Если речь идет о графике в сообщении #18, то да. Отсутствующие значения около 22:20 скорее всего связаны с перепрошивкой (на 2.7.6-rc1) и перезагрузкой контроллера.
Учитывая заявленный класс точности 0.5 для активной мощности, предположу, что напряжения должны измеряться с еще большей точностью.
Запрошенный файл прилагаю.
map3e_rpc.log (6,7 КБ)
Спасибо за помощь!
Обновитесь ещё раз из той же ветки (версия rc3) и попробуйте снова.
Межфазные (линейные) - нет. Счётчик физически измеряет только напряжения между нейтралью и фазами, для вычисления мощности и энергии нужны только они. Они вычисляются с очень маленькой ошибкой, и эти параметры есть в метрологическом описании средства типа измерения.
Линейные (межфазные) напряжения, к сожалению, не измеряются, а вычисляются из двух фазных напряжений и угла между фазами. Так что ошибка там больше.
1 лайк
Да, сейчас всё выглядит хорошо. Пока можете использовать эту прошивку из ветки, мы её ещё потестируем и отпишемся, когда прошивка будет выпущена.
Действительно, к сожалению. До последнего надеялся, что линейные именно измеряются, о чем и писал, и Вы подтвердили, что измеряемые напряжения “вычисляются с очень маленькой ошибкой”. Подскажите, пожалуйста, а как вы определяете угол между фазами?
Спасибо! А как быть с остальными вопросами?
Достаточно стандартно. От фазных напряжений отфильтровывается первая гармоника, детектируется переход через ноль. Фаза вычисляется по разнице времени перехода через ноль. Ошибка там, по-моему, 0.2 градуса. Разность фаз - это метрологическая характеристика, она есть в описании типа с нормируемой точностью.
Вы же про это?
Если коротко: нет никаких “треугольников мощностей”, это упрощение из середины прошлого века, когда все потребители были линейными, а все токи и напряжения, соответственно, - синусоидальными.
Как оно на самом деле, для любых нагрузок:
-
есть активная мощность, P. Она единственная имеет физический смысл, стоит денег, вы за неё платите. Определяется как интеграл мгновенных значений напряжения и тока, счётчики (и наш в том числе), считают её именно так - прямым интегрированием.
-
Есть I_rms и U_rms - они же “действующие” значения напряжения и тока. Определяеются как средневадратичные значения мгновенных. Счётчики их тоже считают - прямым подсчётом средневадратичного. Наши счётчики считают их как среднее за ~30 полупериодов, т.е. ~3 раза в секунду.
-
Есть S, она же “полная мощность”. По определнию это I_rms * U_rms. Счётчики её так и считают. Можете проверить, числа должны сходиться идеально, потому что S вычисляется как произведение I_rms * U_rms. Можно пользоваться в “смысле нагрузка с S=2кВт греет провода так же, как резистивная нагрузка с P=2кВт”. Физический смысл в том, что ток (I_rms) такой же.
-
Есть PF, коээфициент мощности. По определению PF = P/S. Заметьте, что тут нет никаких углов и косинусов. Физический смысл: греем провода в 1/PF^2 раз сильнее, чем нормальная активная нагрузка с такой же активной мощностью.
-
Есть “неактивная мощность”, в стандарте - N, определяемая как N^2 = S^2 - P^2. Физический смысл лично мне непонятен. Что-то типа “бесполезно греет провода так же, как двигатель с Q=N”.
Всё, понятные вещи кончились. В реальной жизни в бытовых условиях у вас сильно нелинейные нагрузки. Поэтому дальше веселее:
- Q - реактивная мощность. Для нелинейной нагрузки не определена вообще. В разных стандартах IEC есть разные определения для разных случаев. В России последний стандарт IEC не принят как ГОСТ МЭК, так что для нелинейной нагрузки реактивная мощность просто не определена, а счётчик может показывать что угодно. При поверке и метрологических испытаниях нормируется только для линейной нагрузки.
Обычно принимается как реактивная мощность первой гармоники Q_1 (т.е. линейной составляющей). Внутри наших счётчиков принимается так, считается как интеграл произведения мгновенных значений напряжения и тока, сдвинутых на 90 градусов по фазе.
Иногда счётчики выводят неактивную мощность N вместо Q, благо для линейных нагрузок они совпадают. Особенно любят это делать счётчики Меркурий,чтобы не огрочать школьного учителя физики. Иногда к неактивной мощности добавляют знак в соотстветствии с квадрантом задержки тока от напряжения, чтобы окончательно все запутались.
Q_1 от N на каких-нибудь светодиодных лентах может отличаться в разы, отличаться по знаку. Напомню, что физического смысла реактивная мощность с таким определением не имеет. Вообще никакого. - косинус фи. В стандартах такого вообще нет. Для линейной нагрузке PF=cos(phi), где фи - разность фаз между током и напряжением. Опять же, некоторые счётчики так просто подписывают PF (который обязаны считать по стандарту, как выше).
- “фи”. Угол или разность фаз между током и напряжением. Что такое угол или разность фаз между двумя несинусоидальными периодическими сигналами - никто не знает. Стандарт определяет только для линейных нагрузок. Кто-то (мы например) вычисляет как угол между первыми гармониками тока и напряжения. Кто-то вычисляет просто как задержку пересечения сигналами нуля делённую на 20мс, что должно давать то же самое, но сильно больше шумит на некоторых нагрузках типа LED-ламп.
