ГОСТ IEC 61000-4-30-2017. Межгосударственный стандарт. Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4-30. Методы испытаний и измерений. Методы измерений качества электрической энергии

Приложение A

(справочное)

 

ИЗМЕРЕНИЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ -

ВОПРОСЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

 

A.1 Основные положения

 

Настоящее приложение представляет собой справочное дополнение к нормативной части стандарта.

Разделы A.2 и A.3 содержат сведения, относящиеся к общим положениям и процедурам для введения измерений качества электрической энергии, безотносительно к целям измерений, включая:

A.2 - меры предосторожности при установке;

A.3 - преобразователи.

Разделы A.4 и A.5 представляют собой предварительные нормативные методы измерения:

A.4 - переходных напряжений и токов;

A.5 - характеристик провала напряжения.

 

A.2 Меры предосторожности при установке

 

A.2.1 Общие положения

При установке средств измерения качества электрической энергии должны быть обеспечены безопасность установщика и другого персонала, целостность обследуемой системы и целостность самого средства измерения.

Несмотря на то что подключение средств измерения во многих случаях проводят по временной схеме и, следовательно, без применения способов монтажа, используемых для стационарных установок, действующие требования безопасности и правила технической эксплуатации не должны быть нарушены. Действующие правила технической эксплуатации, регламенты и требования безопасности должны включать в себя большинство вопросов, изложенных ниже, и должны всегда иметь приоритет над мерами предосторожности, приведенными в настоящем разделе. Необходимо выполнять все местные и национальные требования безопасности (например, требования к защитному оборудованию персонала).

A.2.2 Электрические соединители

A.2.2.1 Общие положения

Для обеспечения безопасности применяют IEC 61010, устанавливающий требования к безопасности электрического оборудования для измерения, управления и лабораторного применения.

Подключение электрических соединителей в распределительных щитах или соединительных коробках выполняют так, чтобы не нарушить установленный порядок их использования. Двери, крышки, панели щитов и шкафов должны быть в рабочем положении (то есть закрытыми, установленными с полным набором винтов и т.д.). Если при проведении измерений панели остаются открытыми, должны быть предусмотрены меры ограничения доступа в зону измерений и меры для информирования других лиц об установке для наблюдения и организации, ответственной за проведение измерений.

При измерении КЭ рекомендуется, чтобы измерительный прибор в большинстве случаев был подключен в точке обследуемой системы, специально предназначенной для измерений.

Электрические соединители и провода должны быть удалены от неизолированных проводников, острых предметов, источников низкочастотных и высокочастотных электромагнитных полей и других неблагоприятных внешних воздействий. По возможности их положение должно быть зафиксировано для исключения случайного разъединения.

A.2.2.2 Провода для подключения измеряемых напряжений

С целью повышения безопасности возможно использование предохранителя на конце пробника, подключаемого к обследуемой системе. Изготовитель средства измерения должен определить параметры предохранителя, которые должны быть достаточными для защиты измерительного провода в условиях перегрузки. Кроме того, возможности предохранителя по разрыву цепи должны быть согласованы с возможными токовыми перегрузками в точке его подключения при неисправностях в системах электроснабжения.

Провода для подключения измеряемых напряжений не должны быть скручены с проводами обследуемой системы. Не допускается присоединение проводов для подключения измеряемых напряжений к разъемам выключателей, рассчитанных на присоединение единственного проводника. Должно быть обеспечено надежное механическое соединение проводов. Если используются зажимы для временного подключения к проводнику, они должны соответствовать требованиям IEC 61010. При этом необходимо обеспечить как применимость зажима при максимальном ожидаемом напряжении, так и его механически надежную и безопасную установку. Во время установки необходимо учитывать возможные последствия неумышленного смещения зажима, например при внезапном натяжении кабеля.

Некоторые испытательные проводники имеют изолированные штекеры, которые могут вставляться один в другой. При их применении должна быть соблюдена осторожность, чтобы при соединении не возникло короткого замыкания. Необходимо всегда проверять соединения, чтобы исключить короткие замыкания, а также подключать электрические соединители к обследуемой цепи только после того, как они подключены к средству измерения КЭ и правильность соединений проверена.

