчётов работает и почему погрешности с формулой...

Активная мощность ДА. А для реактивной чуточку совсем не так.

Мне казалось, это универсально) То есть то, что часть периода нагрузка генерирует (потребляет отрицательную) мощность - это и есть мера рактивности.

Потому что при операции возведение в квадрат, суммирование этих значений, вычисление корня квадратного из суммы теряется знак.

Но при чём здесь шум АЦП??

Действующее значение напряжение должно вычисляться за период.

Для вычисления мощности, чтоб много данных не хранить/обрабатывать?

Т.е. отсчёты должны быть синхронизированы с частотой сети, что для дельта-сигма АЦП нереально (есть уловки, но это борьба со следствием).

А 1000 отсчётов за период - не устраняет погрешности? Или 100 отсчётов, просто брать с перекрытием и интерполировать?

Весь не синхронизированный остаток приводит к появлению чуть завышенного значения, который ничем не компенсируется на следующем периоде.

Насколько велика ошибк при, скажем, 48кГц семплировании?

Если речь идёт о щитовых приборах. то ДА эта цветомузыка работает с разноцветными светодиодами, но тихонько, без музыки, только гудение трансформаторов.

Я имел в виду показания тока на экране. Пардон мою вольность)

[mikaleus]

zoog, надеюсь Вы не юрист? у нас когда-то в стране давненько было «дело», с результатами которого можно ознакомится тут http://parusconsultant.com/?doc=01IXOB3498 (часть текста на украинском). До сих пор ржу и плачу одновременно. Привожу это чтобы на меня не ссылались...

не так ли?

Нет. Вообще-то реактивной энергии как таковой нет - есть реактивная мощность — это энергия, перекачиваемая от источника на реактивные элементы приёмника, а затем возвращаемая этими элементами обратно в источник в течение одного периода колебаний, отнесённая к этому периоду, а уже «реактивная энергия» это уже величина, которая будет характеризовать долговременное (много периодов) потребление «реактивной мощности». То, что выделено жирным шрифтом - определение. Обратите внимание на «отнесённое к этому периоду».

А она есть?

Да, разумеется. Определение подобное, только определяется всё-таки за период основной гармоники (это пока ещё не до конца «сломанное копьё»).

Разве реактивности и нелинейности сочетаются в к-л нагрузке?

Да. Пример: силовой трансформатор - наличие сердечника ферромагнитного приводит к нелинейностям в потребляемом токе. Но, в зависимости от схемы включения для 3-х фазного трансформатора треугольник или звезда, для 3-й гармоник или есть условия для «жизни» или их нет: в треугольнике для 3-й гармоники и ей кратным по напряжению получается КЗ). Для 5-й гармоники этих ограничений нет...

как сдвиг отсчётов работает

Одно из определений реактивной мощности: Q=U•I•sinφ, а sinφ=cos(φ-90°). Принимая во внимание, что когда ток соответствующей фазы отстаёт от напряжения, фазовый сдвиг принимается за положительный, то, задерживая отсчёты напряжения от соответствующих по времени отсчётов тока на четверть периода, получаем реактивную мощность. Для основной гармоники всё так и работает. Но для высших гармоник, задержка отсчётов на четверть периода основной гармоники даёт ошибку, так как соответствующая фаза высших гармоник будет сдвинута не на 90°, а на 270° для 3 гармоники (т.е. будет учитываться в реактивной составляющей с противоположным знаком), для 5 гармоники учёт будет правильный, для 7 опять с противоположным знаком и т.д.

Для вычисления мощности, чтоб много данных не хранить/обрабатывать?

нет. Само определение действующего значения имеет в своей формулировке «за период» времени.
Формула Q=√(S²-P²) даёт значительную погрешность не потому, что она не точная, а потому, что при численных методах вычисления по значениям с отклонениями при малой разности S и P результат будет не точным ДАЖЕ ПРИ НАЛИЧИИ ТЕОРЕТИЧЕСКИ ЧИСТЫХ СИГНАЛОВ.
Т,е, S=U•I, P=U•I•cosφ для численных методов заменяются суммами. При этом, если имеется 128 отсчётов напряжения и тока с точностью 0.01%, то при sinφ=0.1 (почти активная энергия) погрешность вычисления Q составляет 1%.

[zoog]

Нет.

А почему? Энергия за период - это и будет мощность. Блин, придётся геометрию вспоминать(

Да, разумеется.

Откуда? Повторюсь:

Вы имеете в виду реактивный ток от гармоник (уже искажённого) входного напряжения?

силовой трансформатор - наличие сердечника ферромагнитного приводит к нелинейностям в потребляемом токе.

Спасибо, надо подумать.

потому, что при численных методах вычисления по значениям с отклонениями при малой разности S и P результат будет не точным ДАЖЕ ПРИ НАЛИЧИИ ТЕОРЕТИЧЕСКИ ЧИСТЫХ СИГНАЛОВ.

