49-96 / 78.Измерение частоты и активной мощности

78 Измерение частоты и активной мощности

Мощность в судовых установках постоянного тока не измеряют, поскольку показания амперметров прямо пропорцианальны мощности. В судовых установках трех фазного тока измеряют активную мощность, отдаваемую генераторами в сеть. спомощью ватметров главным образом ферродинамической системы.

Активную мощность в трехфазных цепях измеряют исходя из того, что что активная мощность трехфазной системы, выраженная через напряжения и ток фазы,

P=3 Uф Iф COSФ

Из этого уравнения следует, что активная мощность трехфазной цепи в общем случае (при симметричной и несимметрчной нагрузках) может быть определена как сумма показаний трех ваттметрв, каждый из которых измеряет мощность одной фазы. Для зтого по последовательным цепям каждого из ваттметров должен протекать ток одной фазы, а параллельные обмотки должны включаться на соответствующие напряжения фазы Такой метод измерения мощности трехфазноц системы называеться методом трех ваттметров и применяется при сокдинении нагрузки или генераторв звездой с нейтральным проодом.

Рис.1

Если нейтральный провод отсутствует или нейтральная точка звезды недоступна для соединения с ней параллельных цепей ваттметров,метод трех ваттметров неприменим.

При несиметричной нагрузке, соединенной треуольником, ваттметры должны быть включены в каждую фазу треуголбника, что практически не всегда возможно. Недостатком метода трех ваттметров является необходимость установки трех приборов и суммирования их показаний.Поэтому вместо трех ваттметров иногда применяют один прибор - трехфазный ваттметр, состоящий из трех измерительных механизмов, подвижные части которых закреплены на общей оси. Отклонение подвижной части такого прибора пропорционально измеряемой мощности.

Активная мощность симметричной трехфвазной цепи может быть определена как утроенное значение мощности одной из фаз (т.е. измерена одним прибором). Такой метод измерения трехфазной мощности называется методом одного ваттметра.

Вслучае содинения обьекта измерения звездой при наличии нейтрального провода или доступной нейтральной точки ваттметры включают по схеме рис.2. Тогда по последовательной цепи прибора протекает ток фазы. а к параллельной цепи подводиться напряжение фазы.

Рис.2

Если нейтральный провод отсутствует и нейтральна точка недоступна, то для включения параллельной цепи применяют схему с исуственной нейтральной точкой.

Рис.3

Она образуется двумя вспомогательными резисторами R1, R2 и резистором Rв параллельной цепи ваттметра, включенными звездой. Если сопротивления резисторов R1,R2 равны сопротивлению Rв ,то при симметричной нагрузке потенциал общей точки соединения резисторов равен потенциалу недоступной нейтральной точки, а показания ваттметра мощности одной фазы. При несимметричной нагрузке даный метод неприменим ввиду различной мощности фаз.

Мощность в трехпроводной системе при симметричной и несимметричной нагрузках, соединенной звездой или треугольником, может быть измерена методом двух ваттметров. По их последовательным обмоткам протекают линейные токи . а параллельные обмотки включеы на напряжения между фазами, в которые включены последовательные обмотки, и фазой, свободных от последовательных обмоток.Рис.2

Измерение активной мщности судовых генераторов трехфазного тока осуществляется методом двух ваттметров.Чтобы исключить необходимость суммирования двух показаний, измерительные части ваттметров соединяют так, что их подвижные части имеют общую ось. Вращающие моменты обоих приборов алгебраически складываются.

Частота

Измерение частоты может производиться приборами: вибрационной и электродинамической систем.

Измерение часоты резонансным частотомером основано на возникновении явления резонанса гибких стальных пластин, вибрирующих под влиянием переменного магнитного потока. Применяют две конструкции измерительных механизмов частотомеров- с непосредственным и косвенным возбуждением.

Измерительный механизм частотомера с непосредственным возбуждением.(а)

Рис.

Имеется элкетромагнит 1, обмотка которого подключена в контролируемую сеть подобно вольтметру. В поле элекромагнита находятся два ряда гибких стальных пластин 3, закрепленных в основаниях 4. Прибор имеет лицевую панель 2, в окнах которых видны отогнутые края пластин окрашенные в белый цвет.Вдоль отверстий лицевой панели нанесены деления шкалы с интервалом 0,5 Гц, обычно соответствующим разности частот собственных колебаний двух соседних пластин.

Под влиянием перемменого поля электромагнита,вызванного током,частота которого измеряется, плостина частотомера в момент прохождения тока через амплитудное значение притягиваеися к электромагниту и удаляется при каждом нулевом значении тока. С наиболбшей частотой колеблеться та пластина, частота колебаний которой равна удвоенному значению измеряемой частоты. Отогнутый конец которой виден в окне шкалы.(б)

У частотомера с косвенным возбуждением электромагнит 1 притягивает якорь 6 , к которому через основание 4 прикреплен один ряд гибких пластин 3. Якорь и пластины прикреплены к эластичной опоре 5. При включении электромагнита в контролирунмую цепь пластины начинают колебаться с удвоенной частотой.(в)

Приборы электродинамической системы пригодны для иэмерения в сетях постоянного и переменного тока. Они могут иметь логометрический измерительный механизм В логометре показанном на рисунке 1, один из моментов возникает в результате взаимодействия токов I1 и I, а другой - тоеов I2 и I,причем ток I протекает через неподвижную катушку, а токи I1 и I2 -через скрепленные под углом подвижные катушки.Вращающий момент логомера представленного на рисунке 2,возникает вследствие взаимодействия тока I, протекающего через подвижную катушку, с токами I1, I2, протекающие через неподвижные катушки расположенные под углом один к другому.

В частотометрах катушки логометра заключаються в цепь синусоидального тока через выпрямители и элементы , сопротивления которых зависят от частоты.