A.2.2.3 Провода для подключения измеряемых токов

Необходимо исключить возможность размыкания вторичных обмоток трансформаторов тока (при их использовании). Во вторичных обмотках таких устройств не должно быть предохранителей, и их соединение с нагрузкой должно быть механически надежным. Токовые клещи и их кабели, подключаемые при временном монтаже, должны быть сконструированы в соответствии с требованиями IEC 61010-2-032.

A.2.3 Защита токоведущих частей

Часто крышки щитов снимают при установке или в течение периода обследования. В этом случае все токоведущие части должны быть надежно защищены и зона измерений должна быть недоступной. При использовании в измерительном приборе винтовых зажимов они должны быть защищены крышками. Все присоединения к зажимам должны быть выполнены в соответствии с техническими условиями и назначением зажимов. Необходимо исключить подключение нескольких проводов к винтовому зажиму, рассчитанному на присоединение единственного провода.

A.2.4 Размещение при обследовании

Необходимо обеспечить безопасное размещение средства измерения качества электрической энергии, чтобы минимизировать риск его перемещения и нарушения электрических соединений. При использовании бумажного принтера для регистрации данных должны быть приняты меры, исключающие возникновение опасности при накоплении бумаги принтера. Не допускается размещение средств измерения в местах, где чрезмерный нагрев, влажность или пыль могут повредить измерительный прибор или нарушить процесс сбора данных.

Измерительный прибор должен быть размещен так, чтобы не стать источником опасности при работе в зоне измерений. Для этого в отдельных случаях целесообразна установка защитных ограждений или барьеров. По возможности следует исключить размещение средств измерения в местах большого скопления людей.

Место размещения средства измерения также не должно вызывать опасность для лиц, производящих установку. В ряде случаев места размещения средства измерения являются слишком тесными для его нормального подключения или создают препятствия для соединения испытательных проводов. В этих случаях может потребоваться альтернативное размещение.

На функционирование средства измерения могут влиять различные внешние факторы окружающей среды. Такими факторами являются температура, влажность, низкочастотные и высокочастотные электромагнитные поля, электростатические разряды, механический удар и вибрация.

A.2.5 Заземление

Во всех измерительных приборах возможно возникновение внутренних повреждений. Части измерительного прибора, которые могут при этом оказаться под напряжением электропитания, должны быть соединены с защитным заземлением, если необходимость этого установлена изготовителем. Многие требования безопасности предусматривают также заземление частей измерительного прибора, которые могут оказаться под напряжением цепей измерений. При использовании средства измерения с заземлением в двух и более точках (например, при заземлении источника питания и измерительной цепи), могут образовываться контуры заземления, если заземляющие соединители подключены к различным физическим точкам вне прибора. Следует обязательно принимать во внимание влияние контуров заземления на измерения и на обследуемую систему.

Необходимо также учитывать опасность для персонала и измерительного прибора высоких потенциалов между различными точками в системе заземления. В большинстве случаев целесообразно применение в системе электропитания средств измерения изолирующего трансформатора.

Во всех случаях соответствие требованиям безопасности имеет наивысший приоритет.

A.2.6 Влияние помех

Если средство измерения качества электрической энергии подключено к мобильному телефону или иному радиопередающему устройству, то необходимо принять меры к тому, чтобы передающая антенна устройства была расположена достаточно далеко от технических средств, восприимчивых к воздействию помех. Такими восприимчивыми устройствами могут быть устройства защиты, медицинские мониторы, научные приборы и т.д.

 

A.3 Преобразователи

 

A.3.1 Общие положения

Средства измерения качества электрической энергии, особенно переносные, обычно имеют низковольтные входные цепи. Некоторые стационарно устанавливаемые средства измерения монтируют на удалении от точек цепей, в которых проводят измерения показателей качества. В этих случаях могут потребоваться соответствующие преобразователи для того, чтобы понизить напряжение, изолировать входные электрические цепи от напряжения системы или обеспечить передачу сигналов на расстоянии. Для выполнения любой из этих функций может быть применен преобразователь, характеристики которого должны быть приемлемыми для конкретного показателя.

В низковольтных системах средства измерения качества электрической энергии обычно подключают непосредственно к точке измерения напряжения, но преобразователи часто используют для измерения тока.

В системах среднего и высокого напряжения преобразователи используют как при измерении напряжения, так и при измерении тока.

При использовании преобразователей важны два обстоятельства:

- уровни сигналов. При измерении должна использоваться вся шкала средства измерения без искажения или ограничения измеряемых сигналов;

- частотная и фазовая характеристики. Эти характеристики особенно важны для измерений переходных процессов и гармоник.

