वाटमीटर को तीन-चरण नेटवर्क से जोड़ने की योजना। तीन-चरण वर्तमान सर्किट में सक्रिय शक्ति का मापन

30.सर्किट में सक्रिय शक्ति को मापने के तरीके प्रत्यावर्ती धारा

एकल-चरण एसी सर्किट में सक्रिय शक्ति का मापन एक इलेक्ट्रोडायनामिक या फेरोडायनामिक वाटमीटर के साथ किया जाता है, एक सर्किट में शक्ति के माप के समान। एकदिश धारा: वाटमीटर की वर्तमान वाइंडिंग चरण तार के कट में शामिल है, और चरण और शून्य के बीच वोल्टेज वाइंडिंग शामिल है

एकल उपकरण शक्ति माप- इस विधि का उपयोग सममित तीन-चरण सर्किट में सक्रिय शक्ति को मापने के लिए किया जाता है।

यदि शून्य बिंदु उपलब्ध नहीं है, तो कृत्रिम शून्य बिंदु वाले वाटमीटर स्विचिंग सर्किट का उपयोग किया जाता है। इस्क..शून्य..बिंदु दो प्रतिरोधों का उपयोग करके बनाया गया है, जिनमें से प्रत्येक का प्रतिरोध वाटमीटर की वोल्टेज वाइंडिंग के प्रतिरोध के बराबर है

दो-यंत्र विधि का उपयोग करके शक्ति माप- दो एकल-तत्व वाटमीटर का उपयोग करके तीन-चरण तीन-तार सर्किट में बिजली मापते समय उपयोग किया जाता है।

और

तीन उपकरणों की विधि द्वारा शक्ति माप -तीन-चरण चार-तार सर्किट में बिजली मापते समय उपयोग किया जाता है (इस मामले में, तीन एकल-तत्व वाटमीटर का उपयोग किया जाता है)

31. एसी सर्किट में प्रतिक्रियाशील शक्ति को मापने के तरीके

प्रतिक्रियाशील शक्ति को मापने के लिए इलेक्ट्रोडायनामिक या फेरोडायनामिक प्रणालियों के उपकरणों का उपयोग किया जाता है जिनमें गतिमान भाग के घूर्णन का कोण कॉस के नहीं, बल्कि साइन के समानुपाती होता है, ऐसे उपकरणों को वाटमीटर कहा जाता है। हालाँकि, पारंपरिक वाटमीटर का उपयोग तीन-चरण सर्किट में प्रतिक्रियाशील शक्ति को मापने के लिए किया जा सकता है यदि वे प्रतिस्थापित वोल्टेज वाले सर्किट के अनुसार जुड़े हों।

प्रतिक्रियाशील शक्ति मापने के लिए वाटमीटर चालू करने का नियम:

1. वॉटमीटर की करंट वाइंडिंग उसी तरह चालू होती है जैसे सक्रिय शक्ति बदलने पर होती है।

2. वोल्टेज वाइंडिंग को ऐसे वोल्टेज के लिए चालू किया जाता है जो सक्रिय शक्ति में परिवर्तन होने पर वोल्टेज वाइंडिंग को आपूर्ति किए गए वोल्टेज से 90 पीछे होगा।

और

एक उपकरण विधि द्वारा प्रतिक्रियाशील शक्ति माप -तीन-चरण तीन- या चार-पास सर्किट में सक्रिय शक्ति को मापने के लिए डिज़ाइन किए गए पारंपरिक एकल-चरण इलेक्ट्रोडायनामिक या फेरोडायनामिक वाटमीटर को कनेक्ट करते समय उपयोग किया जाता है।

दो उपकरणों की विधि द्वारा प्रतिक्रियाशील शक्ति का मापन -इसका उपयोग तीन चरण वाले तीन-तार सर्किट में धाराओं की समरूपता और विषमता दोनों के साथ किया जाता है।

और

तीन उपकरणों की विधि द्वारा प्रतिक्रियाशील शक्ति का मापन -इसका उपयोग तीन-चरण चार-तार सर्किट में धाराओं की समरूपता और विषमता दोनों के साथ किया जाता है।

लिसाजौस आकृति विधि.इस विधि का उपयोग साइनसॉइडल वोल्टेज की आवृत्ति को मापने के लिए किया जाता है। इनपुट में से एक (उदाहरण के लिए, चैनल Y का इनपुट) फीड किया जाता है

32. विद्युत ऊर्जा का मापन. एकल-चरण प्रेरण काउंटर। समावेशन योजनाएँ. परिचालन सिद्धांत।

एकल-चरण और तीन-चरण, तीन-तार और चार-तार प्रत्यावर्ती धारा सर्किट में सक्रिय और प्रतिक्रियाशील ऊर्जा का मापन विशेष एकीकृत विद्युत माप उपकरणों - एकल-चरण और तीन-चरण विद्युत मीटरों का उपयोग करके किया जा सकता है।

उनमें। जलाया चुनाव. एकल-चरण एसी सर्किट में ऊर्जा को ध्यान में रखने के लिए डिज़ाइन किए गए मीटरों को एकल-चरण मीटर कहा जाता है।

एक प्रेरण माप तंत्र का उपयोग एकल-चरण मीटर के घूर्णन तत्व के रूप में किया जाता है। तंत्र के संचालन का सिद्धांत प्रेरित धाराओं के साथ या चलती एल्यूमीनियम डिस्क में दो या दो से अधिक परिवर्तनीय चुंबकीय प्रवाह की बातचीत पर आधारित है।

33. एकल-चरण प्रेरण मीटर की डिस्क पर कार्य करने वाले क्षण।

टॉर्क एम है:

जहां F1 और F2 एल्यूमीनियम डिस्क को पार करने वाले प्रवाह हैं; प्रवाह F1 और F2 को मापने की एफ-आवृत्ति; प्रवाह Ф1 और Ф2 के बीच चरण बदलाव का φ-कोण।

टॉर्क बनाने के लिए, एक प्रवाह के कम से कम दो घटकों की आवश्यकता होती है, जिनमें एक चरण बदलाव होता है और अंतरिक्ष में स्थानांतरित होते हैं।

जब प्रवाह F1 और F2 के बीच चरण बदलाव 90 (sinψ=1) होता है तो टॉर्क अपने मूल्य तक पहुँच जाता है।

टॉर्क प्रवाह F1 और F2 की माप आवृत्ति पर निर्भर करता है।

घर्षण का क्षण एक परिवर्तनीय मान है, जो डिस्क के घूर्णन के कोणीय वेग पर निर्भर करता है। परिवर्तित वोल्टेज मान पर क्षतिपूर्ति क्षण एक स्थिर मान है, इसलिए, क्षतिपूर्ति क्षण और घर्षण क्षण की समानता केवल एक अच्छी तरह से परिभाषित भार पर होती है। मीटर के संचालन के दौरान, ऐसे मामले होते हैं जब क्षतिपूर्ति क्षण घर्षण क्षण से अधिक हो जाता है, एक नियम के रूप में, कम भार पर, परिणामस्वरूप, मीटर डिस्क क्षतिपूर्ति क्षण की कार्रवाई के तहत घूमना शुरू कर देती है, भले ही I → 0 अर्थात जब उपभोक्ता ऊर्जा का उपभोग नहीं करता है तो यह घटना कहलाती है स्व-चालित काउंटर.

समानांतर सर्किट के टर्मिनलों पर लागू वोल्टेज के प्रभाव में और श्रृंखला नाज़ में वर्तमान की अनुपस्थिति में काउंटर डिस्क का घूर्णन। स्व-चालित. स्व-प्रोपेलिंग को खत्म करने के लिए, फेरोमैग्नेटिक सामग्री से बना एक हुक डिस्क अक्ष से जुड़ा हुआ है। ध्वज स्थिति 11 को चुंबकीय धाराओं द्वारा चुम्बकित किया जाता है जो क्षतिपूर्ति क्षण बनाता है और हुक को आकर्षित करता है, जिससे स्व-चालित को समाप्त कर दिया जाता है

34. चरण बदलाव का मापन। इलेक्ट्रोमैकेनिकल चरण मीटर। चरण बदलाव को मापने के लिए ऑसिलोग्राफिक तरीके।

इलेक्ट्रोमैकेनिकल चरण मीटर,लोड और पावर फैक्टर में वोल्टेज और करंट के बीच चरण बदलाव को मापने के लिए डिज़ाइन किए गए चरण मीटर (संकेतक और स्व-रिकॉर्डिंग दोनों) बनाने के लिए इलेक्ट्रोडायनामिक और फेरोडायनामिक अनुपातमीटर का उपयोग किया जा सकता है।

इलेक्ट्रोडायनामिक तंत्र के आधार पर, तीन-चरण प्रत्यावर्ती धारा सर्किट में cosφ को मापने के लिए चरण मीटर बनाना संभव है। ऑपरेशन के सिद्धांत के अनुसार, यह एकल-चरण चरण मीटर के समान है, लेकिन डिवाइस के चलते हिस्से के फ्रेम की वाइंडिंग में धाराओं के बीच आवश्यक चरण बदलाव वोल्टेज के बीच 120-डिग्री बदलाव का उपयोग करके अधिक सरलता से प्राप्त किया जा सकता है। और धाराएँ तीन चरण सर्किट. ऐसा उपकरण सममित वोल्टेज और धाराओं के साथ तीन-चरण सर्किट में सही रीडिंग देता है। एक असममित तीन-चरण सर्किट के मामले में, हम केवल प्रत्येक चरण में वर्तमान और वोल्टेज के बीच चरण अंतर के बारे में बात कर सकते हैं।

चरण को मापने के लिए ऑसिलोग्राफिक तरीके।लीनियर स्वीप विधि में एक इलेक्ट्रॉनिक स्विच के साथ डुअल-बीम ऑसिलोस्कोप या सिंगल-बीम ऑसिलोस्कोप का उपयोग शामिल है। इस मामले में, ऑसिलोस्कोप स्क्रीन पर दो वोल्टेज की एक छवि बनाई जाती है, चरण बदलाव जिसके बीच में माप किया जाना है। यदि वोल्टेज U1 और U2 है एक इलेक्ट्रॉनिक स्विच के माध्यम से ऑसिलोस्कोप के वाई इनपुट को फीड किया जाता है, फिर छवियां धराशायी रेखाओं द्वारा बनाई जाती हैं।

साइनसॉइडल वोल्टेज के बीच चरण बदलाव को मापने के लिए दीर्घवृत्त विधि का उपयोग किया जाता है। वोल्टेज U1 और U2 को चैनल U और के इनपुट पर आपूर्ति की जाती है एक्स (चैनल एक्स सिग्नल एम्प्लीफिकेशन मोड में काम करता है और 2 ). ऑसिलोस्कोप स्क्रीन पर एक दीर्घवृत्त दिखाई देता है।

दीर्घवृत्त विधि आपको मापने की अनुमति देती है चरण कोण का चिह्न निर्धारित किए बिना 0-90° के भीतर।

34. आवृत्ति माप. इलेक्ट्रोमैकेनिकल आवृत्ति मीटर। आवृत्ति मापने के लिए ऑसिलोग्राफिक तरीके।

इलेक्ट्रोमैकेनिकल आवृत्ति मीटर . इन उपकरणों का उपयोग 20-2500 हर्ट्ज की सीमा में आवृत्तियों को मापने के लिए किया जाता है, मुख्य रूप से पावर सर्किट में और विद्युत चुम्बकीय और इलेक्ट्रोडायनामिक (फेरोडायनामिक) तंत्र पर आधारित होते हैं।

