Tehomittausta

Tehomittausta tarkoittaa sähköenergian mittaamista erilaisissa sähköjärjestelmissä. Mittaustulokset kuvaavat energian kulutusta sekä tehoon liittyviä ilmiöitä. Keskeisiä suureita ovat aktiivinen teho P (W), reaktiivinen teho Q (VAR), näennäinen teho S (VA) sekä tehokerroin cos(phi).

Perusperiaate: mittaus edellyttää samanaikaista jännitteen ja virran mittausta sekä vaihe-eron huomiointia. Aktiivinen teho P määritellään P = VI cos(phi), reaktiivinen Q määritellään Q = VI sin(phi), ja näennäinen S = VI. Käytännössä käytetään true RMS -mittauksia ja digitaalista signaalin käsittelyä, jotta mittaukset ovat luotettavia myös harmonisilla tai pulssisilla kuormilla.

Laitteet ja menetelmät: aktiivisen teho mittaamiseen käytetään wattmetrejä. Monipuoliset laitteet, kuten tehomittausanalysaattorit, antavat P-, Q-, S- ja tehokerroin -tiedot sekä laadunarviointia. Mittaukset toteutetaan usein jännitteiden ja virtojen sensorien sekä Hall-efektin sensorien, nyky- tai virta-transformaattoreiden (CT) sekä shunt-resistoreiden avulla; älymittarit ja etäluettavat mittausjärjestelmät laajentavat mahdollisuuksia.

Sovellukset: tehomittausta käytetään sähköverkkojen ja teollisuuden energiankäytön seurannassa, rakennusten energiatehokkuuden parantamisessa sekä uusiutuvan energian, kuten aurinko- ja tuulivoiman, integraatiossa. Se on keskeinen osa sähköajoneuvojen tehohallintaa ja moottorinohjauksia.

Standardointi ja haasteet: luotettavuus ja yhteentoimivuus varmistetaan noudattamalla kansainvälisiä standardeja. Mittausten tarkkuus luokitellaan (esim. 0,5 %–1 %), ja true RMS -mittaus sekä harmonisten vaikutukset on huomioitava. Keskeisiä standardeja ovat IEC- ja IEEE-sarjat sekä niiden sovellukset teho- ja tehonlaatumittauksissa.