книги из ГПНТБ / Сафонов А.С. Специальная электротехника учеб. для воен.-мор. команд.-инженер. училищ

трехфазной симметричной системы достаточно измерить

точка создается из трех резисторов, сопротивления кото­ рых, удовлетворяют следующему: Г\у + г\ = Г2 = г3 — и со­ единены звездой, или катушки напряжения ваттметра и двух резисторов, сопротивления каждого из которых рав­ ны сопротивлению катушки.

В этом случае катушка напряжения ваттметра будет находиться под напряжением, в К З раз меньшим линей­ ного напряжения. Поэтому независимо от способа соеди­ нения нагрузки (звезда или треугольник) ваттметр по­ кажет мощность одной фазы. Умножая показания ватт­ метра на три, получим мощность системы.

На рис. 15.5 изображены схемы включения ваттметра,

позволяющие измерять активную мощность трехфазной

310

ность на 3, получим мощность трехфазной цепи. При из­

Рис. 15.5. Измерение мощности трехфазных сим­ метричных цепей:

а — схема треугольника; б — схема звезды

пряжение U\2. Сумма показаний ваттметра дает актив­ ную мощность симметричной трехфазной системы

Активная мощность трехфазной трехпроводной систе­ мы при неравномерной нагрузке обычно измеряется с по­ мощью двух ваттметров (рис. 15.6, а) . Эти ваттметры в сумме учитывают всю мощность системы независимо от распределения ее между фазами и схемы соединения.

Действительно, мгновенная мощность трехфазной си­ стемы равна сумме мгновенных мощностей отдельных фаз. Например, при соединении потребителей звездой мгновенная мощность системы определяется формулой

311

откуда:

где « i 2 , «32 — мгновенные значения линейных напряжений.

а

Рис. 15.6. Измерение мощности трехфазных несимме­ тричных цепей:

а —схема включения; б — векторная диаграмма

Аналогично определяется и активная мощность систе­

312

1)оба ваттметра дают отклонения в одном направлении;

2)один ваттметр не дает показаний; 3) ваттметры дают отклонения в разные стороны.

Рассмотрим это для частного случая, когда нагрузка на фазы равномерная и соединена звездой, а система на­ пряжений симметрична. Из векторной диаграммы (рис. 15.6,6) для этого случая следует, что

4-і - ) = 30° + <р,; фя = ( а д ) = 30° - сря.

Следовательно, сумма показаний двух ваттметров мо­ жет быть представлена в виде

Р= UnI, cos (30° + 9 l ) + t/32/3 cos (30° - <р3). (15.14)

При ср = 0 показания обоих ваттметров будут положи­ тельны и равны. По мере увеличения ср показания одного ваттметра будут уменьшаться, а другого увеличиваться, но при ф < ± 6 0 ° их показания будут одного направления. При ср=±60° один из ваттметров покажет нуль, а дру­ гой — всю мощность трехфазного потребителя. Если же ср>60°, то при индуктивной нагрузке отрицательные по­ казания дает первый ваттметр, а при емкостной нагруз­ ке — второй. В этом случае при идентичном включении обоих ваттметров следует изменить направление тока в одной из обмоток того ваттметра, стрелка которого от­ клонилась в обратную сторону, и считать его показания отрицательными, т. е. в этом случае мощность системы будет равна разности показаний обоих ваттметров.

Вместо двух ваттметров часто применяют двухэле­ ментный трехфазный ваттметр, который имеет две по­ движные катушки, действующие на общую подвижную часть прибора и конструктивно смонтированные в одном корпусе. Элементы трехфазного ваттметра включаются по схеме двух ваттметров. Трехфазный ваттметр обычно имеет семь зажимов, из которых четыре крайних — по два с каждой стороны — служат для включения токовых катушек, а три средних — для включения катушек на­ пряжения. Трехфазный ваттметр сразу показывает всю активную мощность системы.

Измерение активной мощности трехфазной четырехпроводной системы при неравномерной нагрузке произ­ водится тремя однофазными ваттметрами, каждый из которых учитывает мощность одной фазы. Разультирую-

313

щая мощность системы равна сумме показаний всех ваттметров. Для этой же цели применяются также трех­ элементные ваттметры, которые сразу показывают трех­ фазную активную мощность трехфазной четырехпроводной несимметричной системы.

Реактивная мощность трехфазной трехпроводной си­ стемы при равномерной нагрузке наиболее просто изме­ ряется с помощью одного ваттметра (рис. 15.7, а). В этом случае катушка напряжения включается на «чужие

Рис. 15.7. Измерение реактивной мощности трехфазных симметричных цепей

фазы», что создает дополнительный сдвиг между силами токов катушек ваттметра на угол тс/2 (рис. 15.7,6). В ре­ зультате показания прибора будут пропорциональны ре­ активной мощности, что следует из векторной диа­ граммы

Для получения реактивной мощности всей системы показания ваттметра увеличивают в 1^3 раза. В других случаях реактивная мощность измеряется по специаль­ ным схемам включения или с помощью реактивных ватт­ метров.