Для того чтобы избежать неправильных измерений, необходимо детально учитывать номинальное значение шкалы измерительного прибора, линейность, частотные, фазовые и нагрузочные характеристики преобразователя.

Примечание - Преобразователи тока, предназначенные для защитных цепей, могут иметь пониженную точность в сравнении с измерительными преобразователями.

 

A.3.2 Уровни сигналов

A.3.2.1 Преобразователи напряжения

В качестве преобразователя напряжения чаще всего используется трансформатор напряжения. Могут быть рассмотрены два вида трансформаторов напряжения: используемые в защитных релейных цепях и используемые в измерительных цепях.

Трансформаторы напряжения первого вида сконструированы так, чтобы обеспечить правильное преобразование даже в случае перенапряжений при коротком замыкании в одной из фаз трехфазной системы. Трансформаторы напряжения второго вида, наоборот, выполнены так, чтобы защитить счетчики от перенапряжений в электрических сетях. В этом случае насыщение сердечника приводит к искажению выходного сигнала.

Если мониторинг проводится с подключением к трансформатору напряжения, который уже используется для выполнения других функций (например, измерений), то следует позаботиться о том, чтобы дополнительная нагрузка не повлияла на калибровку или неопределенность измерений при выполнении этих функций.

Следует быть осторожным при подключении к вторичной обмотке трансформатора, используемого для защиты. Ошибки соединения могут стать причиной непреднамеренного срабатывания защитного реле.

Примечание - Дополнительные сведения о неопределенности измерений при использовании трансформаторов напряжения приведены в IEC 60044-2.

 

A.3.2.2 Преобразователи тока

Рекомендации о влиянии преобразователей тока приведены в IEC 61869.

При проведении мониторинга электрической сети значение тока может изменяться от нуля до значения тока короткого замыкания. Значение тока короткого замыкания может значительно превышать номинальное значение измеряемого тока. Возможно 20-кратное превышение номинального значения.

Наиболее распространенным видом преобразователя тока является трансформатор тока.

Некоторые трансформаторы тока оборудованы двумя или большим числом сердечников и/или двумя вторичными обмотками: одной - для больших токов (20 - 30-кратных превышений номинального тока) (как правило, для защитных реле) и второй - для номинального тока. При проведении измерений должна быть правильно выбрана вторичная обмотка. Если вторичная обмотка выбрана неправильно, повреждение измерительного прибора может привести к неумышленному разрыву цепи вторичной обмотки трансформатора тока и к опасному (и разрушительному) повышению напряжения.

Если необходимо, испытатель должен принять меры для того, чтобы проводник был центрирован в окне преобразователя тока и был ортогонален окну преобразователя. Следует также рассмотреть расстояние до соседних проводников. Это расстояние должно быть при возможности максимизировано.

Примечание - Дополнительные сведения о неопределенности измерений при использовании трансформаторов тока приведены в IEC 61869-1 и IEC 61869-2.

 

Измерение переходных процессов может быть проведено с помощью шунтов или трансформаторов тока, сконструированных для высокочастотных измерений.

Коаксиальные шунты, обычно используемые в лабораторных условиях, имеют недостаток, связанный с необходимостью включения в токоведущие проводники. Кроме того, выходной сигнал шунта не изолирован от силовой цепи. Вместе с тем шунты не восприимчивы к насыщению и остаточному намагничиванию, которые могут повлиять на измерения при использовании трансформаторов тока.

Трансформаторы тока, работающие с подходящей резистивной нагрузкой, создают напряжение, пропорциональное току в первичной обмотке. Обычно первичная обмотка состоит из одного или нескольких витков, проходящих через окно сердечника. Главное преимущество таких преобразователей тока - обеспечение изоляции от силовых цепей и широкий диапазон отношений "измеряемый ток/напряжение".

Другое преимущество состоит в том, что некоторые (но не все) трансформаторы тока не требуют отсоединения силовой цепи от нагрузки во время монтажа.

Допускается применение преобразователей тока других видов, включая оптические датчики поляризации и преобразователи на основе эффекта Холла.

