Pagsukat ng elektrikal na enerhiya

Ang isang de-koryenteng produkto, alinsunod sa layunin nito, ay kumokonsumo (bumubuo) ng aktibong enerhiya na ginagamit upang maisagawa ang kapaki-pakinabang na gawain. Sa pare-parehong boltahe, kasalukuyang at power factor, ang dami ng enerhiya na natupok (nabuo) ay tinutukoy ng ratio Wp = UItcosφ = Pt

kung saan P = UIcosφ — aktibong kapangyarihan ng produkto; t ay ang tagal ng trabaho.

Ang SI unit ng enerhiya ay ang joule (J). Sa pagsasagawa, ang isang hindi sistematikong yunit ng pagsukat ay ginagamit pa rin para sa watt NS hour (tu NS h). Ang ugnayan sa pagitan ng mga yunit na ito ay ang mga sumusunod: 1 Wh = 3.6 kJ o 1 W s = 1 J.

Sa mga pasulput-sulpot na kasalukuyang circuits, ang dami ng enerhiya na natupok o nabuo ay sinusukat sa pamamagitan ng induction o elektroniko ng mga electrometer.

Sa istruktura, ang induction counter ay isang microelectric motor, ang bawat rebolusyon ng rotor ay tumutugma sa isang tiyak na halaga ng elektrikal na enerhiya. Ang ratio sa pagitan ng mga counter reading at ang bilang ng mga revolution na ginawa ng engine ay tinatawag na gear ratio at ipinahiwatig sa dashboard: 1 kW NS h = N revolutions ng disk.Tinutukoy ng gear ratio ang counter constant C = 1 / N, kW NS h / rev; ° С=1000-3600 / N W NS s / rev.

Sa SI, ang counter constant ay ipinahayag sa joules, dahil ang bilang ng mga rebolusyon ay isang walang sukat na dami. Ang mga aktibong metro ng enerhiya ay ginawa para sa parehong single-phase at three- at four-wire na tatlong-phase na network.

kanin. 1... Scheme para sa pagkonekta ng mga aparato sa pagsukat sa isang single-phase na network: a — direkta, b — isang serye ng mga transformer sa pagsukat

Ang isang single-phase meter (Fig. 1, a) electric energy ay may dalawang windings: kasalukuyang at boltahe at maaaring konektado sa network ayon sa mga scheme na katulad ng mga switching scheme ng single-phase wattmeters. Upang maalis ang mga error kapag binubuksan ang metro at samakatuwid ay mga error sa pagsukat ng enerhiya, inirerekomenda sa lahat ng kaso na gamitin ang switching circuit ng meter na nakasaad sa takip na sumasaklaw sa mga output nito.

Dapat pansinin na kapag ang direksyon ng kasalukuyang sa isa sa mga coils ng metro ay nagbabago, ang disk ay nagsisimulang umikot sa kabilang direksyon. Samakatuwid, ang kasalukuyang coil ng device at ang boltahe na coil ay dapat na naka-on, upang kapag ang receiver ay kumonsumo ng kapangyarihan, ang counter ay umiikot sa direksyon na ipinahiwatig ng arrow.

Ang kasalukuyang output, na tinutukoy ng titik G, ay palaging konektado sa supply side, at ang pangalawang output ng kasalukuyang circuit, na tinutukoy ng titik I. Bilang karagdagan, ang output ng boltahe coil, unipolar na may output G ng kasalukuyang coil, ay konektado din sa gilid sa power supply.

Kapag binuksan mo ang mga instrumento sa pagsukat sa pamamagitan ng pagsukat ng transformerTCurrent transformer ay dapat sabay na isaalang-alang ang polarity ng windings ng kasalukuyang mga transformer at boltahe mga transformer (Fig. 1, b).

Ang mga metro ay ginawa kapwa para magamit sa anumang kasalukuyang mga transformer at mga transformer ng boltahe - unibersal, sa pagtatalaga ng simbolo kung saan idinagdag ang titik U, at para sa paggamit sa mga transformer na ang mga rate ng pagbabagong-anyo ay ipinahiwatig sa kanilang nameplate.

Halimbawa 1. Ang isang unibersal na metro na may mga parameter na Up = 100 V at I = 5 A ay ginagamit sa isang kasalukuyang transpormer na may pangunahing kasalukuyang 400 A at isang pangalawang kasalukuyang ng 5 A at isang transpormer ng boltahe na may pangunahing boltahe na 3000 V at isang pangalawang boltahe ng 100 V.

Tukuyin ang circuit constant kung saan ang pagbabasa ng metro ay dapat na i-multiply upang mahanap ang dami ng natupok na enerhiya.

