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Medição de potência e energia elétrica
Medição de potência e energia elétrica, incluindo métodos de medição de potência e energia elétrica, Medidor de energia do sistema elétrico, Medidor de potência de baixo fator de potência, Medição de potência trifásica, etc.
Editado em 2024-04-06 15:30:26
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Medição de potência e energia elétrica
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- Descrição
Medição de potência e energia elétrica
Métodos de medição de potência e energia elétrica
Medição de potência CC
Medindo energia DC com amperímetro e voltímetro
Medindo a potência CC com um medidor de energia: A maneira mais conveniente de medir a potência CC é medi-la diretamente com um medidor de energia elétrica.
Medindo a potência CC com um potenciômetro CC
Medindo a potência DC com um multímetro digital
Medição de energia CA monofásica
Use o método indireto para medir a energia CA monofásica: somente quando a energia estiver estável, use o método indireto para medir a energia elétrica. Geralmente, o método indireto não é usado.
Medindo energia CA monofásica com um medidor de energia
Medição de potência trifásica
A potência ativa trifásica pode ser medida separadamente com um medidor de potência monofásico e, em seguida, a soma é calculada, que é o chamado método de três metros.
Medição de energia elétrica
Medidores de energia elétrica são comumente usados para medir energia elétrica. Os medidores de energia elétrica CC são principalmente sistemas elétricos, e indutores ou medidores de energia eletrônica estática são geralmente usados para eletricidade CA.
Medidor de energia do sistema elétrico
princípio de trabalho
O instrumento elétrico é o instrumento mais comumente usado para medir potência. Ao medir potência, a bobina fixa do instrumento é conectada em série com a carga, refletindo a corrente de carga I. A bobina móvel é conectada em paralelo com a carga, refletindo a carga. tensão U.
Expanda a faixa de corrente do medidor de energia
Para expandir a faixa do medidor de energia, você pode expandir a faixa de corrente ou expandir a faixa de tensão. Para expandir a faixa de corrente, você pode alterar as duas bobinas fixas de série para paralelo, e a faixa pode ser duplicada de acordo.
Uso correto do medidor de energia
A direção do torque do instrumento do sistema elétrico está relacionada à direção da corrente das duas bobinas. Para isso, é necessário especificar um sentido de corrente que possa polarizar o ponteiro no sentido positivo, ou seja, a fiação do medidor de potência deve obedecer às regras do “lado da potência”. A “extremidade de potência” é representada pelo símbolo “*” ou “±”. Ao fazer a fiação, a “extremidade de potência” das duas bobinas deve ser conectada à mesma polaridade da eletricidade. P88 Exemplo 3-1
Medidor de potência de baixo fator de potência
A principal característica do medidor de potência de baixo fator de potência é que o medidor tem alta sensibilidade e pode desviar o ponteiro para a escala completa sob as condições de tensão nominal e corrente nominal cosφ = 0,1 ou 0,2.
Medidor de potência de baixo fator de potência usando bobina de compensação
Medidor de potência de baixo fator de potência usando capacitor de compensação
Medidor de potência estruturado em fio com indicador de cursor
Medição de potência trifásica
Para medir a potência de um circuito trifásico, você pode usar um medidor de energia monofásico ou um medidor de energia trifásico. Existem vários tipos de estruturas de medidores de energia, incluindo sistema elétrico, sistema elétrico ferromagnético e medidor de energia de conversão.
Medição da potência de carga simétrica trifásica usando o método do medidor Em um sistema trifásico simétrico, se a carga também for simétrica, um medidor de potência pode ser usado para medir a potência de carga de uma fase. A potência total das três fases é igual à leitura do medidor de potência multiplicada por 3, ou seja. taxa de força), ou seja, P = 3P1 Na fórmula, P – potência total trifásica; P1 – leitura do medidor de potência monofásica.
Método de dois metros para medir a potência do sistema trifásico de três fios
O método de dois metros é adequado para sistemas trifásicos de três fios e pode ser usado independentemente de a carga ser simétrica ou assimétrica. Se o fator de potência da carga for inferior a 0,5 (ou seja, |φ|>60°), a leitura de um dos medidores de potência será negativa.
Método de três metros para medir a potência do sistema trifásico de quatro fios Um medidor de energia trifásico de dois elementos é essencialmente equivalente a dois medidores de energia monofásicos, mas as partes móveis e sensíveis ao tempo dos dois medidores são montadas em um eixo giratório comum com apenas um ponteiro, de modo que o torque na horizontal eixo rotativo é igual a dois A soma algébrica dos momentos das partes móveis. No entanto, a fiação só pode ser realizada de acordo com o método de dois metros, e o valor da potência total trifásica pode ser vendido diretamente a partir da posição do ponteiro. O medidor de energia trifásico de três elementos é equivalente a três medidores de energia coaxiais monofásicos, portanto, a potência trifásica pode ser medida de acordo com o método de fiação de três metros. Dois componentes são adequados apenas para sistemas trifásicos de três fios, enquanto três componentes são adequados para sistemas trifásicos de quatro fios.