A.3.3 Частотные характеристики преобразователей

A.3.3.1 Частотные и фазовые характеристики преобразователей напряжения

В основном трансформаторные преобразователи напряжения имеют приемлемые частотные и переходные характеристики в полосе частот, как правило, до 1 кГц. В ряде случаев полоса частот может быть ограничена значением значительно ниже 1 кГц, а иногда - достигать нескольких килогерц.

Простые емкостные делители напряжения могут иметь частотные и фазовые характеристики, пригодные для частот до сотен килогерц или выше. Однако к емкостному делителю при его применении во многих случаях преднамеренно добавляют резонансную цепочку, что может привести к непригодности частотной характеристики для измерений на любой частоте, отличной от основной.

Резистивные делители напряжения могут иметь частотные и фазовые характеристики, пригодные для частот до сотен килогерц. Однако их применение может создать другие проблемы, например, входная емкость средства измерения может оказывать влияние на частотные и фазовые характеристики резистивных делителей напряжения.

A.3.3.2 Частотные и фазовые характеристики преобразователей тока

Так как преобразователи тока представляют собой электромагнитные устройства с обмотками, то частотная характеристика трансформаторов тока зависит от класса точности, типа (изготовителя), отношения витков, материала и поперечного сечения сердечника и нагрузки вторичной обмотки. Как правило, частота среза преобразователя тока равна от одного до нескольких килогерц. Фазовая характеристика ухудшается с приближением к частоте среза.

В настоящее время разрабатываются преобразователи тока новых видов с более высокой частотой среза и лучшей линейностью (оптические преобразователи и преобразователи с использованием эффекта Холла). При их применении требуется тщательное рассмотрение вопросов изоляции, шума, диапазонов измерения и условий безопасности.

A.3.4 Преобразователи для измерения переходных процессов

При выборе преобразователей для измерения переходных процессов в электрических сетях переменного тока должны быть учтены два важных обстоятельства. Во-первых, уровни сигнала на выходе преобразователя должны обеспечить использование полной шкалы средства измерения без искажения или ограничения полезного сигнала. Во-вторых, частотная характеристика преобразователя (амплитудная и фазовая) должна соответствовать характеристикам измеряемого сигнала.

a) Преобразователи напряжения

1) Преобразователи напряжения должны быть сконструированы так, чтобы исключить искажения, вызванные их насыщением. При низкочастотных переходных процессах для этого необходимо, чтобы точка изгиба кривой насыщения преобразователя была выше по крайней мере 200% номинального напряжения системы.

2) Частотная характеристика большинства измерительных преобразователей напряжения зависит от их типа и приложенной нагрузки. При нагрузке с большим полным сопротивлением характеристика обычно приемлема по крайней мере до 2 кГц, но может быть и хуже.

3) Емкостные трансформаторы напряжения обычно не обеспечивают точной передачи любых высокочастотных составляющих.

4) Для высокочастотных измерений переходных процессов необходимо применять емкостные или чисто резистивные делители напряжения. Специальные емкостные делители могут обеспечить выполнение измерений, требующих точной идентификации переходных процессов в полосе по крайней мере до 1 МГц.

b) Преобразователи тока

1) Выбор подходящего преобразователя тока представляет собой более трудную задачу, чем выбор преобразователя напряжения. Ток в распределительной электрической сети изменяется чаще и с большей амплитудой, чем напряжение.

2) Стандартные измерительные преобразователи тока в основном подходят для измерений в полосе частот до 2 кГц (фазовые ошибки могут быть существенными и ниже этого предела). Для более высоких частот следует применять преобразователи тока оконного типа с большим отношением витков (тороидальные, с разъемным сердечником, одностержневые трансформаторы и токовые клещи).

3) Дополнительными желательными характеристиками для преобразователей тока являются: большое отношение витков, например 2000:5; менее чем пять витков в первичной обмотке; малый остаточный поток, например 10% уровня насыщения сердечника; большая площадь сечения сердечника; минимальные значения сопротивления вторичной обмотки и магнитного рассеяния. При использовании преобразователей тока для измерения переходных процессов важны два ключевых параметра, которые следует учитывать: произведение силы тока на время (I·t_max) и время нарастания/спада импульса. Типичные значения времени нарастания импульса 10 - 90% находятся в пределах от 2 до 200 нс. Типичные значения времени спада находятся в пределах от 0,1%/мкс до 0,5%/мс.

Измерения высокочастотных напряжений и переходных процессов напряжения в высоковольтных системах могут иногда быть проведены с использованием емкостных выводов, имеющихся в преобразователях тока и изоляторах трансформаторов.

