Jak prawidłowo podłączyć watomierz do obwodu prądu stałego

Posiada watomierz na prąd znamionowy 5 A i napięcie znamionowe 300 V. Jak podłączyć do sieci?

Jeżeli prąd obciążenia Azx jest mniejszy niż prąd dopuszczalny, czyli w tym przypadku mniejszy niż 5 A, a napięcie w obwodzie pomiarowym jest mniejsze niż dopuszczalne napięcie cewki, czyli mniejsze niż 300 V, to obwód przełączający ma następującą postać (ryc. 1, a): najpierw włącz cewkę szeregową watomierza - zbierz obwód prądowy (pokazany na rysunku pogrubioną linią), a następnie zbierz obwód napięcia, w tym celu początek cewki napięciowej watomierza jest podłączony do zworki K do początku cewki prądowej podłączonej do jednego z zacisków sieci, a koniec cewki napięciowej podłączony do innego zacisku sieci.

Ryc. 1. Schematy podłączenia watomierza: a — bezpośrednio w sieci poprawnie, b — nieprawidłowo, c — w sieci o wysokim napięciu i dużym prądzie.

Czasami, gdy obwód jest w nim włączony zawierać opór zworki (ryc. 1, b).Nie można tego zrobić, ponieważ w tym przypadku przez zworkę przepływa prąd roboczy, a nie mały prąd obwodu napięciowego, jak na schemacie omówionym wcześniej. Ponadto w obwodzie prądowym cewki watomierza, która ma niską rezystancję, dodaje się rezystancję samej zworki i dwie rezystancje przejść stykowych. Wszystko to prowadzi do pojawienia się dodatkowego błędu w pomiarze mocy.

Jeśli skala urządzenia nie jest skalibrowana w jednostkach mocy (na przykład w watomierzu elektrodynamicznym z wieloma ograniczeniami), ale ma pewną liczbę działek N, to do pomiaru mocy na tej granicy pomiaru wartość podziału watomierz należy określić według wzoru:

SN = AznUn/H,

gdzie Un — napięcie znamionowe watomierza lub granica pomiaru napięcia, Azn — prąd watomierza lub granica pomiaru prądu, A, N — liczba działek skali watomierza (zwykle 100 lub 150).

Niech dany watomierz ma Un = 150 V, Аzn = 5 A i n = 150. Wtedy koszt podziału urządzenia Cn = 150 x 5/150 = 5 W / div,

Aby określić moc zgodnie z odczytami urządzenia, potrzebujesz odczytu urządzenia w podziałach skali n pomnożonych przez koszt na działkę Cn:

P = nSn.

Jeżeli napięcie sieciowe jest większe niż dopuszczalne napięcie cewki napięciowej, a prąd jest większy niż dopuszczalny prąd cewki prądowej, to należy obwód prądu stałego aby podłączyć urządzenie, użyj dodatkowego rezystora i bocznik pomiarowy (Ryc. 1, c).

Jak obliczyć rezystancję dodatkowego rezystora i bocznika do podłączenia watomierza do obwodu prądu stałego

Wartość rezystancji bocznika do podłączenia watomierza dla obwodu pokazanego na rysunku 1, c, można określić za pomocą wzoru:

rw = ra (p — 1) = ra (Ia / In — 1),

gdzie ra — rezystancja uzwojenia prądowego watomierza, Ohm, p Współczynnik bocznikowania wynosi, a wartość rezystancji dodatkowego rezystora wynika z wyrażenia rd = rv (q — 1) = rv (U / Un — 1) ,

gdzie rv jest rezystancją cewki napięciowej watomierza, w omach.

Na przykład dla watomierza o znamionowym napięciu cewki napięciowej Un = 150 V i znamionowym prądzie cewki prądowej Azn = 5 A, włączonym w obwód pomiarowy o napięciu 220 V (ryc. 1, c) przy prądu około 20 A, konieczne jest obliczenie rezystancji dodatkowego rezystora i bocznika.

Wartość rezystancji bocznika rw = ρα /(20/5-1) = ρα /3,

wówczas do podłączenia watomierza wymagany jest bocznik, którego rezystancja jest trzykrotnie mniejsza niż rezystancja obwodu prądowego watomierza. Rezystancja dodatkowego rezystora ra = rv (220/150—1) =0,46 rv,

Rzeczywista wartość mocy P = Pwpq, gdzie Pw jest wskazaniem watomierza, jeśli jego skala jest wyskalowana w jednostkach mocy.

Jeśli watomierz jest podłączony bocznikowo, wartość separacji można określić w następujący sposób:

C'n = (UnAzn / pq) = Cn x p x q

W podanym przykładzie p = 4 i q = 1,46, dlatego odczyt watomierza należy pomnożyć przez 5,86, aby określić rzeczywistą wartość mocy, co jest niewygodne. Dlatego przy wyborze bocznika i dodatkowego rezystora mają tendencję do przyjmowania współczynników q i p równych liczbom całkowitym.

W tym przykładzie wygodnie jest przyjąć p = 5 i q = 2, tj.rw = ра / 4 i Rd=rv, to zmierzoną wartość mocy można wyznaczyć mnożąc wskazania przyrządu przez 10. Nowa wartość podziału watomierza będzie równa C'n= 150x 2 x 5 x 5/150 = 50 W / szt.,

gdzie 150 x 2 = 300 V to nowy limit pomiaru napięcia watomierza, 5 x 5 = 25 A to nowy limit pomiaru prądu watomierza.

Zewnętrzny rezystor dodatkowy należy dołączyć dopiero za uzwojeniem napięciowym watomierza, a nie przed nim, w przeciwnym razie potencjał cewki ruchomej względem stacjonarnej może osiągnąć wartości niebezpieczne dla izolacji.