Ang circuit constant ay matatagpuan bilang produkto ng kasalukuyang transformer transformation ratio ng boltahe transformer transformation ratio: D = kti NS ktu= (400 NS 3000)/(5 NS 100) =2400.

Tulad ng mga wattmeter, ang mga aparato sa pagsukat ay maaaring gamitin sa iba't ibang mga converter ng pagsukat, ngunit sa kasong ito ay kinakailangan upang muling kalkulahin ang mga pagbabasa.

Halimbawa 2. Ang isang aparato sa pagsukat na idinisenyo para gamitin sa isang kasalukuyang transpormer na may ratio ng pagbabagong-anyo kti1 = 400/5 at isang transpormer ng boltahe na may ratio ng pagbabagong-anyo ktu1 = 6000/100 ay ginagamit sa isang scheme ng pagsukat ng enerhiya kasama ng iba pang mga transformer na may ganoong mga ratio ng pagbabagong-anyo : kti2 = 100/ 5 at ktu2 = 35000/100.Tukuyin ang circuit constant kung saan ang mga counter reading ay dapat na i-multiply.

Circuit constant D = (kti2 NS ktu2) / (kti1 NS ktu1) = (100 NS 35,000) /(400 NS 6000) = 35/24 = 1.4583.

Ang three-phase meters na idinisenyo para sa pagsukat ng enerhiya sa mga three-wire network ay istruktura na dalawang pinagsamang single-phase meters (Larawan 2, a, b). Mayroon silang dalawang kasalukuyang coils at dalawang boltahe coils. Karaniwan, ang mga naturang counter ay tinatawag na dalawang elemento.

Ang lahat ng sinabi sa itaas tungkol sa pangangailangan na obserbahan ang polarity ng windings ng device at ang windings ng pagsukat ng mga transformer na ginamit dito sa switching circuits ng single-phase meters ay ganap na nalalapat sa switching scheme, three-phase meters.

Upang makilala ang mga elemento mula sa isa't isa sa tatlong-phase na metro, ang mga output ay karagdagang itinalaga na may mga numero nang sabay-sabay na nagpapahiwatig ng pagkakasunud-sunod ng mga phase ng supply network na konektado sa mga output. Kaya, sa mga konklusyon na minarkahan ng mga numero 1, 2, 3, ikonekta ang phase L1 (A), sa mga terminal 4, 5 - phase L2 (B) at sa mga terminal 7, 8, 9 - phase L3 (C).

Ang kahulugan ng mga pagbabasa ng metro na kasama sa mga transformer ay tinalakay sa Mga Halimbawa 1 at 2 at ganap na naaangkop sa tatlong-phase na metro. Tandaan na ang numero 3, na nakatayo sa panel ng aparato sa pagsukat sa harap ng koepisyent ng pagbabagong-anyo bilang isang multiplier, ay nagsasalita lamang ng pangangailangan na gumamit ng tatlong mga transformer at samakatuwid ay hindi isinasaalang-alang kapag tinutukoy ang pare-parehong circuit.

Halimbawa 3… Tukuyin ang circuit constant para sa isang unibersal na three-phase meter na ginagamit sa mga transformer ng kasalukuyan at boltahe, 3 NS 800 A / 5 at 3 x 15000 V / 100 (ang anyo ng record ay eksaktong inuulit ang record sa control panel).

Tukuyin ang circuit constant: D = kti NS ktu = (800 x 1500)/(5-100) =24000

kanin. 2. Mga scheme para sa pagkonekta ng three-phase meters sa isang three-wire network: a-direkta para sa pagsukat ng aktibo (device P11) at reaktibo (device P12) na enerhiya, b — sa pamamagitan ng kasalukuyang mga transformer para sa pagsukat ng aktibong enerhiya

Ito ay kilala na kapag nagbabago power factor sa iba't ibang mga alon maaari kong makuha ang parehong halaga ng UIcos na may aktibong kapangyarihanφ, at, samakatuwid, ang aktibong bahagi ng kasalukuyang Ia = Icosφ.

Ang pagtaas ng power factor ay nagreresulta sa pagbawas sa kasalukuyang I para sa isang partikular na aktibong kapangyarihan at samakatuwid ay nagpapabuti sa paggamit ng mga linya ng transmission at iba pang kagamitan. Sa isang pagbawas sa power factor sa isang pare-parehong aktibong kapangyarihan, kinakailangan upang madagdagan ang kasalukuyang natupok ko ng produkto, na humahantong sa pagtaas ng mga pagkalugi sa linya ng paghahatid at iba pang kagamitan.