 

A.4 Переходные напряжение и ток

 

A.4.1 Общие положения

Данный раздел распространяется прежде всего на переходные процессы в низковольтных системах электроснабжения и не распространяется на переходные процессы в установках с газовой изоляцией или высоковольтных системах. Переходные процессы могут иметь место в любых электрических сетях переменного тока. Традиционно их характеризуют как "переходные напряжения", хотя во многих случаях переходный процесс тока может быть более важным. Важное значение имеют обнаружение, классификация и определение характеристик переходных процессов напряжения.

A.4.2 Термины и определения

A.4.2.1 переходный процесс (transient): Явление или величина, изменяющиеся между двумя соседними стационарными состояниями за интервал времени, короткий по сравнению с полной рассматриваемой шкалой времени.

[Источник: IEC 60050-161:1990, 161-02-01]

A.4.2.2 выброс напряжения, импульсное перенапряжение (surge): Волна напряжения переходного процесса, распространяющаяся вдоль линии или цепи и характеризующаяся быстрым нарастанием и медленным снижением напряжения.

[Источник: IEC 60050-161:1990, 161-08-11]

A.4.3 Частотные и амплитудные характеристики переходных процессов в электрических сетях переменного тока

Переходные процессы в электрических сетях переменного тока характеризуются широким разнообразием форм сигнала, амплитуд и длительностей. Описать данные процессы простым набором параметров достаточно сложно, но осциллограммы позволяют отнести эти переходные процессы к нескольким типичным формам сигналов, используемых в качестве испытательных сигналов. Спектры нескольких представительных испытательных сигналов приведены на рисунке A.1. Эти сведения полезны при разработке алгоритмов, необходимых для соответствующего преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму, и обработке данных.

 

 

Рисунок A.1 - Спектр типичных испытательных сигналов,

представляющих собой переходные процессы

 

Спектры испытательных сигналов, соответствующих переходным процессам напряжения и тока в электрических сетях переменного тока, содержат частоты в полосе приблизительно до 10 МГц (длительность до 200 мкс). Спектры переходных процессов с большими амплитудами содержат частоты до 1 МГц (длительность до 2 мс). В точке подключения конечного пользователя к электрической сети амплитуды переходных процессов напряжения могут быть до 6 кВ, тока - до 5 кА.

Частота опроса при аналого-цифровом преобразовании должна быть по крайней мере в два раза больше максимальной частоты спектра переходных процессов напряжения и тока. Максимальная частота спектра определяет также характеристики фильтра, исключающего наложение спектров при дискретном преобразовании Фурье. Сведения, относящиеся к измерениям переходных процессов, приведены также в A.2.4.

A.4.4 Обнаружение переходного напряжения

Результаты измерения параметров переходного процесса зависят от природы переходного процесса и установленных характеристик и способов применения средства измерения. Если главным вопросом является обеспечение изоляции, то измерения переходных процессов обычно проводят между фазным проводом и землей. Если главным вопросом является исключение возможного повреждения измерительного прибора, то измерения переходных процессов обычно проводят между фазными проводами или между фазным и нейтральным проводами.

Некоторые из методов обнаружения переходных процессов и примеры применения средств измерения:

- метод сравнения, основанный на превышении фиксированного абсолютного порогового значения, установленного, например, ограничителями импульсных перенапряжений, чувствительными к входному напряжению;

- метод огибающей, подобный методу сравнения, но с исключением основной составляющей перед анализом, применимый, например, для переходных процессов, обусловленных емкостной связью;

- метод скользящего окна, при котором мгновенные значения сравнивают с соответствующими значениями предыдущего периода, применимый, например, для низкочастотных переходных коммутационных процессов, связанных с батареями конденсаторов, применяемыми для коррекции коэффициента мощности;

- метод измерения dv/dt, основанный на превышении текущим значением dv/dt абсолютного порогового значения, что вызывает, например, ошибочные срабатывания в схемах силовой электроники или нелинейные процессы в обмотках индукторов;

- метод измерения среднеквадратичного значения, основанный на использовании высокой частоты отсчетов, вычислении среднеквадратичного значения для интервалов времени много меньше периода основной частоты и сравнении полученного результата с пороговым значением. Данный метод применим, например, когда дальнейшие вычисления используют для расчета энергии в устройствах защиты от импульсных перенапряжений или накопления зарядов;

- другие методы, основанные на представлении сигнала в частотной области (дискретное или быстрое преобразование Фурье, вейвлет-анализ и т.д.).

