Как считать электрическую мощность зная потребляемый ток?, 1Ф, ~220В. Опции

[Слесарь]

Здравствуйте!
подскажите, если в сети переменного тока потребителями эл. энергии являются электродвигатели, а общий ток равен например 13А при 1Ф ~220В, то электрическую мощность рассчитываю помножив ток на напряжение и помножив на 0.85. Число 0.85 взято из фирменного буклета на основной двигатель, то есть, там указана потребляемая мощность при известном напряжении и токе, мощность в 0.85 раза меньше потребляемых при этом вольт-ампер.
Все бы хорошо, но бытовой электросчетчик при этом усреднено за месяц считает потребленную энергию по моим расчетам на 20% меньше. Что может быть?
Быть может бытовые электросчетчики плохо считают реактивную составляющую нагрузок?

может ли это быть связано с тем, что у меня по улице плохая электросеть, входное сопротивление сети около 4 Ом, обычное падение входящего напряжения на электросчетчике по указанной нагрузкой до 60В. которое после электросчетчика я компенсирую автотрансформатором и питаю оборудование.

[AlexandrY]

Число 0.85 взято из фирменного буклета на основной двигатель,

0.85 бывает только если мотор работает сторого на номинальных оборотах указанных на шильдике.
Если чуть холостой ход или перегрузка, то этот коэффициент уменьшается.
Может и до 0.1 доходить на холостых и даже в отрицательную сторону если вращение движка поддерживает нагрузка.

[Vasily_]

Быть может бытовые электросчетчики плохо считают реактивную составляющую нагрузок?

Домашние реактивку не считают.

[Molotov]

Здравствуйте!
подскажите, если в сети переменного тока потребителями эл. энергии являются электродвигатели, а общий ток равен например 13А при 1Ф ~220В, то электрическую мощность рассчитываю помножив ток на напряжение и помножив на 0.85.

Я щас посмотрел статью в Интернете и там мощность просто считается перемножением тока и напряжения. Я, честно говоря, сначала подумал, что считается по среднеквадратичной формуле. Так как считать-то вообще?

[Herz]

Я щас посмотрел статью в Интернете и там мощность просто считается перемножением тока и напряжения. Я, честно говоря, сначала подумал, что считается по среднеквадратичной формуле. Так как считать-то вообще?

"Щас статьи в интернете" недостаточно. Откройте учебник, там есть все ответы.

[wim]

электросчетчик при этом усреднено за месяц считает потребленную энергию по моим расчетам на 20% меньше. Что может быть?

Вечный двигатель?

[HardEgor]

подскажите, если в сети переменного тока потребителями эл. энергии являются электродвигатели, а общий ток равен например 13А при 1Ф ~220В,

Чем измеряли ток и напряжение?

Быть может бытовые электросчетчики плохо считают реактивную составляющую нагрузок?

Вполне.

[Dondob]

Бытовые счётчики считают не потреблённую энергию,ВА , а совершённую работу КВт-час; поскольку реактивная энергия не совершает работы, она не учитывается, и показания счётчика правильны

[AlexandrY]

Домашние реактивку не считают.

Да все они считают.
Через их оптический интерфейс это можно прочитать.

[Слесарь]

Чем измеряли ток и напряжение?

MASTECH MS8236
Так же при сверке фактического тока двигателя с данным предоставляемыми производителем двигателя при известной нагрузке, выявлено отличие тока менее 1%.
То есть, можно предположить амперметр не врет.

Через их оптический интерфейс это можно прочитать.

У меня механический счетчик с диском, класс точности 2, энергетики говорят что такой класс точности на сегодняшний день вполне приемлем и не нуждается в замене.

[wim]

можно предположить амперметр не врет

С погрешностью 3% при синусоидальной форме тока.
Ни один из моих знакомых слесарЕй не слышал, чтобы показания штангенциркулей измерительных приборов проверяли расчетами.

У меня механический счетчик с диском, класс точности 2, энергетики говорят что такой класс точности на сегодняшний день вполне приемлем и не нуждается в замене.

Энергетикам все равно, чем мы измеряем, потому что мы уже несколько лет как платим за полную, а не за потребляемую мощность.

[Baser]

Да все они считают.
Через их оптический интерфейс это можно прочитать.

Электронные счетчики могут считать все что угодно. Другое дело, что платим мы только за активную мощность, которая U*I*cosFi
А механические индукционные счетчики с диском считают только активную мощность.

У меня механический счетчик с диском, класс точности 2, энергетики говорят что такой класс точности на сегодняшний день вполне приемлем и не нуждается в замене.

