Анализатор качества напряжения - внешний вид

Анализатор качества напряжения HIOKI 3197

В этой статье я подробно расскажу, что такое качество напряжения, и как измерить его характеристики. Что важно, это будет не теоретическая википедийная статья, а статья, максимально приближенная к реальной жизни.

Это будет возможно сделать благодаря моему партнерству с Инженерной Компанией «Энергопартнер», основная сфера деятельности которой – измерение всевозможных энергетических параметров, в том числе параметров качества электросетей. ИК «Энергопартнер» проводит измерения при помощи Анализатора качества электроэнергии HIOKI 3197.

Этот замечательный прибор уже фигурировал в моих статьях – Падение напряжения в электросети и Работа ИБП в цепях управляющего напряжения.

Без Анализатора качества часто вообще непонятно, что происходит в сети – какие помехи, импульсные перенапряжения и провалы, коэффициент мощности cosϕ, и так далее. Приходится действовать наугад, используя свой опыт и эксперименты. А с японцем HIOKI из Нагано всё ясно-понятно.

Если нет анализатора качества – в народе обычно ставят стабилизаторы, но они отнюдь не решают все проблемы, и там не так всё однозначно. Пишу об этом в статьях Про стабилизаторы.

 

Внешний вид анализатора качества

HIOKI 3197 имеет свой ЖК дисплей 240х320, может записывать данные, которые потом скидываются на компьютер. На компьютер ставится программа, в которой всё можно просматривать и анализировать, выложу скриншоты.

Анализатор качества электросети HIOKI

Анализатор качества электросети

В Hioki шунты выглядят так:

Клещи для измерения тока нагрузки

Клещи для измерения тока

Клеммы для измерения напряжения:

Клеммы для измерения напряжения на нагрузке

Клеммы для измерения напряжения

При помощи шунтов и клемм прибор получает полную картину того, что происходит в электросети.

Процесс измерения параметров качества электроэнергии

Процесс измерения параметров качества электроэнергии в трехфазной сети

Теперь теория, тесно переплетающаяся с практикой.

 

Из чего сделана электроэнергия?

Электроэнергия, которой питается потребитель, имеет несколько параметров, которые мы сейчас рассмотрим. Параметры эти существуют не просто так, сами по себе. Питающая сеть – это система, состоящая из нескольких частей, которые взаимосвязаны и влияют друг на друга. Основные составляющие системы электропитания:

  • Генератор (источник) электроэнергии,
  • Линия электропередачи,
  • Нагрузка.

Нас, конечно же, интересует питание нагрузки. Итак, посмотрим, что мы можем измерить и посмотреть реально в питающей сети:

 

Напряжение

Это – самый важный параметр, определяющий в основном качество и характеристики всей энергосистемы. Будем рассматривать трехфазную систему, не смотря на то, что в быту мы привыкли к одной фазе.

Если читатель не подготовлен, рекомендую мою статью – Чем три фазы отличаются от одной.

Старый ГОСТ 13109-97 “Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения” гласит, что действующее (или среднеквадратическое, что для синуса одинаково) фазное напряжение в питающей сети должно составлять 220 ±10% = 198…242 В. Однако, новый ГОСТ 29322-2014 “Напряжения стандартные” “повысил” напряжение до 230 В ±10 % = 207…253 В. При этом разрешено действие напряжения и 220, и 230 В. Линейные напряжения (между фазами) будут соответственно 380 и 400 В.

Что реально происходит в электросети, видно на экране анализатора качества электроэнергии Hioki 3197:

Линейные напряжения 380...400 В в трехфазной сети

Линейные напряжения в трехфазной сети

Напряжение колеблется около среднего уровня 395 В с отклонением 2..3 В за период измерения около 12 минут. Судя по одинаковым провалам на всех фазах, где-то примерно каждые пол минуты на 5-10 секунд включается мощная трехфазная нагрузка. Что бы это могло быть?

