Приложение О (справочное). Показатели контроля нагрузки

Приложение О
(справочное)

Показатели контроля нагрузки

О.1 Общие положения

Внедрение энергосберегающего (ЕЕ) подхода в системах с приводом от электродвигателей переменного тока (например, насосы, компрессоры) или мероприятий по управлению активами требует применения показателей контроля нагрузки на основе количественных величин электрической энергии.

Примером внедрения таких показателей контроля нагрузки является обнаружение внезапных изменений или дрейфов активной мощности или тока фазы.

О.2 Перечень показателей

В таблице О.1 приведены минимальные требования к предложенному набору показателей, рекомендованные для анализа ЕЕ или управления активами.

Достоверность и сходимость, указанные в таблице О.1, применимы ко всей цепочке контроля, включая внешние датчики при наличии.

Выбор показателей, приведенных в таблице О.1, осуществляют по усмотрению производителя.

Таблица О.1 - Перечень показателей контроля переменного тока

Наименование показателя	Определение	Единица измерения a)	Обозначение	Минимальный диапазон	Достоверность c)	Сходимость d)
Ток фазы х	Значение тока, протекающего в фазе х электрораспределительной сети	А	I x	0,4I e - 0,7I e	25 %	2 %
				0,7I e - 1,1I e	10 %	2 %
Напряжение фаза - фаза	Напряжение между фазами	В	U pg	0,9U e - 1,1U e	5 %	2 %
Напряжение фаза - нейтраль	Напряжение между фазой многофазной сети и точной нейтралью	В	V pN	0,9U e/sqr(3) - 1,1U e/sqr(3)	5 %	2 %
Общая фактическая мощность	Сумма фактической мощности во всех фазах электрораспределительной сети	Вт	Р	PF 0,9	20 %	3 %
Общая фиксируемая мощность	Сумма фиксируемой мощности во всех фазах электрораспределительной сети	ВА	S	-	25 %	3 %
Ток небаланса b)	Соотношение между максимальным отклонением тока любой фазы от среднего значения тока и средним значением тока	%	I Imb	70 % - 130 %	10 баллов е)	2 балла е)
Коэффициент мощности	В периодических условиях отношение абсолютного значения фактической мощности Р к фиксируемой мощности S:	Без единицы измерения	PF ( в IEC 60050)	0,5-1	0,30 f)	0,04 f)
Примечание 1 - Если производителем не заявлено иное, предполагается, что влияние температуры окружающего воздуха компенсируется. В противном случае стандартная температура окружающего воздуха должна быть указана производителем. Примечание 2 - Характеристики функционирования могут быть отнесены к классам PROFIEnergy с X по Y, класс точности 2, который формируется на основе достоверности и сходимости данных. a) Абсолютный или для единицы (отношение к стандартному значению, например FLА для тока). b) См. приложение Т IEC 60947-1:2007/AMD2:2014. c) Достоверность характеризуется систематической погрешностью измеренного значения (см. 3.3.3 ISO 3534-2:2006). d) Сходимость представляет собой случайную составляющую погрешности измерения. Это параметр изменчивости, характеризующий дисперсию измерений, проводимых в одинаковых условиях. Это значение должно быть указано вместе с временным интервалом или числом измерений (см. О.3). e) "Балл" - это абсолютное отклонение от измерения, выраженное в процентах. Например, если измеренное значение небаланса составляет 8 %, то соответствующий критерий сходимости должен измерять значения в диапазоне от 6 % до 10 %. f) У PF нет единицы измерения. Предел выражается как абсолютное отклонение от измеренного значения.

Интервал обновления - это общее требование, и он не должен превышать 1 мин. Он может быть определен индивидуально для каждого показателя. Минимальный диапазон измерений должен быть до 7-й гармоники основной частоты.

Значения, приведенные для достоверности и сходимости в таблице О.1, приведены для минимального диапазона и не могут использоваться для характеристики точности защиты двигателя от перегрузки.

О.3 Неопределенность

Неопределенность измерения - это сочетание систематической погрешности и случайной погрешности, относящееся к общепринятому истинному значению, которое получают с помощью измерительного прибора, как правило, в 10 раз более точного, чем испытуемое устройство.