Значит платите вы достаточно, чтобы ваши энергетики ничего не делали
У меня в городе в многоэтажке за последние 15-20 лет энергокомпания меняла счетчики уже три раза.
И каждый раз все на более новые и сложные. Сейчас стоит вообще с постоянным подключением по радиоканалу.
Показания снимать больше не нужно, только присылаемые счета оплачивай.
И коэффициентики в счетчике тоже могут "подкрутить" прямо из своего оффиса...

[AlexandrY]

Электронные счетчики могут считать все что угодно. Другое дело, что платим мы только за активную мощность, которая U*I*cosFi
А механические индукционные счетчики с диском считают только активную мощность.

Формула слишком упрощена.
Насколько помню электронные мощность считают разложением по гармоникам.
Механические при сильных гармонических искажениях могут считать что угодно.
Недаром их так славно умели тормозить.

[Слесарь]

С погрешностью 3% при синусоидальной форме тока.

цифру 3% это вы из тех. характеристик указанного прибора взяли?

[HardEgor]

MASTECH MS8236
Так же при сверке фактического тока двигателя с данным предоставляемыми производителем двигателя при известной нагрузке, выявлено отличие тока менее 1%.
То есть, можно предположить амперметр не врет.

Про ±(3,0%+5) для переменного тока вам уже написали.
Сверять с двигателем смысла нет - ток двигателя легко может на 15% меньше заявленного. Лучше бы сверили на известном сопротивлении.
А ток и напряжение измеряли на двигателе или на счетчике?

[Слесарь]

амперметр верно показывает, сверял с несколькими приборами, в том числе с "клещами", отличия елезаметны.

стал копать глубже нашел очумелое отличие замера потребляемой мощности счетчиком от вольт-ампер помноженных на коэффициент. проверяю счетчик на резистивной нагрузке...

Спасибо! вопрос решен....

[Tarbal]

Я щас посмотрел статью в Интернете и там мощность просто считается перемножением тока и напряжения. Я, честно говоря, сначала подумал, что считается по среднеквадратичной формуле. Так как считать-то вообще?

Среднеквадратичный ток умножается на среднеквадратичное напряжение на на косинус сдвига фазы между ними. При чисто активной нагрузке сдвига фазы нет и косинус равен единице.

амперметр верно показывает, сверял с несколькими приборами, в том числе с "клещами", отличия елезаметны.

стал копать глубже нашел очумелое отличие замера потребляемой мощности счетчиком от вольт-ампер помноженных на коэффициент. проверяю счетчик на резистивной нагрузке...

Спасибо! вопрос решен....

Вы стебаетесь?

[AlexandrY]

Среднеквадратичный ток умножается на среднеквадратичное напряжение на на косинус сдвига фазы между ними.

Среднеквадратическое - это статистическая величина.
Может и фазу надо брать среднеквадратическую?
А то не ясно в какой момент фазу измерять.
Скажем векторные регуляторы для движков фазу могут в течении одного периода менять много десятков раз.

[stells]

Среднеквадратичный ток умножается на среднеквадратичное напряжение на на косинус сдвига фазы между ними.

у меня тоже вопрос: перемножать надо среднеквадратические значения, а потом на косинус, или перемножать мгновенные значения, а потом брать от произведений среднеквадратическое? причем в этом случае вроде как активная мощность будет считаться и косинус не нужен?

[wim]

косинус не нужен?

Общее понятие - коэффициент мощности, оно годится для любой (несинусоидальной) формы тока и напряжения.
Косинус фи - это частный случай коэффициента мощности из времен Бонч-Бруевича, когда в электросети был синус, а нагрузкой была лампочка Ильича.

[stells]

Общее понятие - коэффициент мощности...

понятно... вопрос был, как правильно посчитать мощность: перемножить мгновенные значения и вычислить среднеквадратическое за период?

[wim]

как правильно посчитать мощность: перемножить мгновенные значения и вычислить среднеквадратическое за период?

Активная мощность - интеграл от произведения тока и напряжения за период. Полная мощность - произведение среднеквадратичных значений тока и аннпряжения.

[AlexandrY]

Активная мощность - интеграл от произведения тока и напряжения за период. Полная мощность - произведение среднеквадратичных значений тока и аннпряжения.

Период чего? Напряжения, тока, номинальной частоты сети... ?
Может правильнее говорить о мгновенной мощности, поскольку интегральная мощность не имеет практического применения.

