 |
Рисунок 8.8 – Принципиальная схема и векторная диаграмма
|
|
|
|
Рисунок 8. 8 – Принципиальная схема и векторная диаграмма
дифференциального счетчика реактивной электрической энергии
Трехфазные индукционные счетчики активной энергии выпускаются нашей промышленностью на напряжения 127, 220 и 380 в и токи 5, 10, 15 и до 50 а непосредственного включения в сеть, а также на 100 в и 5 а для включения через измерительные трансформаторы.
Из нескольких разновидностей счетчиков реактивной энергии в настоящее время большее распространение получили счетчики с дополнительной последовательной обмоткой (дифференциальные), принципиальная схема которых показана на рисунке 8. 8 а, а векторная диаграмма - на рисунке 8. 8 б.
Такой счетчик, как и трехфазный счетчик активной энергии, является двухэлементным двухдисковым, с нормально выполненными обмотками напряжения и дополнительной третьей последовательной обмоткой. Эта обмотка с удвоенным (по сравнению с основными токовыми обмотками) числом витков разделена на две равные части, помещенные на токовых магнитопроводах однофазных элементов. Обе половины последовательной обмотки включены встречно основным токовым обмоткам, и общий магнитный поток такого магнитопровода определяется геометрической разностью намагничивающих сил всех токовых обмоток. Следовательно, результирующий вращающий момент, действующий на общую подвижную часть, можно рассматривать как сумму следующих вращающих моментов:
где и - вращающие моменты, создаваемые основными токовыми обмотками, включенными в фазы А и С, и соответствующими обмотками напряжения;
и - вращающие моменты, создаваемые половинками дополнительной токовой обмотки и соответствующими обмотками напряжения.
|
|
|
Вращающий момент индукционного прибора пропорционален произведению напряжения на ток и косинус угла между ними, поэтому можно написать:
Полагая линейные напряжения симметричными, т. е. , можно выразить результирующий вращающий момент, действующий на общую подвижную часть, как сумму отдельных моментов [1, 6, 23, 28, 31]:
Из этого выражения видно, что при симметричности линейных напряжений такой счетчик будет давать показания, пропорциональные реактивной энергии при любой нагрузке (равномерной или неравномерной) фаз.
В соответствии с ГОСТ 6570-60 счетчики реактивной энергии разделяют на классы точности - 2, 0 и 3, 0, определяемые по допустимой относительной погрешности. Помимо рассмотренных счетчиков электрической энергии, существует много типов узкоспециального назначения [7, 8, 9, 33].
В ближайшие годы в области приборов учета электрической энергии предстоит решить ряд важных проблем: повышение точности приборов, удлинение гарантийных сроков, а также межремонтных и межконтрольных сроков и др. Одной из главных задач является разработка простых приборов, основанных на новых принципах, особенно для учета электрической энергии, потребляемой на бытовые нужды.
9 СЧЕТЧИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ (Вариант 2)
9. 1 Измерение энергии однофазного переменного тока
Как известно, электрическая энергия определяется выражением
где - мощность, потребляемая нагрузкой.
Энергия измеряется электрическими счетчиками. Для счетчиков переменного тока используются индукционные измерительные механизмы.
Основными элементами счетчика (рис. 9. 1) являются: электромагниты 1 и 4, называемые соответственно последовательным и параллельным электромагнитом, алюминиевый диск 2, укрепленный на оси, постоянный магнит 8 и другие элементы, назначение которых будет пояснено ниже. Схемы включения счетчика и ваттметра одинаковы. Обмотка электромагнита 1 выполняется из небольшого числа витков относительно толстого провода и включается в цепь последовательно с нагрузкой. Обмотка электромагнита 4, имеющая большое число витков, выполняется из тонкого провода и включается параллельно нагрузке.
|
|
|
По конструктивным особенностям и расположению сердечника параллельного электромагнита счетчики делятся на радиальные и тангенциальные. В первых сердечник электромагнита 4 располагается по радиусу диска, а в конструкциях вторых - по хорде. Отечественной промышленностью выпускаются только тангенциальные счетчики (рис. 9. 2).
Ток в последовательной цепи счетчика (рис. 9. 2) создает магнитный поток, который проходит через сердечник электромагнита 1, через сердечник электромагнита 2 и дважды пересекает диск 3. Ток в параллельной цепи счетчика создает потоки и. Первый, замыкаясь через противополюс 4, пересекает диск в одном месте (в середине между полюсами электромагнита 1). Поток замыкается через боковые стержни электромагнита 2, не пересекает диска и непосредственного участия в создании вращающего момента не принимает.
|
|
|