एक रतिमितीय तंत्र पर आधारित एक इलेक्ट्रोडायनामिक आवृत्ति मीटर का विद्युत सर्किट और वेक्टर आरेखधाराओं को चित्र में दिखाया गया है।

लिसाजौस आकृति विधि.इस विधि का उपयोग साइनसॉइडल वोल्टेज की आवृत्ति को मापने के लिए किया जाता है। किसी एक इनपुट पर वोल्टेज लागू किया जाता है (उदाहरण के लिए, चैनल यू के इनपुट पर)

एकल-चरण सर्किट में सक्रिय शक्ति का मापन एकल-तत्व वाटमीटर के साथ किया जाता है। एसी सर्किट में माप सीमाओं का विस्तार वर्तमान और वोल्टेज ट्रांसफार्मर को मापने का उपयोग करके किया जाता है।

एक उपकरण की विधि द्वारा शक्ति माप।एकल उपकरण विधि का उपयोग करते समय, शक्ति माप एकल तत्व वाटमीटर का उपयोग करके किया जाता है। इस विधि का उपयोग एकल-चरण सर्किट और सममित तीन-चरण सर्किट (जटिल चरण प्रतिरोध समान हैं) में शक्ति को मापते समय किया जाता है। दोनों ही मामलों में, वाटमीटर की वोल्टेज वाइंडिंग चरण वोल्टेज से जुड़ी होती है, और वर्तमान वाइंडिंग किसी भी चरण के तार के कट से जुड़ी होती है। अंजीर पर. 11.8 एकल-चरण एसी सर्किट में एकल-तत्व वाटमीटर को शामिल करने को दर्शाता है। उपेक्षा पद्धतिगत त्रुटि, वाटमीटर की रीडिंग लिखें:

पी पीडब्लू = यूआई कॉस जे,

कहाँ यूऔर मैं– प्रभावी मूल्यलोड वोल्टेज और करंट ; जे =(यू,आई).

इस मामले में वाटमीटर की रीडिंग एक चरण की शक्ति के अनुरूप होगी। पूरे तीन-चरण सर्किट की शक्ति प्राप्त करने के लिए, वाटमीटर की रीडिंग को तीन गुना करना आवश्यक है, अर्थात। पी=3पी पीडब्लू.

लोड के साथ श्रृंखला में वाटमीटर के निश्चित कॉइल को चालू करना केवल 10-20 की लोड धाराओं पर संभव है ए. उच्च भार धारा पर, वाटमीटर की स्थिर कुंडली को धारा ट्रांसफार्मर के माध्यम से चालू किया जाता है ( प्रादेशिक सेना). उच्च वोल्टेज सर्किट में मापते समय (600 से अधिक)। में) वाटमीटर का गतिमान कुंडल सीधे मापने वाले सर्किट से नहीं, बल्कि एक वोल्टेज ट्रांसफार्मर के माध्यम से जुड़ा होता है ( टीवी), और वाटमीटर का निश्चित कुंडल - के माध्यम से प्रादेशिक सेना(लोड करंट के मूल्य की परवाह किए बिना)।

मापी गई शक्ति का मान वाटमीटर रीडिंग को परिवर्तन अनुपात के उत्पाद से गुणा करके निर्धारित किया जाता है टीवीऔर प्रादेशिक सेना:

आरएक्स = आर आर डब्ल्यू के यूनामांकित के आईनामांकित,

कहाँ आर x लोड सर्किट में सक्रिय शक्ति का मापा मूल्य है; आर आर डब्ल्यू- वाटमीटर रीडिंग; के यूनामांकित, के आईनामांकित - नाममात्र परिवर्तन अनुपात, क्रमशः, टीवीऔर प्रादेशिक सेना.

मापा गया पावर मान वास्तविक मान से भिन्न होगा

वोल्टेज और वर्तमान मूल्यों के संचरण में त्रुटियाँ, साथ ही कोणीय त्रुटियाँट्रांसफार्मर. इलेक्ट्रोडायनामिक वाटमीटर को बहु-सीमा बनाया जाता है, उच्च वर्गसटीकता (0.1; 0.2) दसवीं से मापी गई शक्तियों की सीमा के साथ मंगल 3-6 तक किलोवाट. मोटे माप के लिए, फेरोडायनामिक वाटमीटर का उपयोग पैनल उपकरणों के रूप में किया जाता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एकल-तत्व वाटमीटर के साथ सक्रिय शक्ति का मापन केवल प्रयोगशाला अभ्यास में किया जाता है। औद्योगिक परिस्थितियों में तकनीकी माप के लिए, दो-तत्व वाले वाटमीटर का उपयोग तीन-चरण तीन-तार सर्किट में सक्रिय शक्ति को मापने के लिए किया जाता है, और तीन-तत्व मीटर का उपयोग चार-तार सर्किट में किया जाता है।

बिजली मापने के लिए इलेक्ट्रोडायनामिक वाटमीटर के अलावा, इलेक्ट्रॉनिक रेक्टिफायर, थर्मोइलेक्ट्रिक, डिजिटल और अन्य वाटमीटर का उपयोग किया जाता है।

दो उपकरणों की विधि द्वारा शक्ति माप।दो एकल-तत्व वाटमीटर का उपयोग करके तीन-चरण, तीन-तार नेटवर्क में बिजली मापते समय दो-मीटर विधि का उपयोग किया जाता है। विधि कनेक्शन योजना और लोड की प्रकृति की परवाह किए बिना, धाराओं और वोल्टेज की समरूपता और विषमता दोनों के साथ सही परिणाम देती है। इसके अलावा, तीन-चरण तीन-तार नेटवर्क में इसकी शक्ति को मापते समय दो-तत्व वाटमीटर के तत्वों को चालू करने के लिए दो-डिवाइस विधि का उपयोग किया जाता है।

