Разница при измерении напряжения

 Вимоги та норми якісного постачання електроенергії в Україні визначені державним стандартом ГОСТ 13109-97 «Норми якості електричної енергії в системах електропостачання загального призначення» введеним в дію з 1 січня 2000 відповідно до наказу Держстандарту України від 18.06.99 № 354, параметри якості електричної енергії в електричних мережах мають відповідати таким вимогам:
      ·  діюче значення напруги має бути у межах 220 В ± 10 %,
      ·  частота - 50 Гц ± 1 %,
      ·  коефіцієнт гармонік (спотворення форми вихідного сигналу – несинусоїдальності ) - тривало до 8 %, короткочасно - до 12 %.
    В силу різних обставин дуже часто буває що форма напруги в мережі відрізняється від синусоїдальної. При різних типах навантаження мережі форма напруги міняється з синусоїди на трикутник або трапецію. Форма напруги впливає на роботу споживачів електроенергії, змінюючи задекларовані виробником технічні характеристики в певних межах.
Від форми напруги, також, залежать результати вимірів більшості вимірювальних пристроїв.
    Більшість сучасних вимірювальних пристроїв (побутові чи напівпрофесійні тестери) вимірюють напругу по стандартному алгоритму вимірювання яке відповідає діючому значенню напруги для ідеальної синусоїди.
    Тому, діюче значення напруги, заміряне такими вимірювальними приладами будуть відрізнятись від реальних (будуть мати похибку). Величина цієї похибки буде залежати від степеня спотворення форми синусоїди, тактової частоти мікропроцесора та програмного алгоритму вимірювального приладу.
    Наприклад, при перевантаженні мережі споживачами імпульсних блоків живлення – персональні комп’ютери та ін., форма напруги буде наближатись до трапеції. При цьому, тестери та ін. вимірювальні пристрої будуть видавати похибку, тому що мають закладений алгоритм вимірювання тільки для ідеальної синусоїди, а для даного випадку такий метод вимірювання працюватиме не адекватно. При цьому, як показали дослідження, в залежності від класу тестера вказана похибка буде різною і може сягати 20 %. Максимально зафіксована різниця у вимірах при недовантаженій мережі (коли вимкнені потужні промислові навантаження  -  форма напруги наближається до трикутної), сягала 60 В .
    На відміну від побутових тестерів в стабілізаторах АСН застосований швидкісний сучасний процесор і спеціально адаптований для таких випадків програмний алгоритм  який дозволяє провести точне вимірювання діючого значення вхідної та вихідної напруги.

                                     Рис. 1.                                                            Рис. 2.

Рис. 1. Ідеальна синусоїда.

Рис. 2. Типова форма напруги в мережі, яка сутєво відрізняється від синусоїдальної (коефіцієнт гармонік 3-7%).

  Реальний приклад. Візьмемо будь-який стабілізатор напруги з вимірюванням по стандартному алгоритму (більшість дешевих стабілізаторів іноземного виробництва), увімкнутий до UPS який має квазісинусоїдальну вихідну напругу з діючим значенням 220 В. Електроніка стабілізатора «побачить» на вході не 220 В а 160 В і прийме рішення що напругу потрібно підвищити на 60 В. В результаті, на побутовий пристрій попаде напруга 280 В (до 220 В від UPS доплюсується 60 В від стабілізатора). При цьому логіка стабілізатора вважатиме що на вихід подано 220 В. Щоб побачити 280 В, потрібно заміряти напругу на виході стабілізатора професійними вольтметрами які коректно міряють діюче значення.

lvt.ua