1 лайк
Спасибо за разъяснения. Действительно, судя по историческим данным, Фазовый угол L2 выше 0,2 градусов не отклонялся от нуля как до так и после прошивки.
Если под нагревом подразумевается тепловыделение, то наверное, все-таки в 1/PF^2 раз сильнее.
1 лайк
Это новое для меня. Прошу поделиться ссылкой на стандарт. Сетевая организация в ТУ написала “Организовать в ВЩУ систему учета электроэнергии, удовлетворяющую требованиям Постановления Правительства РФ от 04.05.2012 № 442, с использованием средства коммерческого учета электрической энергии (мощности) трехфазного прямого включения, обеспечивающего почасовые измерения активной и реактивной энергии в сетях переменного тока в двух направлениях, для определения объемов приема (выдачи) электрической энергии из электрической сети (в электрическую сеть)”. Затем установила счетчик
Фобос-3, где нет “неактивной мощности”. С учетом новых вводных прошу пояснить, что у вас подразумевается под параметрами “Энергия AP L1”, “Энергия AN L1”, “Энергия RP L1”, “Энергия RN L1”.
это вот это:
A-активная, R-реактивная
P-в прямом направлении, N - в обратном.
AP - активная в прямом
AN - активная в обратном
и т.д.
IEC 62053-24 Electricity metering equipment (a.c.) – Particular requirements –
Part 24: Static meters for reactive energy at fundamental frequency (classes
0,5 S, 1 S and 1). Осторожно, в РФ он ещё не принят.
Стандарт даже сокрушается, что
К сожалению, не смог найти, где можно бесплатно скачать полный текст стандарта. Из приведенного Вами фрагмента вижу, что стандарт в первую очередь оперирует все-таки более привычным термином “реактивная мощность”, а “неактивная мощность” - это синоним.
Формула
“треугольная”. Если для активной мощности формула аналогичная, только с косинусом, то формулу N^2 = S^2 - P^2 можно получить из тригонометрии.
Однако хотелось бы приблизить основную тему к закрытию. Если я правильно понял, то (см. стартовый пост):
пункт 1. U L1-L2 не измеряется напрямую, а вычисляется как векторная разность. Была ошибка в математике, ожидается выпуск новой прошивки.
пункт 3. P, S, PF вычисляются верно и значения должны совпадать с другими аналогичными измерительными приборами, так как это стандарт. Q и угол вы считаете по первым гармоникам, из-за чего в случае нелинейных нагрузок: модуль Q оказывается занижен (S^2>P^2+Q^2); P<>Urms * Irms * cos(фи); Q<>Urms * Irms * sin(фи); cos(фи)<>PF.
По пункту 2 просьба разъяснить, в чем необходимость учитывать знак у пиковых значений и можно ли его убрать. Скорее всего, модули пиковых значений на отрицательной и положительной соседних полуволнах будут примерно равными. В то же время, пики со знаками сложнее анализировать, так как получается большой размах по оси ординат.
P.S. Почему присутствуют нулевые значения?
Нет, вы поняли эту часть неправильно. Реактивная мощность не определена для несинусоидальных токов вообще. Соответсвенно значение не может быть занижено или завышено, его сравнивать просто не с чем.
Наш счётчик у несинусоидальных токов измеряет реактивную мощность фундаментальной составляющей (в соответствии с IEC 62053-24). Счётчики других производителей могут измерять её же, а могут показывать sqrt(S^2-P^2). Возможно есть и какие-то другие способы: стандарта же нет, и физического смысла у этого числа тоже нет.
На синусоидальных токах все счётчики (включая наш) должны показывать одинаковую реактивную мощность/энергию.
Необходимости нет, убрать знак есть в планах на будущее.
Извините, но почему неправильно?! Обращаясь к выделенной цитате: про угол Вы написали в пункте 7 сообщения #30, а соотношения - это всего лишь констатация факта с картинки из первого сообщения. Несмотря на то, что “Реактивная мощность не определена для несинусоидальных токов”, вы все же ее (а также угол между током и напряжением) вычисляете, а не ставите прочерки, поэтому приведенные соотношения имеют право на существование. Предполагаю, что теоретики знают как правильно посчитать реактивную мощность в общем произвольном случае, но на практике это очень сложно реализовать и никому особо не интересно. Что касается меня, то я преследовал цель проверять показания P/Q умного счетчика, установленного сетевиками, с помощью вашего, обладающего большей точностью, но не знал, что “Счётчики других производителей могут измерять её же, а могут показывать sqrt(S^2-P^2)”, и что равенство может быть только при синусоидальных токах (практически никогда в моем случае).
Про знак пиков понял, просьба ответить насчет нулевых значений.
Это у нас логирование так работает, там есть усреднение и когда менятся знак, получается значение около нуля. То есть в регистре нулевых значений нет.
Конкретно в этом случае мы это исправим в прошивке, сделаем U_peak и I_peak беззнаковыми.
Добрый день!
Выпустили прошивку 2.8.0. исправили расчет линейных напряжений и сделали пиковые значения беззнаковыми.