33. Некоторые аппараты, например автоматические выключатели и магнитные пускатели, одновременно являются коммутационными и защитными аппаратами.

К аппаратуре управления электроустановками предъявляются следующие общие требования: надежность действия; безопасность обслуживания; достаточный срок службы; простота изготовления, монтажа и эксплуатации; небольшие габариты; малое потребление электрической энергии самими аппаратами; невысокая стоимость.

Различают неавтоматические и автоматические коммутационные аппараты.

К неавтоматическим коммутационным аппаратам (аппаратура ручного управления) относятся кнопочные, рычажные, поворотные, пакетные выключатели; рубильники; реостаты; контроллеры.

К автоматическим коммутационным аппаратам относятся реле, контакторы и магнитные пускатели.

55) Являются важной частью коммутационного аппарата.

Пальцевые, мости-ковые и врубные контакты применяются в коммутационных аппаратах, рассчитанных на большие номинальные токи (десятки ампер и больше).

Контакты с плоскими пружинами используют преимущественно в слаботочных аппаратах, например в реле.

В аппарате может быть одна или несколько пар контактов.

Контакты для сильноточных аппаратов изготовляют из меди или серебра (в виде накладок на контактирующей поверхности).

В аппаратах, применяемых для автоматического управления электроустановками, контакты могут замыкаться или размыкаться с выдержкой времени.

В зависимости от природы явления, которое положено в основу действия аппаратов, их можно разделить на:

аппараты ручного управления (рубильники, переключатели, выключатели, контроллеры), действие которых происходит в ре¬зультате механического воздействия на них внешних сил;

электромагнитные аппараты (магнитные пускатели, контакторы, электромагнитные реле), работа которых основана на электромаг¬нитных силах, возникающих при работе аппарата.

В зависимости от выполняемых функций аппараты подразде¬ляют на:

коммутационные, предназначенные для включения и отклю¬чения различных цепей. Коммутационная аппаратура может быть неавтоматического управления (рубильники, переключатели, маг¬нитные пускатели) и автоматического управления (реле, контак¬торы, автоматические выключатели);

токоограничивающие и пускорегулирующие (реостаты, кон¬тролеры);

аппараты защиты электрических цепей (реле защиты, предо¬хранители).

36.ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ, измерение электрических величин, таких, как напряжение, сопротивление, сила тока, мощность. Измерения производятся с помощью различных средств – измерительных приборов, схем и специальных устройств. Тип измерительного прибора зависит от вида и размера (диапазона значений) измеряемой величины, а также от требуемой точности измерения. В электрических измерениях используются основные единицы системы СИ: вольт (В), ом (Ом), фарада (Ф), генри (Г), ампер (А) и секунда (с). К видам измерений (если не разделять их по видам измеряемых физических величин на линейные, оптические, электрические и др.) можно отнести измерения:

• прямые и косвенные,

• совокупные и совместные,

• абсолютные и относительные,

• однократные и многократные,

• технические и метрологические,

• равноточные и неравноточные,

• равнорассеянные и неравнорассеянные,

• статические и динамические.

Прямые и косвенные измерения различают в зависимости от способа получения результата измерений.

При прямых измерениях искомое значение величины определяют непосредственно по устройству отображения измерительной информации применяемого средства измерений. Формально без учета погрешности измерения они могут быть описаны выражением

Q = X,

где Q – измеряемая величина,

X – результат измерения.

Косвенные измерения – измерения, при которых искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Формальная запись такого измерения

Q = F (X, Y, Z,…),

где X, Y, Z,… – результаты прямых измерений.

В зависимости от точности измерения делят на технические и метрологические, а также на равноточные и неравноточные, равнорассеянные и неравнорассеянные.

Технические измерения выполняют с заранее установленной точностью, иными словами, погрешность технических измерений не должна превышать заранее заданного значения.

Метрологические измерения выполняют с максимально достижимой точностью, добиваясь минимальной погрешности измерения.

Статические и динамические измерения правильнее характеризовать в зависимости от соизмеримости режима восприятия входного сигнала измерительной информации и его преобразования. Различают два основных метода измерений: метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой.

Классификацияприборов.

• Наиболее существенным признаком для классификации электроизмерительной аппаратуры является измеряемая или воспроизводимая физическая величина, в соответствии с этим приборы подразделяются на ряд видов:

• амперметры — для измерения силы электрического тока;

• вольтметры — для измерения электрического напряжения;

• омметры — для измерения электрического сопротивления;

• мультиметры (иначе тестеры, авометры) — комбинированные приборы

• частотомеры — для измерения частоты колебаний электрического тока;

• магазины сопротивлений — для воспроизведения заданных сопротивлений;

• ваттметры и варметры — для измерения мощности электрического тока;

• электрические счётчики — для измерения потреблённой электроэнергии

• и множество других видов

• Кроме этого существуют классификации по другим признакам:

• по назначению — измерительные приборы, меры, измерительные преобразователи, измерительные установки и системы, вспомогательные устройства;

• по способу представления результатов измерений — показывающие и регистрирующие ( в виде графика на бумаге или фотоплёнке, распечатки, либо в электронном виде);

• по методу измерения — приборы непосредственной оценки и приборы сравнения;

• по способу применения и по конструкции — щитовые (закрепляемые на щите или панели), переносные и стационарные;

• по принципу действия:

• электромеханические:

• магнитоэлектрические;

• электромагнитные;

• электродинамические;

• электростатические;

• ферродинамические;

• индукционные;

• магнитодинамические;

• электронные;

• термоэлектрические;

• электрохимические.

