انواع کلاس دقت های توان و انرژی اکتیو در شبکه برق

چکیده

 هنگام مواجهه با یک دستگاه یا تجهیز اندازه گیری مثل فشارسنج، دماسنج، توان سنج و… صرف نظر از نوع و جنس کمیت ها و پارامترهایی که اندازه گیری می کنند، با یک مفهوم بسیار مهم به نام دقت اندازه گیری یا کلاس دقت روبه رو می شویم. کلاس دقت، یکی از شاخص های مهم برای تشخیص کیفیت و عملکرد دستگاه های اندازه گیری، می باشد. در این مقاله قصد داریم راجع به انواع کلاس های دقت دستگاه های اندازه گیری توان و انرژی طبق استاندارد IEC که یک استاندارد معتبر بین المللی هست، توضیح دهیم.

عناوین مهم این مقاله

تعریف دقت اندازه گیری (Accuracy)

دقت اندازه گیری یک دستگاه بیانگر این است که اختلاف مقدار اندازه گیری شده توسط دستگاه  با مقدار واقعی آن ( خطای اندازه گیری) از مقدار تعریف شده کمتر باشد. بعنوان مثال فرض کنید کلاس دقت1 (1درصد) در جریان نامی 5 آمپر داشته باشیم در این صورت ماکسیمم خطای اندازه گیری برابر با 0.05 آمپر می باشد.

کلاس دقت های 0.5 , 1, 2

کلاس های دقت بیان شده مطابق با استاندارد IEC هستند که شرح کامل آنها در جدول زیر آمده است:

نکته حائز اهمیت این است که درصد خطاهای نشان داده شده در جدول فوق تحت شرایط نرمال محیطی و با فرض متعادل بودن بارهای سیستم 3 فاز می باشد. همانطور که در جدول فوق مشاهد می کنید خطاهای مربوط به هریک از کلاس های دقت، در شرایط مختلف بار و همچنین در ضریب توان های مختلف ،متفاوت است. تحت شرایط بار بین 0.1In – Imax و ضریب توان واحد، کلاس دقت 0.5 بیانگر خطای 0.5%، کلاس دقت 1 بیانگر خطای 1% و کلاس دقت 2 بیانگر خطای  2%  می باشند. اما در بارهای کمتر از جریان نامی بعنوان مثال بار بین 0.05In – 0.1In خطای اندازه گیری بیشتر می شود و در این حالت کلاس دقت 0.5 بیانگر خطای 1%، کلاس دقت 1 بیانگر خطای 1.5%  و کلاس دقت 2 بیانگر خطای 2.5% می باشند. همچنین در صورتیکه ضریب توان بار 1 نباشد، خطای اندازه گیری مجددا بیشتر می شود. بعنوان مثال در ضریب توان 0.5 سلفی(پیش فاز) و بار بین تا 0.2In – Imax، کلاس دقت 0.5 بیانگر خطای 0.8%، کلاس دقت 1 بیانگر خطای1%  و کلاس دقت2 بیانگر خطای 2% می باشند. سایر حالت ها و شرایط مختلف در جدول فوق قابل مشاهده است.

کلاس دقت های 0.2s , 0.5s

در جدول زیر شرح کامل دو کلاس دقت بیان شده آمده است:

همانطور که در جدول فوق مشاهد می کنید خطاهای مربوط به هریک از کلاس های دقت، در شرایط مختلف بار و همچنین در ضریب توان های مختلف، متفاوت است. تحت  شرایط بار بین 0.05In – Imax و ضریب توان واحد، کلاس دقت 0.2s بیانگر خطای 0.2% و کلاس دقت 0.5s بیانگر خطای 0.5%  می باشند. اما در بارهای بسیارکمتر از جریان نامی بعنوان مثال بار بین 0.01In – 0.05In خطای اندازه گیری بیشتر می شود و در این حالت کلاس دقت 0.2s بیانگر خطای 0.4% و کلاس دقت 0.5s بیانگر خطای 1%  می باشند همچنین در صورتیکه ضریب توان بار 1 نباشد، خطای اندازه گیری مجددا بیشتر می شود. بعنوان مثال در ضریب توان 0.5 سلفی (پیش فاز) و بار بین 0.1In – Imax، کلاس دقت 0.2s بیانگر خطای 0.3% و کلاس دقت 0.5s بیانگر خطای 0.6%  می باشند. سایر حالت ها و شرایط مختلف در جدول فوق قابل مشاهده است.

