Алгоритмы расчета активной и реактивной мощности нагрузки электрических сетей переменного тока в программном обеспечении измерительного прибора

Abstract

Рассмотрены алгоритмы, в соответствии с которыми функционирует программное обеспечение современных приборов, измеряющих электрическую мощность и электроэнергию. Показано, что для реализации этих задач необязательно выполнять разложения в ряд Фурье. Активная мощность может быть рассчитана по мгновенным значениям напряжения и тока, а реактивная мощность – по действующим значениям этих величин. При этом необходимо применять интерполяцию между измеренными мгновенными значениями напряжения, чтобы учесть их сдвиг относительно значений тока в процессе работы многоканального аналого-цифрового преобразователя.. Представлен разработанный авторами четырехквадрантный ваттварметр, имеющий низкую стоимость и удобный для выполнения студентами лабораторных работ. Класс точности прибора составляет около 10, что не является критичным для лабораторных работ, где исследуются параметры электроприемников. Прибор защищен автоматическим выключателем, поэтому после короткого замыкания в схеме его работоспособность легко восстанавливается. Внедрение подобных приборов повысит качество образовательного процесса и снизит стоимость лабораторного оборудования.

The article considers the algorithms according to which the software of modern devices measuring electrical power and electricity operates. It is shown that in order to solve these tasks, it is not necessary to perform Fourier series calculations. Active power can be calculated from instantaneous values of voltage and current, and reactive power – from actual values of these values. It is necessary to apply interpolation between the measured instantane- ous voltage values in order to take into account their shift relative to the current values during operation of the mul- tichannel analog-to-digital converter. The article presents a four-quadrant wattwarmeter developed by the authors, which has a low cost and is convenient for students to perform laboratory work. The accuracy class of the device is about 10, which is not critical for laboratory work where the parameters of electrical receivers are studied. The device is protected by an automatic circuit breaker, therefore, after a short circuit in the circuit, its performance is easily restored. The introduction of such devices will improve the quality of the educational process and reduce the cost of laboratory equipment.