§ 1G.11. Общие соображения об намерении реактивной мощности и энергии

В приборах для измерения Q обычно используются электродннамп-ческие или фер родинами ческ не ИМ, а в счетчиках реактивной энер­гии — индукционные ИМ.

В практике необходимость измерения реактивной мощности (энер­гии) в однофазной цепи встречается редко, поэтому далее приведен лишь принципиальный путь решения данной задачи. Используя, например, электродинамический (ферродинамкческий) ИМ, для которого угол отклонения подвижной части равен о — КР ~ /(ty/cosq>, можно пре­вратить cos qi в sin ф, если между напряжением, приложенным к па­раллельной цени, и током в ней создать угол сдвига, равный 90 (в ватт-

метрах активной мощности он равен нулю). Требуемый сдвиг в 90' достигается специальной схемой параллельной цепи, но только при одном значении частоты. Включение полученного таким образом вар-метра производится по тем же правилам, что и ваттметра.

§ 16.12. Измерение реактивной мощности и энергии d трехфазных целях

Для измерения реактивной мощности (энергии) в трехфазных си­стемах применяются различные методы И приборы — в зависимости от того, симметричная система или несимметричная. В последнем случае нужно различать простую асимметрию (токов или напряжений) и слож­ную асиммприю (и токов и напряжений).

Имеется довольно много способов применения активных ваттметров для измерения реактивной мощности. Но для получения отклонения прибора, пропорционального реак- тивной мощности, включение параилелыюй цени производится иначе, чем при ключении активного ваттметра. Идея та же (описана в § 16.11): получить угол сдвига между током в последовательной цепи и напряжением в параллельной цепи, равный (90^ — *р), без Каких-либо изменений в самом приборе. Но для получения величины Q результат измерения при-холится умножать на некоторый коэффициент. Измерение в трехфазных симметричных системах. В качестве при мера рассмотрим метод одного ваттметра. Последовательная цепь при­бора включается в одну из линий (любую), а параллельная —к двум другим (рис. 16.11). Воспользуемся векторной диаграммой, приведен­ной на рис, 16.9, г, из которой видно, что между током /, в последо­вательной цепи прибора и напряжением U_t_„ на зажимах параллельной цепи угол сдвига равен (90 —<р). Спедовательно, показание ваттметра:

р_ет «/, tV₂.3Cos(90—ф)= /, £/_2|Bsin<p.

Тогда для всей трехфазной системы имеем

поскольку /, и U 2_з — линейные ток и напряжение.

Измерение в трехфазных системах с простой асимметрией. Одним из методов является метод двух ваттметров с искусственной нейтралью, которая образуется с помощью резистора г и параллельных цепей ватт­метров. Основан он на использовании активных ваттметров, электро-и ферродииамических, включаемых согласно рис 16.12, а Векторная диаграмма для случая неснмметрин токов приведена на рис 16.12, 6. Показания обоих ваттметров будут равны:

Р, = /, Ut>. э cos а, Р_я = l_a U,, g соь 6.

ни

Величины /, cos а и /,cos|i можно рассматривать как сумму проек­ций составлимцнх фазных токов на векторы напряжений Со, а и U 1.0- Тогда

/, cona-i|.sCos(90^a-q>_l) + /|._aces(3CF^e--e^); /_ясонр ■ . fa,iООН 150-—/, , сов(9№—<р,). Подстав, i эти выражения в формулы для и Р_ш, получим:

f*m - Я, + Р, -С/₄ (/,., sin т, +

+'*.8*1пФ,+/|., ria-fji /з-

где Р_вт — алгебраическая сум­ма показаний обоих ваттметров, .^гот IMIQI ие применяется для реактивных счетчиков, тек как для образования искусственной нейтрали нужно было бы иметь

катушки индуктивности с тем же соотношением tlx, как и в параллель­ной цепи индукционного счетчика, а это весьма затруднительно.

Другой разновидностью является метод двух ИМ с 60-градусным сдвигом, используемый главным образом для измерения реактивной энергии индукционными двухэлементными счетчиками Схема вклю­чения показана на рис 16 13. В каждом ИМ между рабочим потоком электромагнита параллельной цели и приложенным к ней напряже­нием создастся сдвиг в 60* в отличие от ИМ активных счетчиков, в ко­торых этот угол равен 90" Требуемый сдвиг в 60 можно получить, например, включая в параллельную цепь ссютветствукмцее активное сопротивление г Можно показать, что при простой асимметрии системы сумма показаний двух приборов ( показание двухэлементного прибора)

Q - КЗ~и«</«-1*'П9л + '■j₍»^sin4^>i+ /_ф1в'пф,), т. е. реактивной мощ­ности всей системы.

В четырехнронодных целях и преимущественно для намерении ре­активной энерши применяют метод трех прибо|>ов, включаемых по

3U6

тому же правилу, что н в методе одного прибора. В данном случае:

где Р_х, Р_я, P_t — показание отдельных приборов.

Практически в трехэлементных индукционных счетчиках путем некоторых конструктивных изменений можно достичь того, что прибор будет учитывать реактивную энергию без какого-либо коэффициента. Для измерения в системах со сложной асимметрией требуются спе­циальные приборы.