Графические обозначения по ГОСТ 23217

[править]Обозначения

В зарубежных странах обозначения средств измерений устанавливаются предприятиями-изготовителями, в России (и частично в других странах СНГ) традиционно принята унифицированная система обозначений, основанная на принципах действия электроизмерительных приборов. В состав обозначения входит прописная русская буква, соответствующая принципу действия прибора, и число — условный номер модели. Например: С197 — киловольтметр электростатический. К обозначению могут добавляться буквы М (модернизированный), К (контактный) и другие, отмечающие конструктивные особенности или модификации приборов.

• В — приборы вибрационного типа (язычковые)

• Д — электродинамические приборы

• Е — измерительные преобразователи

• И — индукционные приборы

• К — многоканальные и комплексные измерительные установки и системы

• Л — логометры

• М — магнитоэлектрические приборы

• Н — самопишущие приборы

• П — вспомогательные измерительные устройства

• Р — меры, измерительные преобразователи, приборы для измерения параметров элементов электрических цепей

• С — электростатические приборы

• Т — термоэлектрические приборы

• У — измерительные установки

• Ф — электронные приборы

• Х — нормальные элементы

• Ц — приборы выпрямительного типа

• Ш — измерительные преобразователи

• Щ — ?

• Э — электромагнитные приборы

37. Мерой называют средство измерения, предназначенное для воспроизведения физических величин заданного размера. К данному виду средств измерений относятся гири, концевые меры длины и т. п. На практике используют однозначные и многозначные меры, а также наборы и магазины мер. Однозначные меры воспроизводят величины только одного размера (гиря). Многозначные меры воспроизводят несколько размеров физической величины.

Измерительные приборы – это средства измерений, которые позволяют получать измерительную информацию в форме, удобной для восприятия пользователем. Различаются измерительные приборы прямого действия и приборы сравнения.

Приборы прямого действия отображают измеряемую величину на показывающем устройстве, имеющем соответствующую градуировку в единицах этой величины. Изменения рода физической величины при этом не происходит. К приборам прямого действия относят, например, амперметры, вольтметры, термометры и т. п.

Приборы сравнения предназначаются для сравнения измеряемых величин с величинами, значения которых известны. Такие приборы широко используются в научных целях, а также и на практике для измерения таких величин, как яркость источников излучения, давление сжатого воздуха и др. Методы измерений

В соответствии с РМГ 29-99, к числу основных методов измерений относят метод непосредственной оценки и методы сравнения: дифференциальный, нулевой, замещения и совпадений.

Непосредственный метод - метод измерений, в котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия, например измерения вала микрометром и силы - механическим динамометром.

Методы сравнения с мерой - методы, при которых измеряемая величина сравнивается с величиной, воспроизводимой мерой:

- дифференциальный метод характеризуется измерением разности между измеряемой величиной и известной величиной, воспроизводимой мерой. Примером дифференциального метода может служить измерение вольтметром разности двух напряжений, из которых одно известно с большой точностью, а другое представляет собой искомую величину;

- нулевой метод - при котором разность между измеряемой величиной и мерой сводится к нулю. При этом нулевой метод имеет то преимущество, что мера может быть во много раз меньше измеряемой величины, например взвешивание на весах, когда на одном плече находится взвешиваемый груз, а на другом - набор эталонных грузов;

- метод замещения - метод сравнения с мерой, в котором измеренную величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой. Метод замещения применяется при взвешивании с поочередным помещением измеряемой массы и гирь на одну и ту де чашу весов;

- метод совпадений - метод сравнения с мерой, в котором разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов. Примером использования дан

38.

Измерительный механизм – это часть конструкции прибора, состоящей из элементов, взаимодействие которых вызывает их взаимное перемещение. По углу поворота подвижной части измерительного механизма определяется значение измеряемой величины.

А) Магнитоэлектрический измерительный механизм.

В магнитоэлектрическом измерителе применяется магнитоиндукционное успокоение. Успокоителем служит каркас рамки. При повороте рамки изменяется магнитный поток, пронизывающий каркас. Взаимодействие тока, индуктированного в каркасе, с магнитным полем создает тормозной момент, обеспечивающий успокоение. При переменном токе вращающий момент изменяется пропорционально мгновенному значению тока. При стандартной частоте момент изменяется настолько быстро, что угол, пропорциональный среднему за период значению вращающего момента, а следовательно и среднему значению тока.

