NI 9225 C 시리즈 전압 입력 모듈을 사용하여 라인-중성 측정에서 라인-라인 전압 계산

업데이트 됨 May 28, 2021

환경

하드웨어

  • C Series Voltage Input Module

이 문서에서는 라인에서 중립 측정까지 3 상 240V 시스템에서 라인 대 라인 값을 계산하는 방법을 설명합니다.

아래 그림 1과 같이 Y 연결 240 Vac 3 상 시스템이 있다고 가정합니다. NI 9225 C 시리즈 전압 입력 모듈 은 각 위상과 중성점 사이에 연결됩니다.

그림 1 . NI 9225300V AI 모듈에 연결된 240V 3 상 시스템

NI 9225 안전 사양 충족

NI 9225의 각 채널은 AI +와 AI- 터미널 사이에 명목상 240 Vrms를 갖습니다. NI 9225 는 채널에서 접지까지 300 Vrms 등급이므로 측정은 안전 사양 내에 있습니다. 완벽하게 균형 잡힌 시스템을 가정하면 각 위상이 120도 분리되고 각 위상의 라인 대 중성 전압은 동일합니다. 이 두 가지 가정이 참인 한, 라인 대 라인 전압의 크기는 1.732 * Vp입니다. 여기서 Vp는 라인 대 중성 전압입니다. 선간 전압이 240Vrms이면 선간 전압은 416Vrms가됩니다. NI 9225 는 600 V ch-ch 절연 등급 이므로이 전압은 안전 사양 내에 있습니다.

라인 대 라인 전압 측정-가장 일반적인 경우

위의 그림 1에 표시된 연결 방식을 사용하여 Y 연결 시스템에서 라인 간 전압을 간접적으로 측정 할 수 있습니다. 라인 대 라인 전압은 라인 대 중성 전압의 벡터 합입니다. 예를 들어, V an , V bn , V cn (아래 다이어그램에서 정의 됨)을 알고 있다면 다음과 같이 라인 대 라인 전압을 찾을 수 있습니다.

다음 페이저 다이어그램 (다이어그램 1)은 라인-중성 전압에서 라인-라인 전압으로 변환하는 데 필요한 페이저 수학을 시각화하는 데 도움이됩니다.

다이어그램 1. 라인 대 라인 계산 페이저

V ab 를 측정하는 방법을 보여주는 예부터 시작하겠습니다. 위에서 설명한 바와 같이 라인 대 라인 전압은 라인 대 중성 전압의 페이저 합이므로

명목상 3 상 시스템의 각 위상은 정확히 120도 간격으로 배치됩니다. 그러나 우리의 의도는 시스템에서 측정을 수행하는 것이므로 이상적이라고 가정 할 수 없습니다. 이 때문에 위상 간 120도 분리를 가정하는 대신 Θ xx 를 사용하여 두 위상 사이의 각도를 표시합니다. 위에서 정의한 V an 은 위상이 0이고 V bn 은 위상이 Θ ab 입니다.

V bn 을 직사각형 구성 요소로 분할하면 다음과 같은 결과가 나타납니다.

V an 에서 V bn 의 동 위상 성분 빼기 :

직사각형 구성 요소에서 선간 전압의 크기를 계산할 수 있습니다.

위상 각 Θ ab 를 계산하기 위해 이제 위에서 계산 된 직사각형 벡터의 위상을 찾습니다.

위의 내용을 설명하기 위해 라인 대 중성 전압이 240V이고 위상 대 위상 각도가 240V라고 가정합니다.

V ab = 415.7V (이 문서의 첫 번째 단락에서 참조)

Θ ab = 30

중요 : 라인-라인 전압이 라인-중성 전압의 sqrt (3) 배라는 가정은 라인-중성 전압의 크기가 모두 동일한 경우에만 유효합니다.

라인-라인 분리가 정확히 120 도일 때 라인-라인 전압 측정

라인 대 라인 위상이 정확히 120 도임을 보장 할 수 있다면 위의 방정식을 다소 단순화 할 수 있습니다. 전원이 3 개의 회 전자 권선이 물리적으로 120도 떨어져있는 발전기 인 경우에 해당합니다. V an 과 V bn을 기반으로 V ab 를 찾는 예를 다시 살펴보면 크기와 위상은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

따라서 제곱근 및 아크 탄젠트 연산이 여전히 필요하지만 사인 및 코사인 함수를 계산할 필요가 없습니다.

요약

NI 9225는 라인 대 중성 전압을 측정하는 데 사용할 수 있으며, 이는 차례로 라인 대 라인 파라미터를 계산하는 데 사용할 수 있습니다. 그러나 라인-중성선 전압과 라인-라인 전압 사이의 관계에는 크기와 위상이 포함되며 정확한 라인-라인 측정을 얻으려면 둘 다 고려해야합니다. 아래 페이저 다이어그램 (다이어그램 2)은 시스템의 모든 라인-중성 및 라인-라인 전압 간의 크기 및 위상 관계를 보여줍니다.

다이어그램 2. 시스템의 모든 전압의 크기 및 위상 관계