Medidor de energia elétrica do sistema de indução e medição de energia elétrica
Os instrumentos que funcionam utilizando a força entre um campo magnético CA fixo e a corrente induzida pelo campo magnético no condutor da parte móvel são chamados de instrumentos de sistema de indução. O medidor de energia elétrica CA comumente usado (medidor de energia elétrica, comumente conhecido como medidor de energia elétrica CA). medidor elétrico) é um instrumento do sistema de indução.
A estrutura do medidor de energia monofásico AC
Existem dois tipos de medidores de energia CA monofásicos de indução: tipo de raio e tipo tangencial. A principal diferença na estrutura é o posicionamento diferente do plano do núcleo da bobina de tensão, tipo de raio (de acordo com a direção do raio da mesa giratória) e tangencial. tipo (perpendicular à direção do raio da mesa giratória). Ambas as estruturas também podem produzir três correntes alternadas. Seus princípios de funcionamento são exatamente os mesmos.
O medidor de energia CA monofásico de indução consiste principalmente nas seguintes partes:
(1) O elemento de acionamento, ou seja, o elemento que gera torque rotacional, inclui bobinas fixas e discos de alumínio móveis. A bobina fixa possui bobina elétrica 1 conectada em paralelo com a carga, e bobina de corrente 2 conectada em série com a carga; os três fluxos magnéticos alternados gerados pelas duas bobinas passam todos pelo disco de alumínio, chamados de "três fluxos magnéticos", e o disco de alumínio é induzido sob a ação do fluxo magnético, as correntes parasitas interagem com o fluxo magnético para produzir força eletromagnética, que faz o alumínio girar.
(2) Elemento de freio, o disco de alumínio realiza movimento de aceleração sob a ação do torque rotacional. Para que o disco de alumínio produza diferentes velocidades de rotação constantes quando não há torque rotacional, é necessário utilizar um freio que seja proporcional ao. velocidade e tem uma direção O torque de frenagem em fase com o torque rotacional permite que o disco de alumínio alcance o equilíbrio sob a ação conjunta do torque rotacional e do torque de frenagem. Neste momento, o disco de alumínio pode funcionar em alta velocidade. quanto maior o torque rotacional, maior será a velocidade no balanceamento.
(3) Estrutura de acumulação O mecanismo de acumulação é utilizado para calcular o número de rotações da placa de alumínio do medidor de energia elétrica para realizar a medição e acumulação de energia elétrica. O mecanismo acumulador inclui uma rosca sem-fim 6, uma engrenagem sem-fim 5 instalada no eixo giratório 7 e um contador composto por engrenagens e caracteres.
Princípio de funcionamento do medidor de energia monofásico AC
A rotação do disco de alumínio também pode ser considerada como o impulso de "entrar no campo magnético", porque os fluxos magnéticos alternados Ф, 中 e "não apenas estão em espaços diferentes, mas também têm diferentes fases iniciais de alternância. O combinação das duas formas Pode ser provado que a direção móvel do campo magnético em movimento é da posição de fluxo magnético avançado de fase para a posição de fluxo magnético defasado, que é também a direção na qual o disco de alumínio é acionado para girar .
Uso correto do medidor de energia elétrica
Para utilizar o medidor de energia elétrica corretamente, o primeiro passo é selecionar corretamente a tensão nominal, a corrente nominal e a precisão. A classificação do medidor de energia elétrica deve ser consistente com a tensão da rede elétrica. A corrente nominal máxima do medidor de energia elétrica deverá ser maior ou igual à corrente máxima da carga. A precisão do medidor de energia elétrica é 0,5, 1,0, 2,0 e 3,0. A precisão de um medidor de energia elétrica geralmente significa que nas condições de tensão nominal, corrente calibrada, frequência e cosφ=1, o erro básico não excede o valor correspondente especificado na norma. Ao utilizá-lo, você pode escolher um medidor de energia com precisão adequada de acordo com sua utilização. A fiação correta de medidores de energia, como medidores de energia, deve seguir as regras do “lado da energia”. Porém, o medidor de energia elétrica possui terminais de alimentação da bobina de tensão e corrente que foram conectados entre si. A caixa de junção possui quatro terminais, ou seja, um “in” para a linha de fase e um “in” e um “out” para a linha neutra. (linha neutra). A fiação deve ser tal que a extremidade de entrada esteja conectada à extremidade de alimentação e a extremidade de saída esteja conectada à extremidade de carga. A bobina de corrente deve ser conectada à linha de fase, não à linha neutra.
Medidor de energia ativa trifásico
Nos sistemas de energia, a energia elétrica trifásica é medida principalmente por meio de medidores de energia trifásicos. Um medidor de energia elétrica trifásico é uma combinação de dois medidores de energia elétrica monofásicos, ou uma combinação de três medidores de energia elétrica monofásicos. Sua estrutura é a mesma de um medidor de energia elétrica monofásico, mas o alumínio. o disco é montado em um eixo giratório comum e um mecanismo integrador é utilizado para leitura dos medidores de energia elétrica trifásica.