Б) Электромагнитный измерительный механизм.

Имеет неподвижную катушку и подвижную часть, состоящую из укрепленных на оси стального сердечника, указательной стрелки, пружины и успокоителя. Измеряемый ток, проходя по катушке, намагничивает сердечник и втягивает его в катушку. По углу поворота подвижной части определяют силу тока.

В) Электродинамический измерительный механизм.

Состоит из двух катушек: неподвижной и подвижной. В результате электродинамического взаимодействия между токами I1 и I2, проходящим по катушкам, возникает вращающий момент. Под действием этого момента подвижная часть повернется на угол a, при котором он уравновесится противодействующим моментом пружин.

Г) Ферродинамический измерительный механизм.

Магнитная цепь ферродинамического измерителя состоит из магнитопровода и неподвижного цилиндрического сердечника. Принцип работы тот же, что и электродинамического.

Измерение электрической энергии. Способ измерения. Для учета электрической энергии, получаемой потребителями или отдаваемой источниками тока, применяют счетчики электрической энергии. Счетчик электрической энергии по принципу своего действия аналогичен ваттметру. Однако в отличие от ваттметров вместо спиральной пружины, создающей противодействующий момент, в счетчиках предусматривают устройство, подобное электромагнитному демпферу, создающее тормозящее усилие, пропорциональное частоте вращения подвижной системы. Поэтому при включении прибора в электрическую цепь возникающий вращающий момент будет вызывать не отклонение подвижной системы на некоторый угол, а вращение ее с определенной частотой. Число оборотов подвижной части прибора будет пропорционально произведению мощности электрического тока на время, в течение которого он действует, т. е. количеству электрической энергии, проходящей через прибор. Число оборотов счетчика фиксируется счетным механизмом. Передаточное число этого механизма выбирают так, чтобы по показаниям счетчика можно было отсчитывать не обороты, а непосредственно электрическую энергию в киловатт-часах.

Наибольшее распространение получили ферродинамические и индукционные счетчики; первые применяют в цепях постоянного тока, вторые — в цепях переменного тока. Счетчики электрической энергии включают в электрические цепи постоянного и переменного тока так же, как и ваттметры.

39.

Измерительные трансформаторы делятся на трансформаторы напряжения и трансформаторы тока.

Трансформаторы напряжения конструктивно представляют собой обычные трансформаторы малой мощности. Перечная обмотка такого трансформатора включается в два линейных провода сети, напряжение которой измеряется или контролируется; во вторичную обмотку включают вольтметр или параллельную обмотку ваттметра, счетчика и т. п.

Работа трансформатора напряжения подобна режиму холостого хода обычного силового трансформатора, так как сопротивление вольтметра или параллельной обмотки ваттметра, счетчика и т. п. велико и током во вторичной обмотке можно пренебречь.

Трансформаторы тока служат для преобразования переменного тока большой силы в ток малой силы и изготовляются таким образом, чтобы при номинальной силе тока первичной цепи во вторичной обмотке сила тока была 5 а.

Режим работы трансформатора тока существенно отличен от режима работы обычного трансформатора. В обычном трансформаторе при изменении нагрузки магнитный поток в сердечнике остается практически неизменным, если постоянно приложенное напряжение.

40. Электростанции – это в основном здания или сооружения внутри которых сосредоточенны определенные группы установок, аппаратуры и оборудования, используемых с целью производства (выработки) электрической энергии. Принцип работы любой электростанции зачастую основан на вращении вала генератора. Исходя из источника энергии (вида топлива) их можно разделить на следующие виды:- Атомные (АЭС) – вырабатывание электроэнергии осуществляется при помощи ядерной установки (ядерного реактора), а также совокупности необходимых систем и квалифицированного персонала. - Тепловые (ТЭС) – производство электроэнергии происходит посредством преобразования химической топливной энергии в механическую энергию, вращающую вал электрогенератора.- Гидроэлектрические (ГЭС) – данная электростанция использует в качестве источника энергии мощь водного потока. Строительство данных сооружений осуществляется на реках и сопровождается искусственным созданием плотин и водохранилищ. Для эффективной работы должна непрерывно снабжаться водой.- Ветроэлектростанции (ВЭС) – это специальные сооружения приспособленные преобразовывать кинетическую энергию ветра в механическую, тепловую и электрическую энергию с целью ее использования для нужд народного хозяйства.- Геотермальные – данный вид электростанций способен вырабатывать электрическую энергию из тепловой энергии исходящей из всевозможных подземных источников (например, таких как гейзеры).- Солнечные (СЭС) – данный вид сооружений представляет собой строения использующие солнечное излучение с целью получения энергии в любом возможном ее виде.ного метода может служить измерение длины при помощи штангенциркуля с нониусом.