A.4.5 Оценка переходного напряжения

Переходный процесс, обнаруженный методами, указанными выше, следует классифицировать. Некоторые методы классификации и параметры включают в себя:

- пиковое значение напряжения и/или тока (следует учитывать, что на пиковое значение влияет также интервал измерения);

- превышение напряжения;

- скорость возрастания напряжения или тока (dv/dt или di/dt);

- частотные характеристики;

- длительность процесса (следует учитывать трудность определения длительности из-за демпфирования, неправильности формы сигнала и т.д.);

- коэффициент демпфирования;

- частоту возникновения;

- энергию и мощность (переходного процесса в системе электроснабжения или переданного из системы);

- повторяемость [периодические переходные процессы (в виде импульсов в каждом периоде) или одиночные (непредсказуемые)].

Указанные выше численные параметры целесообразно применять при разработке системы классификации, позволяющей статистически описать переходные процессы. С другой стороны, несколько из этих трудно определяемых параметров могут быть графически представлены на одной осциллограмме, что важно, например, при поиске неисправностей.

A.4.6 Влияние устройств защиты от импульсных перенапряжений на измерение параметров переходных процессов

Устройства защиты от импульсных перенапряжений (SPD) представляют собой шунтирующие элементы, проводящие ток при превышении порогового напряжения. Данные устройства обычно используют для ограничения импульсных перенапряжений. Они широко применяются в сетевых фильтрах и часто входят в состав таких чувствительных электронных устройств, как персональные компьютеры.

Поскольку все устройства защиты от импульсных перенапряжений в электрической сети фактически соединены параллельно, то устройство защиты с наиболее низким пороговым напряжением будет (в пределах его возможностей) ограничивать все переходные напряжения и шунтировать большую часть токов переходных процессов, воздействующих на оборудование. Следовательно, измерение переходных напряжений на многих объектах (офисные помещения, лаборатории, промышленные предприятия и т.д.) может привести к неточному результату, так как будет просто измерено пороговое напряжение одного из разрядников. По этой причине переходный ток часто является лучшей мерой оценки интенсивности переходных процессов, чем переходное напряжение.

 

A.5 Характеристики провала напряжения

 

A.5.1 Общие положения

Провалы напряжения являются распространенными событиями нарушения качества электрической энергии. В нормативной части настоящего стандарта провалы напряжения характеризуются двумя параметрами: глубиной (или остаточным напряжением) и длительностью. Эти параметры получают измерением среднеквадратичного значения напряжения при длительности измерения один период, обновляемого для каждого полупериода.

Однако провалы напряжения редко имеют прямоугольную форму, то есть глубина провала часто меняется в течение его длительности и ограничение параметров только глубиной и длительностью может дать недостаточно объективную информацию. Например, при провале напряжения во время пуска двигателя или включении трансформатора существует плавный переход между провалом напряжения и нормальным состоянием.

В конечном счете наибольшее количество информации содержится в формах сигнала, зарегистрированных во время провала напряжения. Однако набор характеристик провала напряжения является полезным способом сокращения объема данных, интерпретации и классификации события.

Многократные провалы могут произойти, например, при неудавшейся попытке повторного включения секции после короткого замыкания. События, которые происходят приблизительно в одно и то же время, могут быть приняты за единственное событие.

В зависимости от цели измерения в дополнение к глубине и длительности провала напряжения могут быть рассмотрены другие характеристики.

A.5.2 Быстро обновляемые среднеквадратичные значения

Во время провала напряжения может быть полезным вычислять однопериодные среднеквадратичные значения, обновляемые чаще, чем каждый полупериод (как определено в нормативной части настоящего стандарта). Например, может быть полезным обновлять однопериодное среднеквадратичное значение 128 раз в течение периода. Этот подход позволяет более точно идентифицировать начало и конец провала напряжения, используя только пороговые значения. К недостаткам этого подхода относятся увеличение объема данных и обработки, а также использование сглаживающего фильтра, который может исказить результат.