[Слесарь]

Я посмотрел прогу своего измерителя напряжения-тока, там согласно проги установлен быстрый многоканальный АЦП, который 1/128 периода сетевого напряжения поочередно делает отсчет сначала действующего значения напряжения, а потом действующее значение тока. То есть, за один период сетевого мы имеем 64 отсчета значений напряжения и 64 отсчета значений тока.
Реально ли из этих данных вычислить cosF ?
Подскажите формулу?

Хочется добавить пару строчек к проге, чтоб помимо отображения среднеквадратичных значений напряжения, тока, отображать еще cosF, активную и реактивную мощности.

[stells]

Реально ли из этих данных вычислить cosF ?
Подскажите формулу?

Коэффициент мощности равен отношению потребляемой электроприёмником активной мощности к полной мощности.

[Слесарь]

а как программа отличит активную мощность от полной?

[stells]

а как программа отличит активную мощность от полной?

так а "пару строчек к проге" кто будет добавлять?

[wim]

быстрый многоканальный АЦП, который 1/128 периода сетевого напряжения поочередно делает отсчет сначала действующего значения напряжения, а потом действующее значение тока.

АЦП никак не может делать отсчеты действующих значений - он делает отсчеты мгновенных значений.
Произведение мгновенных значений тока и напряжения нужно просуммировать за период и поделить на число отсчетов - это будет активная мощность.
Действующее значение - квадратный корень из (суммы квадратов мгновенных значений, деленной на число отсчетов).
А вообще - зачем Вам это нужно, если можно готовое купить на Али?

[Слесарь]

я не зарегистрирован на али, да и вряд ли там будет нужный мне интерфейс.
извините попутал. отсчеты мгновенные значения...

Произведение мгновенных значений тока и напряжения нужно просуммировать за период и поделить на число отсчетов - это будет активная мощность.

какой выбрать период? один период сети переменного тока или допустим период 1 сек? в каких единицах при этом отобразится активная мощность в ВА ?

Действующее значение - квадратный корень из (суммы квадратов мгновенных значений, деленной на число отсчетов).

Как понимаю, мне еще нужна реактивная мощность?

Я вычисляю напряжение и ток на сегодняшний день так:

Код

unsigned int CalculateADC(void)
{
    char c;
    unsigned long s;
    unsigned long vol2;

    s = 0;
    medium_adc = MCP3208_GetADC( 2 ); // получить значение adc нуля амплитуды

    // выборка ранее произведенных 64 отсчетов АЦП
    for( c = 0; c < 64; c++ )
    {
        if( adc_vol[c] >= medium_adc ) vol2 = adc_vol[c] - medium_adc;
        else vol2 = medium_adc - adc_vol[c];

        s = s + (vol2 * vol2);  // накопление результата, квадратов 64 отсчетов
    }

    s = s >> 6; // 1/64;  среднеквадратичное

    return sqrt( s );
}

inputVoltage = (float)CalculateADC() / inputVoltageCoeff;

[Herz]

Период чего? Напряжения, тока, номинальной частоты сети... ?

Шутить изволите?

[stells]

Как понимаю, мне еще нужна реактивная мощность?

Вам полная нужна - произведение действующих значений за период

в каких единицах при этом отобразится активная мощность в ВА ?

Вт

[wim]

какой выбрать период? один период сети переменного тока или

... или целое число периодов.

Шутить изволите?

Видимо, имеется в виду хитрая нагрузка, потребляющая ток в импульсном режиме с периодом не кратным периоду сетевой частоты.
Я думаю, здесь эту тему лучше не развивать - товарищу бы с обычной нагрузкой разобраться.

[AlexandrY]

Шутить изволите?

Знаете ответ?

[Слесарь]

Произведение мгновенных значений тока и напряжения нужно просуммировать за период и поделить на число отсчетов - это будет активная мощность.

но ведь по этой формуле рассчитывается полная мощность в ВА ?
мне почему-то думалось для начала надо вычислять фактическое смещение фазы тока от фазы напряжения.

[AlexandrY]

товарищу бы с обычной нагрузкой разобраться.

Если бы читали предыдущие посты товарища, то знали бы что у него обычных нагрузок не бывает.
Все его вопросы с приколами.

[Слесарь]

думаю, здесь эту тему лучше не развивать - товарищу бы с обычной нагрузкой разобраться.

нагрузка, обычный электродвигатель под нагрузкой 2 кВт, на данный момент в плохой электросети с входным сопротивлением 4 Ом.