Medidor de energia trifásico de três elementos
O medidor de energia elétrica trifásico de três elementos é usado para medir energia elétrica em um sistema trifásico de quatro fios. Seu princípio é o mesmo do método de três metros para medir energia. Existem também duas formas de medidores de energia elétrica de três elementos. Por exemplo, o medidor doméstico de energia elétrica tipo D tem uma estrutura de três discos de alumínio. Três discos de alumínio são instalados em um eixo giratório comum e são acionados por três componentes, respectivamente. enquanto o medidor doméstico de energia elétrica tipo D2 possui uma estrutura de disco de alumínio único, há apenas um disco de alumínio em um eixo giratório comum e três conjuntos de bobinas de acionamento são instalados em diferentes posições do disco de alumínio.
Medidor de energia elétrica trifásico de dois elementos
O medidor de energia elétrica trifásico de dois elementos é igual ao método de medição de potência de dois metros. Ele pode ser usado para medir energia elétrica trifásica em um sistema de três fios. método de medidor para medir energia. O método de conexão é mostrado na Figura 3-25. O método de dois metros é adequado apenas para sistemas de três fios, geralmente usado apenas para usuários de energia. O medidor de energia elétrica trifásico de dois elementos também possui duas estruturas: duas placas de alumínio e dois elementos, e uma placa de alumínio e dois elementos.
Medidor de energia reativa trifásico e medição de energia reativa
Além de medir a energia reativa com um medidor de energia reativa, a energia reativa também pode ser medida com um medidor de energia ativa monofásico ou um medidor de energia ativa trifásico através de mudanças na fiação.
Medição de energia reativa em sistema trifásico a quatro fios Para medir a energia reativa em um sistema trifásico de quatro fios, um medidor de energia reativa trifásico com uma bobina de corrente adicional pode ser usado. É adequado para sistema trifásico de quatro fios e também adequado para sistema trifásico de três fios.
Medição de energia reativa em sistema trifásico de três fios A energia reativa do sistema trifásico de três fios é amplamente medida com um medidor de energia reativa trifásico (como o tipo DX2) com uma diferença de fase de 60 graus.
Use um medidor de energia ativa monofásico para medir a energia reativa em um sistema trifásico simétrico de três fios
Use um medidor de energia ativa trifásico para medir a energia reativa trifásica
Medidor eletrônico de energia monofásico
O medidor eletrônico de energia elétrica muda fundamentalmente a estrutura do medidor de energia elétrica. Ele elimina o disco giratório de alumínio, o círculo de tensão e o círculo de corrente e, em vez disso, usa componentes eletrônicos. A leitura é exibida em um mostrador ou cristal líquido acionado por um motor de passo.
A estrutura do medidor eletrônico de energia monofásico A estrutura de um medidor eletrônico de energia elétrica monofásico que utiliza um motor de passo para acionar o mostrador inclui as seguintes partes:
1. Circuito de amostragem de tensão e corrente: A medição da tensão da rede u e da corrente i retirada da rede pelo usuário também é chamada de amostragem, e o circuito de medição correspondente também é chamado de circuito de amostragem.
2. Multiplicador: Para calcular a potência, a saída de tensão pelo divisor de tensão e o valor de corrente emitido pelo shunt devem ser multiplicados. Ao multiplicar, as grandezas analógicas podem ser multiplicadas diretamente ou podem ser convertidas em grandezas digitais e. então multiplicou.
3. Conversor de frequência de potência (conversão PF): O valor da tensão emitido pelo multiplicador também precisa ser convertido para gerar um sinal de pulso com frequência proporcional à potência média.
4. Contador do motor de passo: O conversor de frequência emite um sinal de pulso proporcional à potência média. O valor da energia elétrica consumida deve ser acumulado ao longo do tempo. O trabalho de acumulação é concluído pelo contador eletrônico monofásico. motor como contador.
Medidor eletrônico de energia trifásico
Composição do circuito do medidor eletrônico de energia trifásico
As principais diferenças entre a estrutura do circuito e o monofásico são: 1. A tensão e a corrente trifásicas devem ser amostradas. 2. Para medidores de energia elétrica de grande carga, deve ser utilizado um transformador para amostragem.
Circuito de amostragem de medidor eletrônico de energia elétrica trifásico
O medidor eletrônico de energia trifásico mede as três fases separadamente e as soma com base na monofásica. Portanto, sua estrutura é a mesma do single. No entanto, trifásico é principalmente para usuários de alta tensão e grandes cargas, portanto geralmente é necessário fazer amostragem através de transformadores de corrente e tensão.
Cálculo do circuito externo
O medidor de energia elétrica trifásico precisa calcular a resistência de amostragem da mesma forma que o monofásico. As etapas são basicamente as mesmas do método de cálculo monofásico. Passo 1: Encontre a saída de frequência de pulso fF1 por F1 e F2 Passo 4: Selecione o transformador de tensão com base na tensão de amostragem na etapa 3: Selecione a relação do transformador de corrente e a resistência de carga do transformador de corrente para o canal de corrente; A terceira etapa é encontrar o valor da tensão do circuito de amostragem de tensão; a quarta etapa é selecionar o transformador de tensão com base na tensão de amostragem na etapa 3;