अंजीर पर. 11.9 दो एकल-तत्व वाटमीटरों को शामिल करने का एक आरेख दिखाता है। आमतौर पर एक वाटमीटर की वर्तमान वाइंडिंग, उदाहरण के लिए, पीडब्लू1,चरण में प्रवेश करता है ए, और दूसरे वाटमीटर की वर्तमान वाइंडिंग - PW2-चरणबद्ध साथ. वाटमीटर की वोल्टेज वाइंडिंग चालू हो जाती है लाइन वोल्टेजजैसा की अंकों में दर्शाया गया है। 11.9. दो-यंत्र विधि का उपयोग करके शक्ति मापते समय सामान्य शक्तिसर्किट वाटमीटर रीडिंग के बीजगणितीय योग के बराबर है

पी = पी डब्ल्यू 1 + पी डब्ल्यू 2,

कहाँ पी डब्ल्यू 1 = यू ए बी आई ए कॉस जे 1; पी डब्ल्यू 2 = यू सी बी आई सी कॉस जे 2, (जे 1 -वैक्टर के बीच चरण बदलाव यू ए बीऔर मैं एक ; j2-वैक्टर के बीच चरण बदलाव यू सी बीऔर मैं सी). या

पी डब्ल्यू 1 = यूएल मैंएल ओल(30o-जे);

पी डब्ल्यू 2 = यूएल मैंएल ओल(30o+जे),

कहाँ जे-एक चरण में वोल्टेज और धारा के बीच चरण बदलाव।

किसी भी 3-चरण प्रणाली की शक्ति की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

इस प्रकार, वाटमीटर की रीडिंग का योग पीडब्लू1और पीडब्लू2यह तीन-चरण सर्किट की शक्ति के अलावा और कुछ नहीं है।

तीन उपकरणों की विधि द्वारा शक्ति माप।तीन-मीटर विधि का उपयोग तीन-चरण चार-तार सर्किट में बिजली को मापते समय किया जाता है (प्रत्येक चरण में शामिल तीन एकल-तत्व वाटमीटर का उपयोग करके)। दो-डिवाइस विधि के साथ-साथ, तीन-डिवाइस विधि, कनेक्शन योजना और लोड की प्रकृति की परवाह किए बिना, धाराओं और वोल्टेज की समरूपता और विषमता दोनों के साथ, सही परिणाम देती है। तीन उपकरणों की विधि को लागू करने वाली योजना के अनुसार, तीन-तत्व तीन-चरण वाटमीटर के तत्व भी शामिल हैं। जाहिर है, 3-चरण चार-तार सर्किट की शक्ति का पता लगाने के लिए, सभी वाटमीटरों का बीजगणितीय योग लेना आवश्यक है।

वॉटमीटर में दो कॉइल होते हैं: फिक्स्ड 1, जिसमें नॉट शामिल होता है एक लंबी संख्यामोटे तार के घुमाव, और चल 2, जिसमें पतले तार के बड़ी संख्या में घुमाव शामिल हैं। जब वाटमीटर चालू होता है, तो लोड करंट सर्किट में श्रृंखला में जुड़े एक निश्चित कॉइल से होकर गुजरता है, और चलती कॉइल उपभोक्ता के समानांतर में जुड़ी होती है। समानांतर वाइंडिंग में बिजली की खपत को कम करने और चलती कुंडली के वजन को कम करने के लिए मैंगनीन से बना एक अतिरिक्त प्रतिरोध 3 इसके साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है। चल और स्थिर कॉइल के चुंबकीय क्षेत्रों की परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप, एक टॉर्क उत्पन्न होता है जो दोनों कॉइल की धाराओं के समानुपाती होता है:

यानी, डिवाइस का टॉर्क सर्किट में खपत की गई बिजली के समानुपाती होता है।

डिवाइस के तीर को शून्य से दाईं ओर विचलित करने के लिए, कॉइल के माध्यम से एक निश्चित दिशा में करंट प्रवाहित करना आवश्यक है।

ऐसा करने के लिए, वाइंडिंग की शुरुआत का संकेत देने वाले दो टर्मिनलों को * से चिह्नित किया जाता है और विद्युत रूप से जुड़े होते हैं। वाटमीटर के पैमाने पर संकेत दिये गये हैं वर्तमान मूल्यांकितऔर रेटेड वोल्टेजउपकरण। इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि डिवाइस के पैमाने पर 5 ए और 150 वी इंगित किया गया है, तो डिवाइस 750 डब्ल्यू तक की शक्ति माप सकता है। कुछ वाटमीटरों के पैमानों को प्रभागों में वर्गीकृत किया जाता है। यदि, उदाहरण के लिए, 5 ए और 150 वी वाटमीटर में 150 डिवीजन हैं, तो डिवीजन मान, या वाटमीटर का स्थिरांक, 750: 150 = 5 डब्ल्यू / डिव है।

डीसी सर्किट में बिजली मापने के लिए इलेक्ट्रोडायनामिक वाटमीटर के अलावा, फेरोडायनामिक प्रणाली के वाटमीटर का भी उपयोग किया जाता है।