[stells]

но ведь по этой формуле рассчитывается полная мощность в ВА ?
мне почему-то думалось для начала надо вычислять фактическое смещение фазы тока от фазы напряжения.

https://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...t&p=1548163

отношение активной мощности к полной - коэффициент мощности, он же косинус фи для синуса

Сообщение отредактировал stells - Feb 26 2018, 07:05

[wim]

но ведь по этой формуле рассчитывается полная мощность в ВА ?

Нет

мне почему-то думалось для начала надо вычислять фактическое смещение фазы тока от фазы напряжения.

Забудьте про фазу - в сети давно уже трапеция вместо синуса и куча нагрузка с несинусоидальной формой тока. Считайте коэффициент мощности, а, если так хочется, можете назвать его "косинусом фи".

[Слесарь]

ссылка не открывается...

Забудьте про фазу - в сети давно уже трапеция вместо синуса и куча нагрузка с несинусоидальной формой тока. .

Тогда бы двигатель жужал как-то иначе... я же надеюсь там более менее синус

[stells]

в общем мне кажется алгоритм должен быть таким:
1.По таймеру оцифровываем ток и напряжение за период
2.По мере оцифровки складываем произведения тока и напряжения в ячейку памяти (A) с суммированием с предыдущими значениями, для вычисления активной мощности
3.По мере оцифровки складываем квадраты тока и напряжения еще в 2 ячейки памяти (U) и (I) с суммированием с предыдущими значениями, для вычисления полной мощности
4.По окончании периода содержимое A делим на число отсчетов и получаем активную мощность
5.По окончании периода содержимое U и I делим на число отсчетов, вычисляем корень каждого значения, перемножаем и получаем полную мощность
6.Делим активную мощность на полную и получаем коэффициент мощности

[wim]

алгоритм должен быть таким

Это то, что умеет считать современный электронный счетчик. Видимо, автору нужно что-то другое - например, посчитать сколько кВт*ч уходит на выполнение какой-то технологической операции. Криминализированное воображение рисует мрачную картину нелегальной лесопилки.

[Слесарь]

У меня тепловой насос. Хочу выводить на дисплей активную потребляемую мощность оборудования и cosF для наглядности.

[stells]

Хочу выводить на дисплей активную потребляемую мощность оборудования и cosF для наглядности.

а косинус фи зачем? он же не меняется

[Слесарь]

поговаривают, что в зависимости от нагрузки косФ различный...

[Tarbal]

Среднеквадратическое - это статистическая величина.
Может и фазу надо брать среднеквадратическую?
А то не ясно в какой момент фазу измерять.
Скажем векторные регуляторы для движков фазу могут в течении одного периода менять много десятков раз.

Стеднеквардатичное это RMS -- действующее значение. Шутка про фазу не смешная.

Шутить изволите?

Искрометен

[haker_fox]

поговаривают, что в зависимости от нагрузки косФ различный...

Соберите выборку токов и напряжений. И на основе них расчитывайте, что угодно. Только сбор данных нужно вести одновременно по двум (или сколько у вас фаз) каналам АЦП. Можете использовать специализированные микросхемы серии ADS131e0x.

[Слесарь]

а можно оцифровывать каналами напряжение и ток поочередно, а при анализе данных учитывать поправку на времяннкой промежуток необходимый для одного отсчета одним каналом?

[haker_fox]

а можно оцифровывать каналами напряжение и ток поочередно, а при анализе данных учитывать поправку на времяннкой промежуток необходимый для одного отсчета одним каналом?

Я думаю, что да. Ведь у вас вряд ли измениться пара "ток-напряжение" за столь короткий промежуток измерения.

[stells]

а можно оцифровывать каналами напряжение и ток поочередно, а при анализе данных учитывать поправку на времяннкой промежуток необходимый для одного отсчета одним каналом?

хорошая мысль! для "показометров", где главным инерционным элементом является глаз, нет смысла все пытаться сделать за один период, зато при переходе через 0 полно времени для переключения каналов АЦП... и поправка не нужна, в одном периоде по таймеру оцифровываем напряжение, в другом - ток, потом обрабатываем... только памяти больше потребуется

[haker_fox]

хорошая мысль! для "показометров", где главным инерционным элементом является глаз, нет смысла все пытаться сделать за один период, зато при переходе через 0 полно времени для переключения каналов АЦП... и поправка не нужна, в одном периоде по таймеру оцифровываем напряжение, в другом - ток, потом обрабатываем... только памяти больше потребуется

Я думаю, если взять любой классический МК со встроенным 12-битным АЦП, запусть его (АЦП) на преобразование по нескольким каналам, и вычиывать данные по прерыванию, то сдвиг между данными будет минимальным, можно сказать, условно, что они оцифрованы одновременно.
Но мы используем ADS131e04 для этих целей. Там синхронно четыре канала цифруется.

