Файл: Попов В.С. Электрические измерения (с лабораторными работами) учебник.pdf

Появление множителя 1^3 объясняется тем, что прило­ женное к параллельной цепи ваттметра линейное напря­ жение Uвс больше фазного U А В ~УЪ раз.

W

А 0-

w\

В0-

W.

С 0-

0 0-

а) V У

Ugg Рис . 8-26. Включение ваттметра активной мощности для измере­ ния реактивной мощности в трех ­ фазной четырехпроводной цепи.

Если второй и третий ваттметры (или элементы трех­ фазного ваттметра) будут включены аналогичным образом (рис. 8-26,а), то сумма показаний трех ваттметров, деленная на УЗ, будет равна реактивной мощности трехфазной четырехпроводной цепи.

ная мощность определяется по (8-23) умножением на УЗ алгебраической разности показаний двух ваттметров, включенных по схеме рис. 8-24. В этом случае реактивную мощность можно также измерить двухэлементным ватт­ метром или двумя одноэлементными ваттметрами актив-

252

ной мощности (рис. 8-27). При этом мощность, измеряемая двухэлементным ваттметром,

"Умножив показание ваттметра на "{/3/2, получим

^ иАС=~йСА

Аф­

ер-

С 0-

а)

ность можно измерить трехэлементным ваттметром пли тремя одноэлементными ваттметрами активной мощности. Схема включения их та же, что и для четырехпроводной цепи (рис. 8-28).

253

Реактивная мощность цепи определяется показанием трехэлементного ваттметра, деленным па ]/"З..Г1ри равно­ мерной нагрузке фаз достаточно одного одноэлементного ваттметра (рис. 8-28), так как, умножив его показание на У3, получим:

=3 / ф £ / ф з т ф = (Л

Вэтом режиме цепп измерение реактивной мощности

возможно также двумя ваттметрами активной мощности

Р п с . 8-29. Измерение реактивной мощности в трехфазной цепи двумя ваттметрами активной мощности.

а — схема; б — векторпая диаграмма.

или одним двухэлементным ваттметром (рис. 8-29). Две параллельные цепи ваттметров и добавочный резистор образуют равномерную звезду. На параллельной цепи первого ваттметра будет фазное напряжение Uc, а на соответствующей цепи второго U A (рис. 8-29, б).

Сумма показаний двух ваттметров

Pw = pWl + Р т = IAUC cos (60° - ф) + ICUA cos (120° - <p) =

-у cos ф + - у - sin ф

Умножив показания на У~3, получим реактивную мощность трехфазной цепи:

l / 3 2 V = 3Gt.

254

8-7. ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ В Т Р Е Х Ф А З Н Ы Х Ц Е П Я Х

СП Р И М Е Н Е Н И Е М И З М Е Р И Т Е Л Ь Н Ы Х ТРАНСФОРМАТОРОВ

Втрехфазных цепях низкого напряжения, если токи цепи превышают номинальные токи измерительных при­ боров, последние вклю­ чаются через транс­ форматоры тока. В вы­ соковольтных цепях трехфазного тока из­ мерительные приборы включаются через транс­ форматоры тока и папряжения. На шкалах ваттметров, предназна­ ченных для постоянной

Рассмотрим некоторые наиболее распространенные схемы.

1. Схема соединений трехэлементного ваттметра с тран­ сформаторами тока дана на рис. 8-30. Первичная мощ­ ность Рх определяется показанием ваттметра и номиналь-

255

иьш коэффициентом трансформации ки1- трансформатора тока, т. е.

P^Pwkni-

2. Схема соединения двухэлементного ваттметра с из­

Пример 8 - 1 . Двухэлементный ваттметр с номинальным напря­ жением Ua — ЮО В, номинальным током 1п = 5 А включен в цепь (рис. 8-31). Номинальный коэффициент трансформации каждого из трансформаторов тока кл1 — 100/5 = 20. Номинальный коэффициент трансформации каждого из трансформаторов напряжения кни =

=6 000/100 = 60.