§ 15.4. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ

Сопротивления в зависимости от их величины услов­ но делят на три группы: малые сопротивления (10~6 -И Ом), средние сопротивления (1-ИО5 Ом) и боль­ шие сопротивления (10 5 - М0 1 8 Ом). В соответствии с этой классификацией находят применение те или иные методы измерения сопротивлений. Наиболее распростра­ ненными методами измерения сопротивлений являются

314

метод амперметра и вольтметра, метод одного вольтмет­ ра и метод непосредственного измерения с помощью омметров, а также методы сравнения.

М е т о д а м п е р м е т р а и в о л ь т м е т р а

Этот метод измерения сопротивлений основан на за­ коне Ома, причем приборы могут быть включены по двум

большую точность. В этом случае при определении со­

При измерении средних сопротивлений, когда гх со­ измеримо с rv , применяется вторая схема (рис. 15.8,6), которая в этом случае дает более точные результаты. При определении сопротивления пользуются формулой

и

315

Измерение сопротивлений цепей переменного тока можно производить с помощью амперметра, вольтметра и ваттметра. Включив в цепь приборы (рис. 15.9) и сняв

Для измерения сопротивлений методом одного вольт­ метра необходимо иметь вольтметр с известным сопро-

Рис. 15.10. Схема измерения сопро­ тивления одним вольтметром

тивлением, источник тока и переключатель. Схема, по которой производится измерение, показана на рис. 15.10. При определении сопротивления гх необходимо поста­ вить переключатель в положение / и отсчитать показа­ ние прибора U. Затем переключатель перебросить в по­ ложение 2 и также записать показание прибора UV- В со­ ответствии со вторым законом Кирхгофа эти напряжения равны:

3 1 6

Взяв отношение показаний вольтметра (15.19) и сде­ лав некоторые преобразования, найдем искомое сопро­ тивление

Метод одного вольтметра дает достаточно хорошие результаты в тех случаях, когда искомое сопротивление соизмеримо с сопротивлением вольтметра. При измере­ ниях целесообразно пользоваться вольтметром магнито­ электрической системы.

М е т о д о м м е т р о в

Омметрами называются стрелочные приборы, пред­ назначенные для непосредственного измерения сопротив-

аб

Рис. 15.П. Схемы омметров и внешний вид М371

лений. По величине измеряемых сопротивлений они де­ лятся на омметры и мегомметры. Первые применяются для измерения средних сопротивлений, а вторые — для технических измерений больших сопротивлений.

Омметры представляют собой приборы магнитоэлек­ трической системы, снабженные добавочным резистором сопротивлением гд и включаемые по определенным схе­ мам (рис. 15.11). Они построены по принципу измерения сопротивления методом одного вольтметра. Действитель­ но, если к прибору подвести постоянное по величине на­ пряжение, то сила тока, проходящего через катушку при­ бора, и, следовательно, отклонение его подвижной части будут обратно пропорциональны сопротивлению цепи прибора. Поэтому шкала прибора, предназначенного для

317

мерная. В качестве же источника питания в омметрах

э

« 1

а

Рис. 15.12. Схемы измерения сопротивления изоляции мегомметром:

а —на корпус; б — между проводами

На рис. 15.11,6 показан общий вид подобного омметра. Этот прибор имеет три предела измерения: Он-10; Он-100

установить корректором стрелку на «оо»; б) замкнуть накоротко зажимы «—» и X I , ХЮ или ХЮО в зависи­ мости от предела измерения и рукояткой установить стрелку на нуль; в) присоединить к зажимам «—», X I , ХЮ или ХЮО резистор, сопротивление которого изме­ ряется, и произвести по шкале отсчет. Точность измере­ ния зависит от постоянства напряжения источника пита­ ния, поэтому необходима предварительная установка стрелки на нуль шкалы.

Мегомметры, как указывалось ранее, применяются для измерения сопротивления изоляции электрических цепей, а также для определения коротких замыканий в них. Наибольшее распространение получили мегомметры

318

включения мегомметра для измерений. При измерении

вают величину сопротивления изоляции. При проверке состояния изоляции между проводами сети или между отдельными жилами кабеля (рис. 15.12,6) все приемни­ ки, включенные между проводами, отключаются. Затем,

В приборе применен измерительный механизм вольт­ метра магнитоэлектрической системы с' последователь­ ным включением его катушки в цепь, сопротивление ко­ торой измеряется. При постоянном напряжении источ­

нуле шкалы. Промежуточные положения стрелки будут соответствовать всем другим значениям сопротивления.

Если измерения производят в цепях переменного тока, то питание катушки прибора осуществляется через гер­ маниевый выпрямитель, установленный в добавочном устройстве. Прибор применяется в сетях постоянного тока с напряжением до 350 В, а в сетях переменного тока — до 400 В при любой частоте.

319