Раздел 3 технологии измерений

Лекция 13 ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

1. Измерение напряжений и токов

Измерения U

• прямые (диапазон 10^-10 ÷ 10⁶ В)

Измерения I

• прямые и косвенные (диапазон: =10^-18 ÷ 10⁵ А, ~ 10^-5 ÷ 10⁵ А)

Особенности измерения:

• малых U и I :

● влияние термоЭДС;

● паразитных L- и C-связей;

● сопротивлений проводников и контактов;

• больших U и I :

● влияние качества изоляции и контактов;

● магнитного поля шин;

● необходимость охлаждения шунтов.

И змерение очень больших постоянных токов – с помощью измерительных трансформаторов постоянного тока →

Контрольные измерения больших переменных токов – с помощью измерительных токовых клещей.

2. И змерение частоты

Измерения f – прямые (диапазон 0 ÷ 10¹⁰ Гц).

3. Измерение параметров электрических цепей

Измерения R – прямые и косвенные (диапазон 10^-9 ÷ 10¹⁵ Ом).

Особенности измерения

• малых R:

влияние сопротивлений соединительных проводников и контактов;

• больших R:

влияние сопротивления изоляции, температуры.

И змерение сопротивления изоляции

Измерение R_из экранированного кабеля

(к – кольца из оголенного медного провода для устранения влияния токов утечек через внешнюю поверхность изоляции)

Измерение R_из относительно земли

при отключенном питании

(R_из между проводами шунтируется Z_Н).

Измерение R_из устройств и сетей под напряжением

Измеряются U и U₁, U₂. При R_V << R_из:

Определение места повреждения кабеля

С помощью измерительного моста постоянного тока по методу петли Муррея.

И змерение сопротивления заземления

• измерителями сопротивления заземления;

• с помощью А и V на переменном токе:

L_вз ≈ 20 м; L_з ≈ 40…60 м

R_з = U / I.

Необходимое условие: R_V >> R_з

И змерения С – прямые и косвенные

мосты переменного тока (С и tgδ), фарадметры,

с помощью А и V переменном токе:

Измерения L – прямые и косвенные

мосты переменного тока (L, Q и М),

куметры: контур L – С настраивается в резонанс (показание V max),

4. Измерение мощности

Измерения Р – прямые и косвенные (диапазон 10^-12 ÷ 10¹⁰ Вт).

Измерение Р в однофазных цепях

Измерение Р в трехфазных цепях

• в трехпроводной цепи

• в четырехпроводной цепи

Измерения Q – прямые и косвенные

Измерение Q в однофазных цепях

в синусоидальной цепи

в арметром

Измерение Q в трехфазных цепях

• в асимметричных цепях

5. Измерение электрической энергии

Измерения W – прямые.

• на постоянном токе: электродинамические (ферродинамические) интегрирующие счетчики

• на переменном токе: однофазные и трехфазные индукционные, электронные и цифровые счетчики.

Т рехфазные индукционные счетчики двухэлементные и трехэлементные

Свойства:

+ надежность; большая перегрузочная способность;

– возможность работы только в сетях переменного тока конкретной частоты; низкая точность;

– отсутствие защиты от хищений электрической энергии.

Цифровые счетчики электрической энергии

• учет и индикация активной и реактивной энергии прямого и обратного направления;

• учет и индикация потребленной энергии за разные промежутки времени (сутки, месяц, год);

• многотарифность и тарификация по зонам;

• автоматизированный учет и контроль потребляемой энергии;

• дистанционный доступ к счетчику из диспетчерского центра;

• возможность подключения картридера для считывания информации с индивидуальной электронной карточки о количестве энергии, оплаченном потребителем; при исчерпании оплаченного лимита счётчик включает штрафной тариф или отключает потребителя от энергосети;

• программная установка разных режимов вывода информации;

• измерение и хранение средних значений активной и реактивной мощности прямого и обратного направления для построения графика нагрузок;

• высокий класс точности;

• повышенная надежность и ремонтопригодность;

• увеличение межповерочного срока в несколько раз;

• защита от хищений электроэнергии (индикация неправильных подключений, обратного направления тока, разности токов в фазном проводе и нейтрале; датчики вскрытия крышки, зажимов и кожуха);

• звуковая индикация.