Определить мощность первпчпой цепи, если ваттметр показы­

Глава девятая

ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И КОЛИЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

9.-1. ОБЩИЕ П О Н Я Т И Я

Электрические счетчики — это интегрирующие при­ боры для измерения электрической энергии п количества электричества.

256

Наибольшее распространение получили счетчики элек­ трической энергии индукционной системы для цепей пере­ менного тока; электродинамические и ферродинамические для цепей постоянного тока; магнитоэлектрические и электролитические постоянного тока для измерения коли­ чества электричества.

Счетчик отличается от показывающего прибора тем, что вследствие отсутствия пружины подвижная часть его вращается, причем каждому обороту ее соответствует определенное значение измеряемой величины.

Регистрация измеряемой величины производится счет­ ным механизмом, представляющим по существу счетчик оборотов.

9-2. И Н Д У К Ц И О Н Н Ы Й О Д Н О Ф А З Н Ы Й С Ч Е Т Ч И К А К Т И В Н О Й Э Н Е Р Г И И

Устройство, и соединение индукционного счетчика типа СО-2 показаны на рис. 9-1. Он состоит из последова­ тельного А и параллельного Б электромагнитов, алюми­ ниевого диска Д, укрепленного на оси, тормозного маг­ нита М и счетного механизма.

При работе счетчика по его последовательной обмотке проходит ток I и в сердечнике электромагнита возникает магнитный поток Ф;.

Напряжение U вызывает в обмотке параллельного электромагнита ток 1и, и в сердечнике возникает магнит­ ный поток Фц, состоящий из рабочего Фцр и вспомога­ тельного Ф^„ (рис. 9-1). Потоки Фг и Ф^р, пронизывая диск, индуктируют в нем вихревые токи. Вращающий момент, возникающий в результате взаимодействия вихре­ вых токов с магнитными потоками [см. (2-21)],

т. е. он будет пропорционален мощности цепи.

Магнитный поток Ф; вследствие потерь в стали отстает от возбуждающего его тока / на угол осу (рис. 9-2). Ток 1ц из-за индуктивности параллельной катушки отстает по фазе от напряжения U на угол, близкий к 90°. Из вектор-

Р и с . 9 - 1 . Схема устройства п соединения индукционного счетчика.

ной диаграммы (рис. 9-2) угол между напряжением и парал­ лельным рабочим потоком Ф у р

Параллельный рабочий магнитный поток Фи р проходит через средний стержень электромагнита, диск и противополюс Г, расположенный под диском. Вследствие больших потерь на пути этого потока и, в частности, в диске он сдвинут по фазе от тока 1ц на угол, больший, чем потоки

258

Фу и ФуВ ) последний из которых замыкается через средний и боковые стержни электромагнита, помимо диска.

Таким путем можно получить угол В ^= 90° + dr. Подгонка угла 6 до значения 90° + а/ производится изме­ нением угла В или а/.

В счетчиках (рис. 9-1) на сердечник последовательного электромагнита накладывают короткозамкнутые витки и обмотку, замкнутую на проволочный резистор. Токи, индуктируемые в обмотке и витках, увеличивают потери на пути потока Ф г , а следовательно, увеличивают а/ч Угол а/ регулируют проволочным резистором до получения вращающего момента, пропорциональ­ ного измеряемой мощности (9-2).

При движении диска счетчика воз­

индуктированными в диске при его дви­ жении в том же потоке Ф т .

Тормозной момент

частоте вращения диска, т. е. числу оооротов диска в секунду (п). Таким образом,

где к'" — постоянный коэффициент пропорциональности. При постоянном потоке Ф т тормозного магнита

Мт = Луг.

Кроме этого основного тормозного момента, в счетчике, создаются еще два: 1) тормозной момент Мтир от взаимо­ действия потока Ф у р с вихревыми токами, индуктирован­ ными в диске при его вращении потоком Ф у р ; 2) тормозной момент MTi от взаимодействия потока Ф/ с вихревыми токами, индуктированными в диске при его вращении потоком Ф/.