Вы имеете из-за недостаточной глубины квантования вх сигналов?

При этом, если имеется 128 отсчётов напряжения и тока с точностью 0.01%, то при sinφ=0.1 (почти активная энергия) погрешность вычисления Q составляет 1%.

А разве 1% - плохо для малых мощностей?

[mikaleus]

А разве 1% - плохо для малых мощностей?

Это для больших мощностей. Точность в данном случае не только точность квантования - речь идёт о точности измерения. Т.е. при наличии данных с точностью 0.01 % по действующему значению напряжению и тока (это на порядок лучше, чем обеспечивается стандартными ИМС) и чистом входном синусоидальном сигнале (точнее: цифровых отсчётах для 15 битного + знак = 16 бит квантования) и максимальное значение рассчитано для полной шкалы. Проблема как раз в численной математике. Кроме того, 128 отсчётов за период с синхронизацией отсчётов, что позволяет реализовать несколько вариантов отсчётов.

Энергия за период - это и будет мощность

Средняя за период мощность для реактивной энергии это основа.

[zoog]

Т.е. при наличии данных с точностью 0.01 % по действующему значению напряжению и тока (это на порядок лучше, чем обеспечивается стандартными ИМС)

Стандарт - не 14..16 бит разве? Я знаю, что в самых трешовых МК разрешение бит 12, но для счётчиков ведь и спец-ис выпускают, что д.б. лучше стандарта.

Проблема как раз в численной математике.

При близких значениях активной и полной мощности, так? Но это как раз тот случай, когда значение реактивной мощностй нам практически не важно для учёта энергии.

Средняя за период мощность для реактивной энергии это основа.

Не понял посылку. Энергия - это буквально интерграл мощности.

[mikaleus]

Стандарт - не 14..16 бит разве?

15 бит + знак - это и есть 16 битный АЦП с произвольной выборкой (R-2R или C-2C). Это позволяет синхронизировать выборки с частотой сети для БПФ.
Для спец ИМС используют дельта-сигама АЦП 16-20-21-24 бит. В последнее время де-факто 24 бита. Но там нет синхронизации с частотой сети.

При близких значениях активной и полной мощности, так? Но это как раз тот случай, когда значение реактивной мощностй нам практически не важно для учёта энергии.

Это вообще был теоретический расчёт при чистой синусоиде и использовался для сравнения алгоритмов расчёта. При наличии гармоник погрешность резко возрастает... даже при больших значениях sinφ=0.5...0,83.

Не понял посылку.

Реактивная мощность не рассматривается как мгновенное значение. Такая постановка не имеет физического смысла - только за период.

[zoog]

15 бит + знак - это и есть 16 битный АЦП

Т.е. точность - 0,003%.

Но там нет синхронизации с частотой сети.

Я повторю вопрос: повышенной Fs это не компенсируется? Какова допустимая фазовая ошибка (между сигналом и сэмплом)?

При наличии гармоник погрешность резко возрастает... даже при больших значениях sinφ=0.5...0,83.

Я опять повторю вопрос: откуда гармоники? Из-за наличия в цепи И реактивных И нелинейных потребителей?

Реактивная мощность не рассматривается как мгновенное значение. Такая постановка не имеет физического смысла - только за период.

Разумеется, мгновенная реактивная мощность имеет физический смысл. Вы хотели сказать - в цепи с полной нагрузкой по 1му сэмплу I, U нельзя определить долю реактивности, так?

[mikaleus]

Я опять повторю вопрос: откуда гармоники?

Даже генератор на электростанции даёт гармоники по напряжению порядка 1%
(в основном 5 и 7), так как обмотки в дельта включении (треугольником) для 3 гармоники формируют КЗ.

Из-за наличия в цепи И реактивных И нелинейных потребителей?

Это только усугубляет ситуацию.

мгновенная реактивная мощность имеет физический смысл.

нет. Речь не идёт о том, что

в цепи с полной нагрузкой по 1му сэмплу I, U нельзя определить долю реактивности

. Реактивная мощность это характеристика системы переменного напряжения потребитель-сеть (потребитель-генератор) при работе. Так как речь идёт о переменном напряжении, то такая характеристика является функцией периода. По одному сэмплу нельзя сказать и об активной мощности - речь идёт о мгновенной мощности.

повышенной Fs это не компенсируется?

Нет. Описывать почему не буду, так как это предмет научной деятельности моего коллеги...

Какова допустимая фазовая ошибка (между сигналом и сэмплом)?

Не корректная постановка вопроса. Речь может идти только о фазовых ошибкам между сигналами разных каналов измерения тока и напряжения. И о фазовых дрожаниях (джиттер)... Например, AD в своих ИМС позволяет компенсировать с шагом 0.02°. Это при cosφ=0.5 даёт дополнительную погрешность измерения активной мощности 0.06%. В принципе для бытовых счётчиков, да большинства счётчиков это достаточно (в соответствии со стандартами).