Как рассчитать трехфазный киловатт-час по данным временной выборки

Моя проблема в том, что я хочу рассчитать трехфазную мощность по временным данным о токе и напряжении.

Мои вопросы:

  1. Как я могу рассчитать энергию (единица киловатт-час) из данных выборки времени? Имеются ли какие-либо уравнения?

  2. Нужно ли учитывать фазовый сдвиг? (Как рассчитать фазовый сдвиг? Как связать это с расчетом трехфазной мощности?)

  3. Есть ли лучшая платформа для решения моего вопроса?

Я получаю мгновенное значение выборки (не непрерывное). (У меня есть несколько датчиков, которые дают ток и напряжение - я конвертирую их в цифровые данные для обработки). Получается около 50 выборок в секунду. (Должна ли она равняться нулю, когда мы используем всю мощность трех фаз - из-за фазового сдвига 120?) Как я могу рассчитать общую трехфазную энергию из этих выборочных значений? Я обрабатываю свои данные в Arduino.

(Я не знаю, что это место, чтобы задать мой вопрос (если я могу получить лучшую помощь от кого-то еще, пожалуйста, предложите мне).)


matlab arduino math signal-processing discrete-mathematics
person Hacker    schedule 02.05.2013    source источник
comment
Если вы хотите измерить реальную (не реактивную) мощность, вам также необходимо рассчитать коэффициент мощности вашей нагрузки (т. е. фазовый сдвиг между напряжением и током).   -  person Paul R    schedule 02.05.2013
comment
да, у меня тоже есть коэффициент мощности   -  person Hacker    schedule 02.05.2013
comment
Вы можете попробовать задать вопрос на electronics.stackexchage.com, так как это больше вопрос по электронике, чем по программированию. (вот почему он был закрыт здесь, по-видимому).   -  person Paul R    schedule 02.05.2013

Ответы (1)


arrow_upward
2
arrow_downward

Численное исчисление в помощь.

Если у вас есть несколько образцов напряжения и тока, то у вас также есть столько же образцов мгновенной мощности: P(t) = U(t) * I(t).

Теперь у вас есть сила и время, вы можете интегрировать силу относительно времени. Простым числовым подходом является правило трапеций. Этот вопрос помечен как «Arduino», и я достаточно хорошо знаю C, поэтому вот несколько псевдо-C, иллюстрирующих эту технику:

int n_samples = 1000; // or however many samples you have
double integral = 0.0;
for (int i = 0; i < n_samples - 1; i++) {
    integral += (samples[i] + samples[i + 1]) / 2;
}

integral *= (t_max - t_min) / n;

Где t_min и t_max — время начала и окончания выборки соответственно, n_samples — количество полученных выборок, samples — массив (предположительно double или около того), который содержит рассчитанные мгновенные значения мощности. integral будет хранить результат.

person Community    schedule 02.05.2013
comment
Спасибо за ваш повтор. Я сомневаюсь в трех фазах. Как рассчитать это в случае трех фаз? Нужно ли учитывать фазовую коррекцию в трех фазах? - person Hacker; 02.05.2013
comment
@Hacker Как насчет добавления трех результатов? - person ; 02.05.2013
comment
Но я думаю, что при трехфазном расчете необходимо столкнуться со сдвигом фаз. - person Hacker; 02.05.2013
comment
@Hacker Я все равно не совсем понимаю, что вы хотите вычислить. Если это общая энергия, то просто сложите их вместе. - person ; 02.05.2013
comment
У вас есть какие-нибудь идеи о том, как мы можем вычислить фазовый сдвиг? - person Hacker; 02.05.2013
comment
Я хочу контролировать трехфазное питание. И я планировал сделать систему, которая будет отображать живые киловатт-часы и общие киловатт-часы отрасли. - person Hacker; 02.05.2013
comment
Что именно вы измеряете? Вы измеряете U и I во всех трех фазах отдельно? - person anandr; 02.05.2013
comment
да да Я получил выборочные значения тока и напряжения всех фаз. Из этих значений я хочу измерить киловатт-час трехфазной системы. И я также получил коэффициент мощности от другого инструмента - person Hacker; 02.05.2013
comment
Я сомневаюсь, что вы измеряете быстрее, чем 100 раз в секунду, поэтому у вас есть локальное среднее время как U, так и I каждой фазы (в противном случае у вас будут мгновенные U и I, а также мгновенная колебательная мощность). Затем рассчитайте мощность для каждой фазы, как предложил H2CO3, и просто суммируйте их, чтобы получить общую мощность. Подробнее см. здесь: ece.mst.edu/media/ академический/ece/documents/classexp/ee209labs/ - person anandr; 02.05.2013
comment
да, у меня около 100 выборок в секунду. @anandr Нам нужно учитывать фазовый сдвиг / или нужна какая-либо коррекция, связанная с фазой? - person Hacker; 02.05.2013
comment
@anandr Я получаю мгновенное значение выборки (не продолжается). (У меня есть несколько датчиков, которые дают ток и напряжение - я преобразовываю их в цифровые для обработки). Около 50 выборок получается из 1 секунды. (Должен ли он быть равен нулю, когда мы используем всю мощность трех фаз - из-за фазового сдвига 120) . Как я могу рассчитать общее количество трехфазных киловатт-часов из этих выборочных значений. Я обрабатываю свои данные в ардуино. - person Hacker; 02.05.2013
comment
Мощность переменного тока не является простым произведением напряжения и тока — нагрузки имеют резистивную и реактивную составляющие, поэтому напряжение и ток имеют относительный фазовый сдвиг (коэффициент мощности), который необходимо учитывать. - person Paul R; 02.05.2013
comment
@PaulR Разве P(t) = U(t) * I(t) не верно для мгновенных значений? OP утверждает, что у него есть образцы обоих. - person ; 02.05.2013
comment
@ H2CO3: это верно для векторной суммы реальной + реактивной мощности, но обычно вы хотите измерить реальную мощность, поэтому вам нужен фазовый угол. - person Paul R; 02.05.2013
comment
@PaulR Хорошо, я понимаю, что вы имеете в виду, мы говорим о двух разных значениях. (По-вашему, достаточно умножить все это на cos(phi), если есть?) - person ; 02.05.2013
comment
@H2CO3: да, но сначала нужно измерить phi. И, конечно же, все становится еще сложнее, если нагрузка нелинейна. Подробности см. на en.wikipedia.org/wiki/Power_factor. - person Paul R; 02.05.2013
comment
@PaulR Да, мне нужна идея, как рассчитать фазовый сдвиг по образцам напряжения и тока. Я изо всех сил пытаюсь вычислить фазовый сдвиг - person Hacker; 02.05.2013