 |
Измерения переменных токов и напряжений
|
|
|
|
Рабочими средствами измерений переменных токов и напряжений являются амперметры (микро-, милли-, килоамперметры), вольтметры (микро-, милли-, киловольтметры), компенсаторы переменного тока, универсальные и комбинированные приборы, а также регистрирующие приборы и электронные осциллографы.
Особенностью измерений переменных токов и напряжений является то, что они изменяются во времени. В общем случае изменяющаяся во времени величина может быть полностью представлена мгновенными значениями в любой момент времени.
Переменные во времени величины могут быть также охарактеризованы своими отдельными параметрами (например, амплитудой) или интегральными параметрами.
К интегральным параметрам относятся:
действующее значение - 
,
средневыпрямленное значение - 
,
среднее значение - 
,
где x(t) - изменяющаяся во времени величина.
Таким образом, при измерении переменных токов и напряжений могут измеряться их действующие, амплитудные, средневыпрямленные, средние и мгновенные значения. В практике электрических измерений чаще всего приходится измерять синусоидальные переменные токи и напряжения, которые обычно характеризуются действующим значением. Поэтому подавляющее большинство средств измерений переменных токов и напряжений градуируются в действующих значениях для синусоидальной формы кривой тока или напряжения.
Малые переменные токи измеряют цифровыми, электронными и выпрямительными приборами, малые переменные напряжения - электронными вольтметрами. Наиболее широкий диапазон измерений переменных токов при прямом включении средств измерений обеспечивают выпрямительные приборы. Они имеют относительно широкий диапазон и при измерении переменных напряжений. Эти приборы делают, как правило, многопредельными.
|
|
|
Следует также учесть, что эти приборы при отключении выпрямителя используются как магнитоэлектрические приборы для измерений постоянных токов и напряжений. Благодаря такой универсальности и небольшим габаритам выпрямительные приборы широко применяются в лабораторной и производственной практике.
Переменные токи свыше килоампера и переменные напряжения свыше киловольта измеряют с помощью наружных измерительных трансформаторов тока или напряжения электромагнитными, выпрямительными и электродинамическими приборами.
Измерения высоких переменных напряжений (до 75 кВ) прямом включении средств измерений позволяют осуществлять электростатические киловольтметры.
Наиболее точные измерения действующих значений синусоидальных токов и напряжений можно осуществить электродинамическими приборами, цифровыми приборами и компенсаторами переменного тока. Однако погрешность измерений переменных токов и напряжений больше, чем постоянных.
Активная мощность измеряется ваттметром, а реактивная мощность измеряется варметром.
Измерение больших мощностей. При измерении больших мощностей используются трансформатор тока и трансформатор напряжения.
Схема подключения показана на рисунке 8.4.
Рисунок 8.4 Схема подключения ваттметра для измерения
больших мощностей
8.3 Измерение токов и напряжений в трехфазных цепях
В общем случае в несимметричных трехфазных цепях число необходимых средств измерений токов и напряжений соответствует числу измеряемых величин, если каждая измеряемая величина измеряется своим прибором. При измерениях в симметричных трехфазных цепях достаточно произвести измерение тока или напряжения только в одной линии (фазе), так как в этом случае все линейные (фазные) токи и напряжения равны между собой. Связь между линейными и фазными токами и напряжениями зависит от схемы включения нагрузки.
|
|
|
В несимметричных трехфазных цепях при измерениях токов и напряжений с помощью измерительных трансформаторов можно сэкономить на количестве используемых измерительных трансформаторов.
Для примера на рисунке 8.5приведена схема измерений трех линейных токов с использованием двух измерительных трансформаторов тока, а на рисунке 8.6- аналогичная схема измерений линейных напряжений (V1 - UAB, V2 - UBС, V3 - U СA).
Рисунок 8.5
Рисунок 8.6
Эти схемы основаны на известных соотношениях для трехфазных цепей.
Следует иметь в виду, что для правильного суммирования токов необходимо следить за правильностью включения генераторных зажимов измерительных трансформаторов. Неправильное включение генераторных зажимов одного из трансформаторов (в первичной или вторичной цепи) приведет к изменению фазы одного из суммируемых токов, и результат получится неправильный. Схема для измерений линейных напряжений работает аналогично. Подобные схемы могут быть использованы для измерения фазных токов и напряжений.
Для измерений токов и напряжений в трехфазных цепях можно использовать средства измерений этих величин, предназначенные для однофазных цепей. Кроме этих средств, промышленностью выпускаются специальные приборы для измерения в трехфазных цепях, позволяющие более быстро и удобно выполнить необходимые измерения.
|
|
|