Измерения среднеквадратичных значений напряжения позволяют правильно оценить мощность в резистивной нагрузке. Однако электронные устройства, как правило, восприимчивы не к среднеквадратичному значению напряжения, а к напряжению вблизи пикового значения сигнала и нечувствительны к другим частям формы сигнала. Для оценки влияния провала напряжения на электронные устройства могут быть полезны алгоритмы, не основанные на среднеквадратичном значении напряжения.

A.5.3 Фазовый угол/точка волны

Для некоторых применений, например при анализе напряжений отпадания/возврата контактов электромеханических устройств, важной характеристикой является угол фазового сдвига, при котором начинается провал напряжения, который иногда называют точкой волны.

Данный угол фазового сдвига может быть определен путем записи участка волны до и в течение провала напряжения и поиском на нем точки, в которой форма волны отклоняется от идеальной, например на 10%. Затем необходимо двигаться в обратном направлении к началу провала в поисках точки с меньшим отклонением, например 5%. Этот алгоритм очень чувствителен и позволяет точно определить начало провала напряжения без ложных срабатываний при слабых колебаниях, не относящихся к провалу напряжения.

Подобный алгоритм может быть использован и для нахождения конца провала напряжения. Этот подход позволяет рассчитать длительность провала с разрешением намного лучшим, чем один период. Также современные методы обработки сигнала имеют способность точно обнаруживать начало провала напряжения.

A.5.4 Несимметрия при провале напряжения

Даже очень кратковременная несимметрия напряжений может повредить нагрузку трехфазного выпрямителя или вызвать срабатывание токовой защиты. Трехфазные провалы часто бывают несимметричными. Способ быстрого обновления среднеквадратичных значений, описанный в A.5.2, полезен при вычислении трехфазной несимметрии во время провала. Несимметрия часто изменяется во время провала, поэтому она может быть представлена в графической форме или может быть указано максимальное значение несимметрии.

Может быть полезным проанализировать отдельно нулевую последовательность, обратную последовательность и положительную последовательность основной частоты во время несимметричного провала напряжения. Этот подход дает информацию о том, как провал напряжения распространяется в электрической сети, и может быть полезен для понимания одновременных провалов и перенапряжений в различных фазах.

A.5.5 Фазовый сдвиг во время провала напряжения

В некоторых применениях, например в трехфазных выпрямителях, фазовый сдвиг при провале напряжения может иметь важное значение. Такой фазовый сдвиг может быть измерен, например с помощью дискретного преобразования Фурье, примененного к периоду напряжения до начала провала, и к следующему периоду напряжения после начала провала. Если такой подход применить ко всему провалу, может быть рассчитан максимальный угол фазового сдвига во время провала.

Знание фазового сдвига в конце провала напряжения также может быть полезным. В некоторых ситуациях, например при анализе стабильности фазовой автоподстройки частоты, может быть полезным вычислить максимальное значение изменения угла фазового сдвига во время провала напряжения. Вычисление угла фазового сдвига во время провала напряжения может быть объединено с вычислением несимметрии напряжений при провале напряжения путем вычисления амплитуды и угла фазового сдвига составляющих нулевой последовательности, обратной последовательности и прямой последовательности напряжений во время несимметричного провала.

A.5.6 Недостающее напряжение

Данная характеристика провала напряжения может быть рассчитана путем вычитания формы волны провала напряжения из идеальной формы волны с амплитудой, фазой и частотой, основанных на данных перед провалом. Эта характеристика может быть полезна, чтобы проанализировать влияние провала, например, на динамические стабилизаторы напряжения.

A.5.7 Искажение во время провала напряжения

Напряжение во время провала часто искажено, и искажения могут быть важны для понимания воздействия провала напряжения на электронные устройства. Для описания искажения во время провала может быть применен традиционный метод расчета коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения, но при этом искаженное напряжение сравнивают с напряжением основной частоты, которое, по определению, быстро изменяется во время провала. По этой причине может быть более полезным оценивать искажение во время провала просто среднеквадратичными значениями неосновных составляющих. Присутствие четных гармоник во время и после провала может указывать на насыщение трансформатора.

A.5.8 Другие характеристики и ссылки

Приведенный перечень характеристик провалов напряжения не является исчерпывающим. Другие характеристики, не указанные здесь, могут быть также полезными для анализа влияния провалов напряжения на различные типы нагрузок, управляющих и корректирующих устройств. Дополнительные сведения приведены в IEC TR 61000-2-8 и IEEE 1159.