تفاوت کلاس دقت با پسوند S و بدون پسوند S

بطور کلی کلاس دقت های بدون s به ازای بارهای کمتر از 0.05  بارنامی، استانداردی برای مقدار خطای اندازه گیری ارائه نمی دهند  در حالیکه کلاس دقت های با s برای بارهای خیلی کمتر از بار نامی مثلا تا 0.01 جریان نامی نیز دارای استاندارد خطای اندازه گیری هستند. در نتیجه برای مواقعی که اندازه گیری تحت شرایط کم باری مهم باشد حتما می بایست از کلاس دقت های با پسوند s استفاده کنیم تا دقت اندازه گیری بالایی داشته باشیم.

دیگر تفاوت مهم این دو کلاس دقت این است که در کلاس دقت بدون s به ازای شرایط مختلف بار و یا تغییر ضریب توان، خطای اندازه گیری آنها افزایش  بیشتری نسبت به کلاس دقت با s خواهند داشت. مثلا تحت شرایط بار بین 0.2In – Imax  و ضریب توان 0.5 سلفی(پیش فاز)، کلاس دقت 0.5 بیانگر خطای 0.8% است در حالیکه کلاس دقت 0.5s تحت این شرایط بیانگر خطای 0.6% می باشد.

تفاوت دقت دستگاه اندازه گیری با دقت سیستم اندازه گیری

تا اینجا منظور ازدقت های اندازه گیری گفته شده، دقت اندازه گیری  دستگاه بود، بدین معنی که ولتاژها و جریان های ورودی دستگاه مستقیم و بدون هیچ ابزار جانبی به نقطه مورد نظر اندازه گیری، اتصال پیدا می کنند.دراین صورت فقط دقت دستگاه اندازه گیری مطرح می باشد. ولی در مواقعی که نقطه مورد نظر برای اندازه گیری،  دارای ولتاژ و جریان بسیار بالاتر از ولتاژ و جریان نامی دستگاه اندازه گیری ما باشد (مثلا اتصال به باس فوق توزیع 63kv) در این صورت می بایست از ترانسفورمرهای جریان (CT) و ترانسفورمرهای ولتاژ (PT) جهت کاهش دامنه ولتاژ و جریان استفاده کنیم. تحت این شرایط مفهوم سیستم اندازه گیری مطرح میشود یعنی ابزار های واسطه و دستگاه اندازه گیری در کنار هم تحت عنوان سیستم اندازه گیری شناخته می شوند و به طور واضح خطای اندازه گیری در این حالت بیشترمی شود. زیرا هر یک از ترانس های جریان و ولتاژ کلاس دقت متفاوتی دارند و بدلیل خطای اندازه گیری (ایجاد شیفت فاز) که دارند باعث می شوند دقت اندازه گیری سیستم ما کمتر شود.

جمع بندی

در این مقاله سعی کردیم راجه به 5 تا از رایج ترین کلاس دقت ها، طبق استاندارد IEC که به وفور در صنایع برق استفاده می شوند، توضیح بدهیم. فهمیدیم که کلاس دقت می تواند یک شاخص خیلی مهم برای تشخیص عملکرد و کیفیت اندازه گیری یک دستگاه باشد. مثلا خطای یک دستگاه با کلاس دقت 2 به اندازه 10برابر بیشتر از خطای یک دستگاه با کلاس دقت 0.2s می باشد و بستگی به کاربرد می بایست دستگاه مناسب برای اندازه گیری انتخاب شود.

مراجع

 IEC 62053-11

IEC 62053-22

IEC 62053-23

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

پیمایش به بالا