Измерение мощности и расхода электрической энергии
Для измерения мощности постоянного тока чаще всего используется косвенный метод измерения — по показаниям амперметра и вольтметра (Р = U∙I). Активная мощность переменного тока измеряется ваттметрами. Так как электрическая мощность — это произведение силы тока и напряжения, то эти приборы должны иметь обмотки тока и напряжения, причем токовые обмотки включаются в цепь последовательно, а обмотки напряжения — параллельно
Рисунок 1-Схема включения однофазного ваттметра
а- одним ваттметром; б- тремя ваттметрами.
Рисунок 2- Измерение мощности в трехфазной сети
Схема включений ваттметра для измерения активной мощности однофазного переменного тока приведена на рисунке 1. Для правильного включения ваттметра начала обмоток тока и напряжения помечены звездочками. Дёло в том, что направление отклонения стрелки прибора зависит от направления тока в его обмотках. Если направление тока в обмотках ваттметра не соблюдено, то его стрелке будет отклоняться за нулевое деление шкалы и прижиматься к штифту. Для измерения мощности трехфазного тока можно воспользоваться одним однофазным ваттметром при равномерной нагрузке фаз (рисунок 2, а). В этом случае трехфазная мощность определяется путем умножения показания ваттметра на 3. При данной схеме обмотка напряжения ваттметра должна быть рассчитана на фазное напряжение. В случае неравномерной нагрузки фаз можно пользоваться схемой двух ваттметров (рисунок 2,б). Здесь токовые обмотки приборов включаются, в рассечку двух линейных проводов, начала обмоток напряжения подключаются к тем же проводам, а их концы —к свободному линейному проводу. Мощность цепи в этом случае равна сумме показаний ваттметров.
Чаще всего измерение, мощности в трехфазной сети производится трехфазными ваттметрами.
Измерение электрической энергии производится с помощью счетчиков. Схема включения однофазного счетчика показана на рисунке 3, а. Согласно этой схеме, токовая обмотка прибора включается последовательно, а обмотка напряжения — параллельно нагрузке. При таком включении в обмотках счетчика токи будут направлены так, как изображено на рисунке. Если же в одной из обмоток (при неправильном включении) ток будет иметь обратное направление, то диск начнет вращаться против стрелки, указанной на шкале.
Большинство выпускаемых счетчиков имеет токовую обмотку рассчитанную на ток 5 А. Если требуется измерить расход энергии в цепях с большими токами, то счетчики включаются через трансформаторы тока (рисунок 3, б).
а — однофазного; б — однофазного с трансформатором тока.
Рисунок 3 - Схемы включения счетчиков:
В этом случае первичная обмотка трансформатора тока включается в измеряемую цепь, а вторичная питает токовую обмотку счетчика.
Подобно тому, как с помощью однофазных ваттметров можно измерить мощность в трехфазных системах, так с помощью однофазных счетчиков можно измерять расход электроэнергии в трехфазных установках. Значительно удобнее, однако, пользоваться трехфазными счетчикам.