[Слесарь]

зато при переходе через 0 полно времени для переключения каналов АЦП... и поправка не нужна, в одном периоде по таймеру оцифровываем напряжение, в другом - ток,

Я же писал что за период сетевого АЦП производит 64 отсчета моментальных значений напряжения и 64 отсчета моментальных значений тока. поочередно, отсчет того..отсчет того...

[stells]

поочередно, отсчет того..отсчет того...

а потом перемножаете попарно для вычисления активной мощности и получаете ошибку около 1%... вроде немного, но ошибка накапливается еще на других вещах

[Baser]

Я же писал что за период сетевого АЦП производит 64 отсчета моментальных значений напряжения и 64 отсчета моментальных значений тока. поочередно, отсчет того..отсчет того...

Просто из ваших слов не совсем понятны ваши временнЫе соотношения.
Можно взять период 1/128 сек и равномерно через ~8 мс измерять попеременно то напр., то ток.
А можно взять период 1/64 сек и через ~16 мс измерять в каждой точке два канала напряжение и ток без пауз, так быстро, как АЦП может.
Во втором случае точность будет выше.

[rx3apf]

Что при 8 ms, что при 16 ms применительно к мощности в 50-Hz сети о точности вообще говорить не приходится. Вот если 64 пары отсчетов на период - уже на что-то похоже.

[Baser]

Что при 8 ms, что при 16 ms применительно к мощности в 50-Hz сети о точности вообще говорить не приходится. Вот если 64 пары отсчетов на период - уже на что-то похоже.

Извиняюсь, глаз замылился
Конечно, у ТС 128 измерений за период 50 Гц.
А поскольку, как я помню, применяет он какой-то старый PIC контроллер, то наверное и измеряет на его макс. частоте.
Ну, тогда мой пост не имеет смысла.

[wim]

ошибка накапливается еще на других вещах

На каких других?

[Слесарь]

какой-то старый PIC контроллер, то наверное и измеряет на его макс. частоте.

измеряет АЦП. контроллер считывает АЦП в прерывании по таймеру и пишет в память отсчеты на протяжении времени одного периода сети. как память заполнится обрабатывает данные, лишь только тогда какую-то начинает играть макс. частота, да и то, только для периодичности вывода результата на дисплей или принятия каких-то решений по условиям программы.
вообще там контроллер помимо расчета тока-напряжения успевает еще посчитать момент перехода фазы через ноль, принять решение и посчитать задержку, чтоб механическое реле успело переключиться в следующий момент когда фаза вновь окажется в нуле.
а еще обработать команды пользователя и обновить данные на дисплее.

[wim]

а можно оцифровывать каналами напряжение и ток поочередно, а при анализе данных учитывать поправку на времяннкой промежуток необходимый для одного отсчета одним каналом?

Это можно элементарно проверить цифровым осциллографом - в одном канале записать отсчеты напряжения, в другом - отсчеты тока. Затем в электронной таблице проредить их и сравнить, какая будет погрешность при разных вариантах обработки.

[stells]

На каких других?

делитель напряжения, датчик тока, выпрямитель для отрицательной полуволны или схема смещения ее в плюс, опорное напряжение, погрешность АЦП, тактовая частота контроллера, нецелое число отсчетов в периоде

Сообщение отредактировал stells - Mar 1 2018, 04:23

[wim]

делитель напряжения, датчик тока, выпрямитель для отрицательной полуволны или схема смещения ее в плюс, опорное напряжение, погрешность АЦП, тактовая частота контроллера, нецелое число отсчетов в периоде

С обнаружением перехода через ноль нет никаких проблем сделать "целое" число отсчетов. Все остальное нивелируется калибровкой.

[Слесарь]

Для расчета среднекрадратических значений напряжения-тока вроде не надо знать момент перехода фазы через ноль?

[Gorby]

Для расчета среднекрадратических значений напряжения-тока вроде не надо знать момент перехода фазы через ноль?

Фаза через ноль не переходит. Она вообще никуда не ходит. Фаза - сдвиг во времени между максимумами\минимумами\нулями напряжения и вызываемого им тока.
Фаза может быть положительной, отрицательной или (на активной нагрузке) нулевой.
В стационарном режиме (фиксированная нагрузка и электросеть) фаза не двигается и определяется характером нагрузки.