Разница при измерении напряжения

    Требования и нормы качественного снабжения электроэнергии в Украине определены государственным стандартом ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего применения» , введеным в действие 1января 2000 соответсвенно с приказом Госстандарта Украини від 18.06.99 № 354, параметры качества электрической энергии в электрических сетях должны соответствовать таким требованиям:
      ·  действующее значение напряжения должно быть в пределах 220 В ± 10 %,
      ·  частота - 50 Гц ± 1 %,
      ·  коэффициент гармоник (искажения формы выходного сигнала – несинусоидальности ) - длительно - до 8 %, кратковременно - до 12 %.
    В силу различных обстоятельств очень часто бывает, что форма напряжения в сети отличается от синусоидальной. При разных типах нагрузки сети, форма напряжения меняется из синусоиды на треугольник или трапецию. Форма напряжения влияет на работу потребителей электроэнергии, меняя декларированные изготовителем технические характеристики в некоторых пределах.
    От формы напряжения также зависят результаты измерений большинства измерительных приборов.
    Большинство современных измерительных приборов (бытовые или полупрофессиональные тестеры) измеряют напряжение по стандартному алгоритму измерения, которое соответсвует действующему значению напряжения для идеальной синусоиды.
    Поэтому, действующее значение напряжения, измеренное такими измерительными приборами, будет отличаться от реального (будет иметь погрешность). Величина этой погрешности будет зависить от степеня искаженности формы синусоиды, тактовой частоты микропроцессора и программного алгоритма измерительного прибора.
    Например, при перегрузке сети потребителями импульсных блоков питания – персональные компьютеры и др., форма напряжения будет стремиться к трапеции. При этом, тестеры и др. измерительные приборы будут выдавать погрешность, потому что имеют встроенный алгоритм измерения только для идеальной синусоиды, а в данном случае такой метод измерения будет работать неадекватно. При этом, как показали исследования, в зависимости от класса тестера, указанная погрешность будет разной, и может достигать 20 %. Максимальная зафиксированная разница в измерениях при недогруженной сети (когда исключены мощные промышленные нагрузки  -  форма напряжения стремится к треугольной), достигала 60 В .
    В отличие от бытовых тестеров, в стабилизаторах АСН применен быстрый современный процессор, и специально адаптированный для таких случаев программный алгоритм,  который позволяет провести точное измерение действующего значения входного и выходного напряжения.

                                     Рис. 1.                                                            Рис. 2.

Рис. 1. Идеальная синусоида.

Рис. 2. Типовая форма напряжения в сети, которая существенно отличается от синусоидальной (коэффициент гармоник 3-7%).

  Реальный пример. Возьмем любой стабилизатор напряжения с измерением по стандартному алгоритму (большинство дешевых стабилизаторов иностранного производства), подключенный к UPS, у которого квазисинусоидальное выходное напряжение с действующим значением 220 В. Электроника стабилизатора «увидит» на входе не 220 В, а 160 В, и примет решение, что напряжение надо повысить на 60 В. В результате, на бытовой прибор попадет напряжение 280 В (к 220 В от UPS, добавится 60 В от стабилизатора). При этом логика стабилизатора будет считать, что на выход подано 220 В. Чтобы увидеть 280 В, надо замерять напряжение на выходе стабилизатора профессиональными вольтметрами, которые корректно измеряют действующее значение.