Систематическая погрешность количественно отражает достоверность измерения, т.е. то, насколько близки средние результаты измерений к действительному значению. В определенных условиях систематическая погрешность является результатом факторов с неизменным влиянием на результаты измерений, например неидеальная калибровка или коррекция измерительной цепи, являющиеся следствием воздействия температуры.

Случайная погрешность возникает в результате факторов, оказывающих непредсказуемое влияние на результаты измерений, таких как шум в различных частях измерительной цепочки, недостатки в алгоритмах измерения, перекрестные помехи и другие проблемы электромагнитной совместимости. Случайная погрешность количественно определяет точность или сходимость измерения, т.е. то, насколько близки результаты повторных измерений друг к другу. Наиболее распространенным статистическим показателем является стандартное отклонение . Его можно оценить по ряду N результатов измерений в одинаковых условиях как:

.

В условиях контроля нагрузки и для оценки энергосбережения систематическая погрешность отдельных измерений не важна, поскольку целью является выявление закономерностей или проверка влияния изменений процесса. Например, может потребоваться проверка влияния действий по энергосбережению или изменений процесса на средний расход электроэнергии, как показано на рисунке О.1.

Рисунок О.1 - Пример количественного определения изменения процесса

Систематическая погрешность не имеет большого значения для обнаружения изменений: как только влияние значительно превышает случайную погрешность, она легко обнаруживается в результатах измерений, и изменение будет четко определено в количественном выражении. В пограничных случаях может потребоваться определенное усреднение.

Любой процесс объединения или последующее объединение или усреднение обычно ведут к снижению случайной погрешности, в результате чего значимой остается только систематическая погрешность. Таким образом, изменения и закономерности легко обнаружить в таких объединенных/усредненных количественных показателях независимо от неопределенности (достоверность и сходимость) измерительного прибора.

О.4 Испытания

О.4.1 Текущие испытания

Текущие испытания не требуются.

О.4.2 Типовые испытания

О.4.2.1 Общие положения

Различные методы проверки (см. таблицу О.2) показателей функционирования включают:

- проверку путем измерений;

- проверку путем имитации с помощью моделей, для которых была подтверждена действительность;

- проверку оценки конструкции, т.е. подтверждения правильного применения расчетов и правил проектирования, включая соответствующие пределы безопасности.

Таблица О.2 - Разные возможности, подтвержденные проверкой показателей

Показатель	Основа	Гармоники	Неиспытанная фаза
Ток фазы х	Измерение	Измерение Имитация Оценка конструкции	Измерение Имитация Оценка конструкции
Напряжение фаза - фаза	Измерение	Измерение Имитация Оценка конструкции	Измерение Имитация Оценка конструкции
Напряжение фаза - нейтраль	Измерение	Измерение Имитация Оценка конструкции	Измерение Имитация Оценка конструкции
Общая фактическая мощность	Измерение	Измерение Имитация Оценка конструкции	Не применимо
Общая фиксируемая мощность	Измерение	Измерение Имитация Оценка конструкции	Не применимо
Ток небаланса	Измерение	Не применимо	Не применимо
Общий коэффициент мощности	Измерение	Измерение Имитация Оценка конструкции	Не применимо

О.4.2.2 Условия испытания

Когда у изделия имеется только один набор номинальных характеристик, испытанию подвергают только один образец изделия. Для изделий с диапазоном характеристик испытания проводят при минимальных и максимальных характеристиках диапазона.

Испытание проводят в условиях, определенных в таблице О.3.

Таблица О.3 - Условия проверки

Показатель	Значение
Ток	Минимальное значение (см. таблицу О.1) а)
Напряжение	Минимальное значение (см. таблицу О.1) а)
Коэффициент мощности	0,7 IND
Частота	50 или 60 Гц
Температура окружающей среды b)	23 °С
a) Если указанный производителем диапазон характеристик отличается от приведенных в таблице О.1, испытание изделия проводят при минимальном номинальном напряжении/токе. b) Если нет поправки, температура окружающей среды должна быть указана производителем.

Уровни гармоник для проверки приведены в таблице О.4.

Таблица О.4 - Уровни гармоник

Гармоника	Напряжение, %	Ток, %
5-я	12	12
7-я	10	10
Примечание - Гармоники выражают в процентах от основного значения.

О.4.2.3 Критерии испытаний

Оценку работоспособности проводят с использованием статистического подхода. Более подробная информация приведена в О.3. Коэффициент охвата для оценки сходимости измеренных значений показателя равен двум.