2. एकल-चरण प्रत्यावर्ती धारा। जब एक इलेक्ट्रोडायनामिक वाटमीटर एक प्रत्यावर्ती धारा सर्किट से जुड़ा होता है चुंबकीय क्षेत्रचल और स्थिर कुंडलियाँ, एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हुए, चल कुंडल के घूमने का कारण बनेंगी। डिवाइस के चल भाग के घूर्णन का तात्कालिक क्षण डिवाइस के दोनों कॉइल में धाराओं के तात्कालिक मूल्यों के उत्पाद के समानुपाती होता है। लेकिन धाराओं में तेजी से बदलाव के कारण, चलती प्रणाली इन परिवर्तनों का पालन करने में सक्षम नहीं होगी और डिवाइस के घूर्णन का क्षण औसत या सक्रिय शक्ति के समानुपाती होगा। इसलिए, चलती हिस्से के घूर्णन के कोण से वाटमीटर, कोई सर्किट द्वारा खपत की गई सक्रिय बिजली की मात्रा का अनुमान लगा सकता है।

प्रत्यावर्ती धारा की शक्ति को मापने के लिए प्रेरण प्रणाली के वाटमीटर का भी उपयोग किया जाता है। चित्र में. 362 एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के साथ एक प्रेरण वाटमीटर का कनेक्शन आरेख दिखाता है। एक 1-1 श्रृंखला का तार, जिसमें मोटे तार के कम संख्या में घुमाव होते हैं, दो विपरीत ध्रुव किनारों पर स्थित होते हैं और श्रृंखला में सर्किट से जुड़े होते हैं। 2-2 वॉटमीटर की एक समानांतर वाइंडिंग, जिसमें पतले तार के बड़ी संख्या में घुमाव शामिल हैं, दो अलग-अलग पोल किनारों पर स्थित हैं। वाइंडिंग 2-2 के साथ श्रृंखला में, आगमनात्मक प्रतिरोध 3 चालू होता है, जो अर्ध-के लिए कार्य करता है

इसके वोल्टेज और करंट के बीच 90° शिफ्ट कोण। इस प्रकार, विशुद्ध रूप से प्रतिरोधक भार के साथ, हम श्रृंखला में धाराओं और समानांतर वाइंडिंग्स के बीच 90 ° के कोण द्वारा एक बदलाव प्राप्त करते हैं, जो है आवश्यक शर्तएक घूमने वाला चुंबकीय क्षेत्र बनाना। जब डिवाइस चालू होता है, तो यह क्षेत्र, एल्यूमीनियम सिलेंडर 4 को पार करते हुए, इसमें एड़ी धाराओं को प्रेरित करता है, जो क्षेत्र के साथ बातचीत करके, एक टॉर्क बनाता है जो डिवाइस के गतिशील भाग पर कार्य करता है। किसी भी लोड पर इसके घूर्णन का कोण सर्किट द्वारा खपत की गई सक्रिय शक्ति के समानुपाती होगा:

चित्र में एक यात्रा क्षेत्र प्रेरण वाटमीटर का एक योजनाबद्ध आरेख दिया गया है। 335.

कम वोल्टेज वाले नेटवर्क में वाटमीटर से बिजली मापते समय उच्च धाराएँकरंट ट्रांसफार्मर का उपयोग किया जाता है। वॉटमीटर की वाइंडिंग्स के बीच संभावित अंतर को कम करने के लिए, वर्तमान ट्रांसफार्मर के प्राथमिक और माध्यमिक सर्किट होते हैं आम बात. द्वितीयक वाइंडिंगट्रांसफार्मर को ग्राउंडेड नहीं किया गया है, क्योंकि इसका मतलब नेटवर्क के एक तार को ग्राउंड करना होगा।

इस मामले में नेटवर्क पी 1 की शक्ति निर्धारित करने के लिए, आपको वर्तमान ट्रांसफार्मर के परिवर्तन अनुपात द्वारा वाटमीटर पी 2 की रीडिंग को गुणा करना होगा:

उच्च वोल्टेज नेटवर्क में, बिजली मापते समय, वोल्टेज और करंट मापने वाले ट्रांसफार्मर का उपयोग किया जाता है (चित्र 363)।

इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि एक 6000/100 वी वोल्टेज ट्रांसफार्मर और एक 150/5 ए वर्तमान ट्रांसफार्मर वाटमीटर पर स्थापित किया गया है, और वाटमीटर ने 80 डब्ल्यू दिखाया है, तो नेटवर्क शक्ति होगी:

माप के माध्यम से वाटमीटर (मीटर) चालू करते समय

ट्रांसफार्मर को इन उपकरणों से जोड़ा जाना चाहिए ताकि धाराएं उनकी वाइंडिंग से उसी दिशा में गुजरें जैसे कि वे सीधे नेटवर्क से जुड़े हों।

वाटमीटर के अलावा, एकल-चरण प्रत्यावर्ती धारा की शक्ति को तीन उपकरणों की रीडिंग से निर्धारित किया जा सकता है: एक एमीटर, एक वोल्टमीटर और एक चरण मीटर सूत्र के अनुसार:

3. तीन चरण प्रत्यावर्ती धारा। एक समान भार के साथ तीन चरण प्रणालीशक्ति को मापने के लिए, एक एकल-चरण वाटमीटर का उपयोग किया जाता है, जो चित्र में दिखाए गए सर्किट के अनुसार जुड़ा हुआ है। 364 (ए - एक स्टार कनेक्शन के लिए; बी - एक डेल्टा कनेक्शन के लिए)। इस स्थिति में, वॉटमीटर की श्रृंखला वाइंडिंग प्रवाहित होती है चरण वर्तमान, और समानांतर वाइंडिंग चरण वोल्टेज से जुड़ा है। इसलिए, वाटमीटर एक चरण की शक्ति दिखाएगा। तीन-चरण प्रणाली की शक्ति प्राप्त करने के लिए, आपको एकल-चरण वाटमीटर की रीडिंग को तीन से गुणा करना होगा।

