11.5. Вимірювання енергії

Для вимірювання і обліку енергії постійного струму застосо­вують електродинамічні та феродинамічні лічильники електричної енергії. Схеми їх вмикання у вимірювальне коло подано на рис. 130, Основне застосування такі лічильники мають на залізничному та міському електротранспорті. В окремих випадках, коли основним по­казником технологічного процесу є кількість затрачених ампер-годин (у гальванічних ваннах, при заряджанні акумуляторів) або вольт-годин (при виробництві алюмінію), застосовують магнітоелектричні та електролітичні лічильники ампер-годин або магнітоелектричні лічиль­ники вольт-годин. У колах змінного струму промислової частоти вимірювання і облік електроенергії здійснюється з допомогою індукційних лічиль­ників електричної енергії. Схема вмикання однофазного лічильника з однією послідовною обмоткою аналогічна схемі вмикання електроди­намічного лічильника постійного струму (рис. 130, а). Проте слід пам'ятати, що при вимірюванні енергії в колі «фаза—заземлений нуль» послідовну обмотку лічильника треба обов'язково вмикати у фазовий, а не в нульовий провід (інакше лічильник не враховуватиме енергії навантаження, увімкненого споживачем між фазою і землею). Це за­уваження не стосується лічильників з двома послідовними обмотками, схема вмикання яких показана на рис. 131. При вимірюванні енергії порівняно потужних споживачів лічильники вмикаються через вимі­рювальні трансформатори струму, а при високій напрузі — через тран­сформатори струму і напруги (рис. 132).

Рис. 130. Схема вмикання електродинамічних лічильників енергії постійного струму:

а — пряме вмикання в коло; б — з застосуванням окремого шунта і додаткового резистора.

Рис. 131. Схема вмикання

однофазного лічильника

енергії змінного струму

з двома послідовними

обмотками.

Рис. 132. Схема вмикання

однофазного лічильника енергії

змінного струму з застосуванням

вимірювальних трансформаторів

струму і напруги.

Вимірювання енергії трифазного змінного струму здійснюється з допомогою трифазних індукційних лічильників.

Активну енергію в чотирипровідному трифазному колі при будь-якій асиметрії напруг і струмів можна виміряти з допомогою три-елементного індукційного лічильника, механізм якого складається з трьох однофазних елементів, з'єднаних за схемою, аналогічною зображеній на рис. 121. Для вимірювання активної енергії в трипровідному трифазному колі при будь-якій несиметрії застосовують двоелементний лічильник, елементи якого з'єднані за схемою двох ват­метрів (рис. 123).

Для вимірювання реактивної енергії в три- й чотирипровідному трифазному колі при простій асиметрії застосовують триелементні лічильники, побудовані на основі схеми, зображеної на рис. 126.

Для розширення границь вимірювання струму і напруги лічиль­никами використовують вимірювальні трансформатори струму і напру­ги, при цьому керуються такими самими правилами, як і при вмиканні ватметрів (π.π. 11.2—11.4). Схему одночасного вмикання трифазних лічильників активної і реактивної енергії в коло високої напруги {U > 600 В) показано на рис. 133. В цій схемі, як і в схемі рис. 124, для вимірювання трьох лінійних струмів застосовано лише два транс­форматори струму. Для захисту від високої напруги вторинні обмотки вимірювальних трансформаторів і їх корпуси треба обов'язково зазем­лити.

Рис. 133. Схема одночасного вмикання трифазних лічильників активної і реактивної енергії.