Измерение напряжения
Согласно ПУЭ, измерение напряжения, как правило, должно производиться:
1) на секциях сборных шин постоянного и переменного тока, которые могут работать раздельно. На подстанциях допускается измерять напряжение только на стороне низшего напряжения, если установка трансформаторов напряжения на стороне высшего напряжения не требуется для других целей;
2) в цепях генераторов постоянного и переменного тока, синхронных компенсаторов, а также в отдельных случаях в цепях агрегатов специального назначения.
3) в цепях возбуждения синхронных машин мощностью 1 МВт и более.
4) в цепях силовых преобразователей, аккумуляторных батарей, зарядных и подзарядных устройств;
5) в цепях дугогасящих реакторов.
Допускается установка одного вольтметра с переключателем на несколько точек измерения.
Для измерения напряжения используют измерительные приборы – вольтметры . Напряжение измеряется в вольтах (В). Вольтметр включают параллельно исследуемому участку цепи.
При необходимости расширения пределов измерения последовательно с приборами включаются добавочные резисторы:
Добавочные резисторы применяются при измерениях в цепях постоянного и переменного тока до 1 кВ.
Относительная величина уменьшения измеряемого напряжения, вызванная включением вольтметра, называется коэффициентом влияния вольтметра и определяется по формуле
где
- входное сопротивление вольтметра;
Rw - сопротивление исследуемого участка цепи.
У высококачественных вольтметров величина ВВ < I % даже при измерении в высокоомных цепях благодаря большому входному сопротивлению прибора. Значение входного сопротивления вольтметры в сильной степени влияет на точность измерения напряжения и определяет область применения прибора.
Отношение сопротивлений R / RV обратно пропорционально отношению мощности потребления вольтметра Ру к мощности цепи Р, поэтому
δu = - (PV / P) / (1 + PV / P + R / R0)
Для уменьшения погрешности измерения напряжения мощность потребления вольтметра должна быть мала, а его внутреннее сопротивление велико (RV → ∞)
При измерении напряжения в сетях переменного тока выше 1 кВ применяются трансформаторы напряжения. Номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора напряжения во всех случаях равно 100 В независимо от номинального напряжения первичной обмотки, а щитовые вольтметры при этом градуируются с учетом коэффициента трансформации трансформатора напряжения в единицах первичного напряжения:
Методы сравнения. Нулевой метод заключается в уравновешивании, достигаемом при подключении к прибору сравнения либо двух электрически не связанных между собой, но противоположных по знаку напряжений или ЭДС, либо двух раздельно регулируемых токов. Разница, полученная в результате такого воздействия, доводится до нуля. Нулевой метод реализуется в схемах компенсации напряжений или ЭДС (а) и токов (б):
В схеме компенсации напряжений, измеряемое напряжение Ux компенсируется равным, но противоположным по знаку известным напряжением UК. Падение напряжения UК создается током на регулируемом компенсирующем сопротивлении Rk. Изменение Rk происходит до тех пор, пока UК не окажется равным Ux. Момент компенсации определяют по отсутствию тока в цепи магнитоэлектрического гальванометра G; при этом мощность от объекта измерения не потребляется.
Дифференциальный метод основан на измерении разности между измеряемым и известным напряжениями при их неполной компенсации.
Пример. Вольтметры СВ3020:
- номинальное значение напряжения - 100В (СВ3020-100) или 250В (СВ3020-250);
- диапазон измерения от 0,1Uн до 1,5Uн (для СВ3020-100), от 0,1Uн до 1,2Uн (для СВ3020-250);
- частотный диапазон измеряемых напряжений от 45 до 850Гц;
- пределы основной допускаемой приведенной погрешности ±0,2% к номинальному значению измеряемого напряжения;
- напряжение питания - сеть переменного тока напряжением (85-250)В и частотой (47-65)Гц или постоянное напряжение (120-300)В;
- потребляемая мощность не более 4ВА, габариты 144x72x175мм, масса не более 0,5кг.
- мощность, потребляемая измерительной цепью вольтметров серии 3020, не превышает 0,1 В.A.
Вольтметр имеет возможность установки по интерфейсу RS485 (гальванически развязаному) коэффициентов трансформации ИТН (Кн) в диапазоне от 1 до 30000 и индицирует значение измеряемого напряжения с учетом установленного коэффициента трансформации ИТН в вольтах или киловольтах.
Кроме функции измерения вольтметр реализует функцию контроля минимального и максимального допустимых значений измеряемого напряжения. Выход измеряемого напряжения за установленные значения индицируется световой индикацией на лицевой панели и при этом замыкаются контакты одного из реле.
Диапазон установки уставок нижнего допускаемого значения измеряемого напряжения от 0,1Uн*Кн до 1,48Uн*Кн (для СВ3020-100) и от 0,11Uн*Кн до 1,18Uн*Кн (для СВ3020-250). Диапазон установки уставок верхнего допускаемого значения измеряемого напряжения от 0,2Uн*Кн до 1,49Uн*Кн (для СВ3020-100) и от 0,2Uн*Кн до 1,19Uн*Кн (для СВ3020-250).
Вольтметр СВ3020, сертифицирован на соответствие требованиям ГОСТ 14014, ГОСТ 22261, ГОСТ Р 51350, ГОСТ Р 51522, ГОСТ Р 51317.3.2-3, ГОСТ Р 51317.4.2-4, ГОСТ Р 51317.4.11.