चार-तार नेटवर्क में असमान भार के साथ तीन चरण वर्तमानशक्ति मापने के लिए तीन वाटमीटर के एक सर्किट का उपयोग किया जाता है (चित्र 365)। प्रत्येक एकल-चरण वाटमीटर एक चरण की शक्ति को मापता है। तीन-चरण प्रणाली की शक्ति प्राप्त करने के लिए, तीन वाटमीटर की रीडिंग का योग लेना आवश्यक है।

तीन-तत्व वाले इलेक्ट्रोडायनामिक वाटमीटर में, तीन चल समानांतर कुंडलियाँ तीर से जुड़े एक ही अक्ष पर लगाई जाती हैं, और प्रत्येक कुंडल के यांत्रिक बलों के योग के परिणामस्वरूप प्राप्त कुल टोक़ खपत की गई शक्ति के समानुपाती होगा। तीन चरण नेटवर्क. अन्य डिज़ाइनों में, चलती कुंडलियाँ स्थित होती हैं अलग - अलग जगहें, लचीले टेपों द्वारा आपस में जुड़े होते हैं और एक तीर के साथ कुल बल को अक्ष तक संचारित करते हैं।

एक समान भार वाले तीन-चरण नेटवर्क की सक्रिय शक्ति निर्धारित की जा सकती है

तीन उपकरणों का उपयोग करना: सूत्र के अनुसार एक एमीटर, एक वोल्टमीटर और एक चरण मीटर:

उपभोक्ता (स्टार या डेल्टा) को जोड़ने की विधि की परवाह किए बिना, किसी भी लोड (समान या असमान) पर तीन-तार तीन-चरण नेटवर्क की शक्ति को दो-वाटमीटर सर्किट का उपयोग करके मापा जा सकता है।

किरचॉफ के पहले नियम के अनुसार, तीनों चरणों की धाराओं के तात्कालिक मूल्यों का योग शून्य के बराबर है:

परिणामी समीकरण से पता चलता है कि वाटमीटर में से एक को चालू किया जाना चाहिए ताकि पहले चरण की धारा उसके वर्तमान कॉइल के माध्यम से प्रवाहित हो, और वोल्टेज कॉइल पहले और दूसरे चरण के बीच वोल्टेज अंतर के तहत हो; एक अन्य वाटमीटर को चालू किया जाना चाहिए ताकि तीसरे चरण की धारा उसके वर्तमान कुंडल के माध्यम से प्रवाहित हो, और वोल्टेज कुंडल तीसरे और दूसरे चरण के बीच वोल्टेज अंतर के अंतर्गत होगा।

दोनों वाटमीटर की रीडिंग जोड़ने पर हमें तीनों चरणों की शक्ति प्राप्त होती है।

चित्र में. 366 दो वाटमीटर के सर्किट के तीन प्रकार दिखाता है।

एफएनजी में योजनाओं से. 366 में देखा जा सकता है कि वाटमीटर की क्रमबद्ध वाइंडिंग नेटवर्क के किन्हीं दो रैखिक तारों में शामिल हैं। प्रत्येक वाटमीटर की समानांतर वाइंडिंग की शुरुआत वाटमीटर की सीरियल वाइंडिंग के समान तार से जुड़ी होती है। समानांतर वाइंडिंग के सिरे तीसरी लाइन के तार से जुड़े होते हैं।

एक समान सक्रिय भार (=1) के साथ, वाटमीटर की रीडिंग एक दूसरे के बराबर होती है। यदि एक के बराबर नहीं है, तो वाटमीटर की रीडिंग बराबर नहीं होगी। = 0.5 के बराबर होने पर, एक वाटमीटर शून्य दिखाएगा। 0.5 से कम पर, इस उपकरण का तीर बाईं ओर विचलित होना शुरू हो जाएगा। डिवाइस की रीडिंग प्राप्त करने के लिए इसके सीरियल या समानांतर वाइंडिंग के सिरों को स्विच करना आवश्यक है।

दो वाटमीटर की रीडिंग के अनुसार तीन-चरण प्रणाली की सक्रिय शक्ति को मापने के लिए, आपको उनकी रीडिंग को जोड़ना होगा या एक वाटमीटर की रीडिंग से दूसरे वाटमीटर की रीडिंग को घटाना होगा, जो नकारात्मक थी। मापने वाले वोल्टेज और वर्तमान ट्रांसफार्मर का उपयोग करके दो वाटमीटर के साथ बिजली मापने का सर्किट चित्र में दिया गया है। 367.

उच्च वोल्टेज नेटवर्क में, वोल्टेज और करंट मापने वाले ट्रांसफार्मर का उपयोग करके तीन-चरण वाटमीटर को चालू किया जाता है।

डी.सी.. डीसी पावर फॉर्मूला से

यह देखा जा सकता है कि शक्ति का निर्धारण एमीटर और वोल्टमीटर की रीडिंग को गुणा करके किया जा सकता है। हालाँकि, व्यवहार में, शक्ति माप आमतौर पर इसका उपयोग करके किया जाता है विशेष उपकरण- वाटमीटर। वाटमीटर (चित्र 230) में दो कुंडलियाँ होती हैं: स्थिर 1, जिसमें मोटे तार के घुमावों की एक छोटी संख्या होती है, और चल 2, जिसमें पतले तार के बड़ी संख्या में घुमाव होते हैं। जब वाटमीटर चालू होता है, तो लोड करंट सर्किट में श्रृंखला में जुड़े एक निश्चित कॉइल से होकर गुजरता है, और चलती कॉइल उपभोक्ता के समानांतर में जुड़ी होती है। समानांतर वाइंडिंग में बिजली की खपत को कम करने और चलती कुंडली के वजन को कम करने के लिए, इसके साथ श्रृंखला में एक अतिरिक्त मैंगनीन प्रतिरोध 3 जुड़ा हुआ है। चल और स्थिर कॉइल के चुंबकीय क्षेत्रों की परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप, एक टॉर्क उत्पन्न होता है जो दोनों कॉइल की धाराओं के समानुपाती होता है:

एम = सी 1 आई 1 आई 2।

समानांतर सर्किट के निरंतर प्रतिरोध पर समानांतर घुमावदार I 2 की धारा सर्किट के वोल्टेज के समानुपाती होती है। यहाँ से

एम = सी 2 आई 1 यू = सी 2 पी,

यानी, डिवाइस का टॉर्क सर्किट में खपत की गई बिजली के समानुपाती होता है।

ऐसा करने के लिए, वाइंडिंग की शुरुआत का संकेत देने वाले दो टर्मिनलों को * से चिह्नित किया जाता है और विद्युत रूप से जुड़े होते हैं। वॉटमीटर स्केल डिवाइस के रेटेड करंट और रेटेड वोल्टेज को इंगित करता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि डिवाइस के पैमाने पर 5 ए और 150 वी इंगित किया गया है, तो डिवाइस 750 वाट तक की शक्ति माप सकता है। कुछ वाटमीटर के स्केल को डिवीजनों में वर्गीकृत किया जाता है। यदि, उदाहरण के लिए, 5 ए और 150 वी वाटमीटर में 150 डिवीजन हैं, तो डिवीजन मूल्य, या वाटमीटर स्थिरांक, 750:150 \u003d 5 डब्ल्यू / डिव है। डीसी सर्किट में बिजली मापने के लिए इलेक्ट्रोडायनामिक वाटमीटर के अलावा, फेरोडायनामिक प्रणाली के वाटमीटर का भी उपयोग किया जाता है।

सिंगल फेज़ ए.सी. जब एक इलेक्ट्रोडायनामिक वाटमीटर एक प्रत्यावर्ती धारा सर्किट से जुड़ा होता है, तो चलती और स्थिर कॉइल के चुंबकीय क्षेत्र, एक दूसरे के साथ बातचीत करते हुए, चलती कॉइल को घुमाएंगे। डिवाइस के गतिशील भाग के घूर्णन के क्षण का तात्कालिक मान डिवाइस के दोनों कॉइल्स में धाराओं के तात्कालिक मूल्यों के उत्पाद के समानुपाती होता है।

डिवाइस के घूमने का क्षण औसत, या सक्रिय, शक्ति Р = U ⋅ I cos φ के समानुपाती होता है। वाटमीटर के गतिमान भाग के घूर्णन के कोण से, कोई सर्किट द्वारा खपत की गई सक्रिय शक्ति की मात्रा का अनुमान लगा सकता है।

प्रत्यावर्ती धारा की शक्ति को मापने के लिए फेरोडायनामिक प्रणाली के वाटमीटर का भी उपयोग किया जाता है।

उच्च धाराओं वाले कम वोल्टेज नेटवर्क में वाटमीटर के साथ बिजली मापते समय, वर्तमान ट्रांसफार्मर का उपयोग किया जाता है।

इस मामले में नेटवर्क पी 1 की शक्ति निर्धारित करने के लिए, आपको वर्तमान ट्रांसफार्मर के टी के परिवर्तन अनुपात द्वारा वाटमीटर पी 2 की रीडिंग को गुणा करना होगा:

उच्च वोल्टेज नेटवर्क में, बिजली मापते समय, वोल्टेज और करंट ट्रांसफार्मर को मापने का उपयोग किया जाता है (चित्र 231)। नेटवर्क आर 1 की शक्ति प्राप्त करने के लिए, आपको वोल्टेज और वर्तमान ट्रांसफार्मर के परिवर्तन अनुपात के उत्पाद द्वारा वाटमीटर आर 2 की रीडिंग को गुणा करना होगा:

पी 1 = पी 2 के एन के टी।

इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि वाटमीटर 6000/100 वी वोल्टेज ट्रांसफार्मर और 150/5 ए वर्तमान ट्रांसफार्मर के माध्यम से जुड़ा हुआ है और वाटमीटर 80 डब्ल्यू दिखाता है, तो नेटवर्क पावर होगी

पी 1 = 80 ⋅ 6000/100 ⋅ 150/5 = 144000 डब्ल्यू = 144 किलोवाट।

मापने वाले ट्रांसफार्मर के माध्यम से वाटमीटर (मीटर) चालू करते समय, इन उपकरणों को जोड़ा जाना चाहिए ताकि धाराएं उनकी वाइंडिंग से उसी दिशा में गुजरें जैसे कि वे सीधे नेटवर्क से जुड़े हों।

वाटमीटर के अलावा, एकल-चरण प्रत्यावर्ती धारा की शक्ति को तीन उपकरणों की रीडिंग से निर्धारित किया जा सकता है: एक एमीटर, एक वोल्टमीटर और एक चरण मीटर - सूत्र के अनुसार

तीन चरण ए.सी. पर सममित भारबिजली मापने के लिए तीन-चरण प्रणाली एक एकल-चरण वाटमीटर का उपयोग करती है, जो चित्र में दिखाए गए सर्किट के अनुसार जुड़ा हुआ है। 232 (ए - स्टार कनेक्शन के लिए; बी - डेल्टा कनेक्शन के लिए)। इस मामले में, वॉटमीटर की श्रृंखला वाइंडिंग के माध्यम से एक चरण धारा प्रवाहित होती है, और समानांतर वाइंडिंग चरण वोल्टेज से जुड़ी होती है। इसलिए, वाटमीटर एक चरण की शक्ति दिखाएगा। तीन-चरण प्रणाली की शक्ति प्राप्त करने के लिए, आपको एकल-चरण वाटमीटर की रीडिंग को तीन से गुणा करना होगा।