Это линейные напряжения, фазные в солидных сетях не измеряются. Но если это нужно, можно легко перевести фазное в линейное напряжение и обратно, используя формулу:

Формула линейного напряжения

Формула линейного напряжения, зависимость от фазного

Для понимания – Uл = 380 В, Uф = 220 В, а формула “наоборот” будет выглядеть так:

Формула зависимости фазного напряжения

Формула зависимости фазного напряжения от линейного

График, приведенный выше, может записываться в память прибора и длиться до нескольких дней. Таким образом можно проанализировать, как меняется напряжение в течение суток, и подобрать стабилизатор, либо вообще его не ставить.

Кроме того (что очень важно!), можно зафиксировать и посмотреть все “артефакты” на напряжении. Например, скачки напряжения, провалы, пусковые токи, и т.д. Пороги событий устанавливаются в настройках.

Пример экрана, на котором отображены события:

Анализатор качества электроэнергии

События и деталировка на экране анализатора качества

Ток

Когда-то в детстве отец мне купил мой первый тестер – ТЛ-4М, за 40 рублей. Я мерил всё подряд, пока мою голову не посетила “гениальная” идея – измерить ток в розетке. Включил максимальный предел – 3 А, и…

В итоге – выбило пробки, в тестере сгорел шунт, а я понял – что ток измеряется всегда только ЧЕРЕЗ нагрузку. С тех пор средства измерения тока сильно шагнули вперед, и для этого используются только токовые клещи (трансформаторный метод), шунты практически не применяются.

Ток, точнее, его значение, форма и составляющие, значительно зависит от нагрузки. Например, вот как выглядит форма напряжения и тока при работе диммера:

График напряжения и тока

Напряжение в сети и ток ЧЕРЕЗ диммер

Естественно, присутствуют гармоники тока и напряжения, которыми определяется форма.

Гармоники напряжения и тока на экране прибора

Гармоники напряжения и тока

Гармоники напряжения и тока можно увидеть в графическом виде, как на скрине выше, так и в вида таблицы – с 1-й до 50-й гармоники. И для однофазной, и для трехфазной сети.

Например, вот такая табличка:

Список гармоник тока и напряжения в табличной форме

Список гармоник тока и напряжения

Я же обещал, что прибор интересный? Для пытливого ума.

 

Частота

Все знают, что частота питающего напряжения у нас в розетке равна 50 Гц. Это означает, что 50 раз в секунду всё повторяется. Иначе говоря, длительность периода напряжения равна 20 мс.

Вас когда-нибудь било током? Помните, как трясло тело? Вот – это те самые 50 Гц. Хотя, по моим ощущениям, трясёт с частотой 10-20 Гц. Б-р-р.

Если точнее, то согласно ГОСТ 29322-2014 частота напряжения должна быть 50 ±0,2 Гц. То есть, от 49,8 до 50,2 Гц.

Пожалуй, частота – единственный параметр, на который ничего не влияет. И её стабильность зависит только от работы электростанции.

Вот как график частоты выглядит на экране анализатора качества электроэнергии:

Как меняется частота 50 Гц в сети

Hioki 3197 – Частота питающей сети

 

 

Коэффициент мощности и гармоники

Это уже другая история, которую я расскажу в другой раз.

 

Заключение

У меня накопились десятки скриншотов и часы графиков параметров электроэнергии. Hioki умеет гораздо больше, чем изложено в этой короткой статье. Например, служить в качестве эталонного электросчетчика и строить график потребляемой мощности, измерять коэффициент мощности cos φ и коэффициент реактивной мощности tg φ.

Естественно, всё это рассказать и показать физически невозможно.

Но кому интересно ознакомиться с возможностями прибора полнее – выкладываю инструкцию по эксплуатации:

Hioki manual (390 Загрузок)

Всем добра, приглашаю, как обычно, к общению в комментариях.

 

Понравилось? Поставьте оценку, и почитайте другие статьи блога!
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5
(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...