Samakatuwid, ang mga produktong may mababang power factor ay kumonsumo ng karagdagang enerhiya mula sa pinagmulan. Kinakailangan ang ΔWp upang masakop ang mga pagkalugi na tumutugma sa tumaas na kasalukuyang halaga. Ang karagdagang enerhiya na ito ay proporsyonal sa reaktibong kapangyarihan ng produkto at, sa kondisyon na ang mga halaga ng kasalukuyang, boltahe at power factor ay pare-pareho sa paglipas ng panahon, ito ay matatagpuan sa pamamagitan ng ratio ΔWp = kWq = kUIsinφ, kung saan Wq = UIsinφ — reaktibong kapangyarihan (conventional concept).

Ang proporsyonalidad sa pagitan ng reaktibong enerhiya ng isang de-koryenteng produkto at ang karagdagang nabuong enerhiya ng istasyon ay pinananatili kahit na nagbabago ang boltahe, kasalukuyang at power factor sa paglipas ng panahon. Sa pagsasagawa, ang reaktibong enerhiya ay sinusukat ng isang yunit sa labas ng system (var NS h at mga derivatives nito - kvar NS h, Mvar NS h, atbp.) gamit ang mga espesyal na counter na structurally ganap na katulad ng mga aktibong metro ng enerhiya at naiiba lamang sa switching circuits ng windings (tingnan ang Fig. 2, a, device P12).

Ang lahat ng mga kalkulasyon na kasangkot sa pagtukoy ng reaktibong enerhiya na sinusukat ng mga metro ay katulad ng mga kalkulasyon sa itaas para sa mga aktibong metro ng enerhiya.

Dapat pansinin na ang enerhiya na natupok sa boltahe na paikot-ikot (tingnan ang Fig. 1, 2) ay hindi isinasaalang-alang ng metro, at ang lahat ng mga gastos ay dinadala ng tagagawa ng kuryente, at ang enerhiya na natupok ng kasalukuyang circuit ng aparato. ay isinasaalang-alang mula sa metro, i.e. ang mga gastos sa kasong ito ay iniuugnay sa mamimili.

Bilang karagdagan sa enerhiya, ang ilang iba pang mga katangian ng pagkarga ay maaaring matukoy gamit ang mga metro ng kuryente. Halimbawa, ayon sa mga pagbabasa ng reactive at active energy meter, matutukoy mo ang halaga ng weighted average tgφ load: tgφ = Wq / Wp, Gwhere vs — ang dami ng enerhiya na isinasaalang-alang ng active energy meter para sa isang naibigay na tagal ng panahon, Wq — pareho , ngunit isinasaalang-alang ng reactive energy meter para sa parehong yugto ng panahon. Ang pag-alam sa tgφ, mula sa mga trigonometriko na talahanayan ay hanapin ang cosφ.

Kung ang parehong mga counter ay may parehong gear ratio at circuit constant D, maaari mong mahanap ang tgφ load para sa isang naibigay na sandali.Para sa layuning ito, para sa parehong agwat ng oras t = (30 — 60) s, ang bilang ng mga rebolusyon nq ng reaktibong metro ng enerhiya at ang bilang ng mga rebolusyon np ng aktibong metro ng enerhiya ay binabasa nang sabay-sabay. Pagkatapos tgφ = nq / np.

Sa sapat na patuloy na pagkarga, posibleng matukoy ang aktibong kapangyarihan nito mula sa mga pagbabasa ng aktibong metro ng enerhiya.

Halimbawa 4… Ang aktibong metro ng enerhiya na may gear ratio na 1 kW x h = 2500 rpm ay kasama sa pangalawang paikot-ikot ng transpormer. Ang mga windings ng metro ay konektado sa pamamagitan ng kasalukuyang mga transformer na may kti = 100/5 at mga transformer ng boltahe na may ktu = 400/100. Sa 50 segundo ang disc ay gumawa ng 15 revolutions. Tukuyin ang aktibong kapangyarihan.

Constant circuit D = (400 NS 100)/(5 x 100) =80. Isinasaalang-alang ang ratio ng gear, ang counter constant C = 3600 / N = 3600/2500 = 1.44 kW NS s / rev. Isinasaalang-alang ang pare-parehong scheme C '= CD = 1.44 NS 80= 115.2 kW NS s / rev.

Kaya, ang n pagliko ng mga disk ay tumutugma sa pagkonsumo ng kuryente Wp = C'n = 115.2 [15 = 1728 kW NS na may. Samakatuwid, ang lakas ng pagkarga P= Wp / t = 17.28 / 50 = 34.56 kW.