तीन-चरण धारा के चार-तार नेटवर्क में एक असममित भार के साथ, शक्ति को मापने के लिए तीन वाटमीटर के एक सर्किट का उपयोग किया जाता है (चित्र 233)। प्रत्येक एकल-चरण वाटमीटर एक चरण की शक्ति को मापता है। तीन-चरण प्रणाली की शक्ति प्राप्त करने के लिए, तीन वाटमीटर की रीडिंग का योग लेना आवश्यक है।

परिवर्तनीय भार के साथ, तीन वाटमीटर की एक साथ रीडिंग प्राप्त करना मुश्किल है। इसके अलावा, तीन एकल-चरण वाटमीटर बहुत अधिक जगह लेते हैं। इसलिए, अक्सर एक तीन-तत्व तीन-चरण वाटमीटर का उपयोग किया जाता है, जो तीन एकल-चरण वाटमीटर के एक उपकरण में एक कनेक्शन होता है। तीन-तत्व वाले इलेक्ट्रोडायनामिक वाटमीटर में, तीन चल समानांतर कुंडलियाँ तीर से जुड़े एक ही अक्ष पर लगाई जाती हैं, और प्रत्येक कुंडल के यांत्रिक बलों के योग के परिणामस्वरूप प्राप्त कुल टोक़ खपत की गई शक्ति के समानुपाती होगा। तीन चरण नेटवर्क. अन्य डिज़ाइनों में, विभिन्न स्थानों पर स्थित गतिमान कुंडलियाँ लचीले बैंड द्वारा आपस में जुड़ी होती हैं और कुल बल को तीर धुरी पर स्थानांतरित करती हैं।

एक समान भार वाले तीन-चरण नेटवर्क की सक्रिय शक्ति को तीन उपकरणों का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है: एक एमीटर, एक वोल्टमीटर और एक चरण मीटर - सूत्र के अनुसार

पी = √3 यूआई क्योंकि φ,

जहां यू और आई रैखिक वोल्टेज और करंट हैं;

φ - चरण वोल्टेज और करंट के बीच शिफ्ट कोण।

उपभोक्ताओं (स्टार या डेल्टा) को जोड़ने की विधि की परवाह किए बिना, किसी भी लोड (समान या असमान) पर तीन-तार तीन-चरण नेटवर्क की शक्ति को दो-वाटमीटर सर्किट का उपयोग करके मापा जा सकता है।

मैं 1 + मैं 2 + मैं 3 = 0,

मैं 2 = - मैं 1 - मैं 3.

तत्काल शक्तितीन चरण प्रणाली होगी

पी = आई 1 यू 1 + आई 2 यू 2 + आई 3 यू 3,

जहां आप सूचकांकों के साथ चरण वोल्टेज के तात्कालिक मान हैं।

वर्तमान मान i 2 को अंतिम अभिव्यक्ति में प्रतिस्थापित करने पर, हमें प्राप्त होता है

पी = आई 1 यू 1 - आई 1 यू 2 - आई 3 यू 2 + आई 3 यू 3,

पी = आई 1 (यू 1 - यू 2) + आई 3 (यू 3 - यू 2)।

अंजीर पर. 234, ए - सी दो वाटमीटर के सर्किट के लिए तीन विकल्प दिखाता है।

आरेख दिखाते हैं कि वाटमीटर की क्रमिक वाइंडिंग नेटवर्क के किन्हीं दो रैखिक तारों में शामिल हैं। प्रत्येक वाटमीटर की समानांतर वाइंडिंग की शुरुआत वाटमीटर की सीरियल वाइंडिंग के समान तार से जुड़ी होती है। समानांतर वाइंडिंग के सिरे तीसरी लाइन के तार से जुड़े होते हैं।

एक सममित सक्रिय भार और cos φ = 1 के साथ, वाटमीटर की रीडिंग एक दूसरे के बराबर होती है। जब cos φ एक के बराबर नहीं है, तो वाटमीटर की रीडिंग बराबर नहीं होगी। 0.5 के बराबर cos φ पर, एक वाटमीटर शून्य दिखाएगा। जब cos φ 0.5 से कम है, तो इस उपकरण का तीर बाईं ओर विचलित होना शुरू हो जाएगा। डिवाइस की रीडिंग प्राप्त करने के लिए इसके सीरियल या समानांतर वाइंडिंग के सिरों को स्विच करना आवश्यक है।

दो वाटमीटर की रीडिंग के अनुसार तीन-चरण प्रणाली की सक्रिय शक्ति को मापने के लिए, आपको उनकी रीडिंग को जोड़ना होगा या एक वाटमीटर की रीडिंग से दूसरे वाटमीटर की रीडिंग को घटाना होगा, जो नकारात्मक थी। मापने वाले वोल्टेज और वर्तमान ट्रांसफार्मर का उपयोग करके दो वाटमीटर के साथ बिजली मापने की योजना अंजीर में दी गई है। 235.

तीन-चरण वाटमीटर का उपयोग करके शक्ति को मापना अधिक सुविधाजनक है, जिसमें दो उपकरण संयुक्त होते हैं, दो वाटमीटर की योजना के अनुसार जुड़े होते हैं और एक सामान्य अक्ष पर कार्य करते हैं, जिससे तीर जुड़ा होता है। इलेक्ट्रोडायनामिक और फेरोडायनामिक प्रणालियों के उपकरणों में, एक ही धुरी पर स्थित या लचीले टेप से जुड़े दो चल कॉइल एक धुरी को घुमाते हैं। इंडक्शन सिस्टम उपकरणों में, दो तत्व एक ही अक्ष पर बैठकर दो डिस्क को घुमाते हैं, या दो तत्व एक डिस्क पर कार्य करते हैं। दो-तत्व तीन-चरण वाटमीटर का स्विचिंग सर्किट अंजीर में दिया गया है। 236.