KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG: CHƯƠNG 6: ĐO CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG

b, Phương pháp đo trực tiếp :Dụng cụ đo trực tiếp công suất tác dụng là W.mét.. - Mạch xoay chiều: * Chú ý khi sử dụng : - Các cuộn dây của W.mét có cực tính thường đánh dấu *.Khi đo n

CHÖÔNG 6

- U : Điện áp của mạch

- I : Dòng điện của mạch

•_ Công suất tác dụng:

Khi có dòng điện và điện

áp đặt lên một tải hay một

mạch điện với các thành

phần :

Công suất của một tải hay

một mạch điện gồm :

Tam giác công suất

S P

2 Đo công suất tác dụng :

a, Phương pháp đo gián tiếp :

Sử dụng trực tiếp các phương pháp đo U,I,R,cos để suy

ra P

*Phương pháp dùng vôn mét :

Mắc các vôn mét như hình vẽ

V 2

2 = V 2

1 + V 2

3 – 2.V 1 V 3 cos 1 Cos 1 = V 2

b, Phương pháp đo trực tiếp :

Dụng cụ đo trực tiếp công suất tác dụng là W.mét

W.mét được chế tạo từ chỉ thị điện động.

Quấn ít vòng với tiết

lớn,được chế tạo với các

dòng điện định mức: 1 – 5 –

10 A và được mắc nối tiếp

với tải.( cuộn dòng điện )

Quấn nhiều vòng với tiết diện nhỏ,được

mắc nối tiếp với một điện trở R P có gía trị

tương đối lớn được chế tạo với các điện áp định mức 120 – 240 – 440 V và mắc song song

với tải ( cuộn điện áp )

(r 2 +R p ) = S P P

* Nguyên lý :

Cuộn tĩnh Cuộn động

- Cuộn động:

- Cuộn tĩnh:

Tải

R P

I

I 1

I 2

- Mạch xoay chiều:

* Chú ý khi sử dụng :

- Các cuộn dây của W.mét có cực

tính( thường

đánh dấu *).Khi đo nối các đầu có cùng

cực

tính với nhau, nếu W chỉ ngược thì đổi cực

tính của một trong hai cuộn dây.

Thang đo của của chỉ thị được khắc độ theo công suất cần đo

Trong đó :

- U đm ,I đm : Điện áp và dòng điện

sừ dụng ở giới hạn đo

-  đm : số vạch chia trên thang đo

Công suất chỉ bởi W.mét

P W = C W . (W)

 : số vạch chỉ khi đo

- Thang đo của W có độ

chia đều và không ghi

trị số

- Trước khi đo phải xác

định hằng số đọc của

W.mét CW = U đm I đm

 đm W/vạch

- Nếu W.mét được nối

qua BI,BU thì công suất

của tải được xác định



c, Đo công suất bằng W.mét cặp nhiệt :

để tạo dòng

điện i u tỷ lệ

W.Mét cặp nhiệt có thể làm việc với tín

hiệu có tần số rất cao và dạng bất kỳ

Dòng điện chạy

qua chỉ thị: I E m =

ra /R m

= K.P/R m = K P .P

Thang đo của chỉ thị được khắc độ theo công suất tác dụng cần đo

d, Đo công suất mạch ba

pha :

* Mạch ba pha đối xứng :

- Mạch ba pha bốn dây:

Dùng một W.mét

P W = U A .I A .cos(U A ,I A ) = P A

T Ả I

W *

*

A B C O

W * 1

* A

Trên cơ sở của phương pháp đo này người ta chế

Tạo W.mét ba pha 2 phần tử gồm 2 W.mét một

pha có M q được tổng hợp trên cùng một trục

.U d I d cos

* Mạch ba pha không đối xứng :

T Ả I

W * 1

*

A B C O

Trên cơ sở của phương

pháp đo này người ta chế

tạo W.mét ba pha 3 phần tử

gồm 3 W.mét một pha có

M q được tổng hợp trên cùng

Sơ đồ

Dùng ba W.mét nối theo sơ đồ

e, Đo công suất hệ thống cung cấp điện :

* Hệ thống một pha :

Sử dụng một W.mét +1BI+ 1BU mắc theo

sơ đồ

Chú ý :

- Các đầu dây có cùng

cực tính của BI,BU,W,được

nối với nhau và nối đất

- Cầu chì CC1 được nối trên

dây pha

- Cầu chì CC2 được nối ở

phía không nối đất

P = K iđm K uđm P W

Công suất tải được xác định

* Hệ thống ba pha :

Sử dụng một W.mét 3 pha (hoặc 3 W.mét

một pha) + 3BI + 3BU

P = K i K u P W

Chú

ý : Phần tử có điện áp pha nào thì

có dòng điện pha đó

P = K i K u (P W1 +P W2 +P W3 )

3 Đo công suất phản kháng :

a, Phương pháp đo gián tiếp :

Sử dụng trực tiếp các phương pháp đo U,I,X, để suy ra

Q

Dụng cụ đo trực tiếp công suất phản kháng là W.mét phản kháng, nó được chế tạo từ chỉ thị điện động.

* Cấu tạo :_ W.mét phản kháng có cấu tạo tương

tự như W.mét tác dụng

_ Nhưng cuộn dây phần động được mắc nối tiếp với một cuộn cảm có giá trị tương đối lớn

b, Phương pháp đo trực tiếp :

•Nguyên lý : Ở mạch xoay chiều

I2 chậm pha với U một góc 90 0

_ W.mét phản kháng có các chú ý sử dụng như

W.mét tác dụng.

_ Các sơ đồ công suất phản kháng bằng W.mét

phản kháng trong mạch điện xoay chiều một pha

và ba pha tương tự như các sơ đồ đo công suất

tác dụng bằng các W.mét tác dụng.

Thang đo của của chỉ thị được khắc độ theo công suất phản kháng cần đo

Bằng cách mắc các cuộn dây của W.mét tác dụng,người ta có thể đo được công suất phản nhưng PP này chỉ sử dụng được ở mạch điện xoay chiều ba pha.

_ Dùng một W.mét nối theo sơ đồ

_ Dùng hai W.mét nối theo

Q = (PW1 -

PW2)

Đồ thị véc tơ

* Mạch ba pha không đối xứng :

= U d I d sin B = U f I f sin B = Q B

= U d I d sin C = U f I f sin C = Q C

5.2 ĐO ĐIỆN NĂNG :

1 Quan hệ cơ bản phép đo năng :

Điện năng của một tải hay một mạch điện được xác định :

4.Nam chân vĩnh cửu

5.Bộ đếm - Cuộn điện áp được quấn dây với tiết diện nhỏ và số vòng lớn và

mắc song song với tải.Được chế tạo với điện áp định mức: 120V,240V,440V.

- Cuộn dòng điện được quấn dây với tiết diện lớn và số vòng nhỏ và mắc nối tiếp với tải Được chế tạo với dòng điện định mức:

5A,10A,50A.

2 Công tơ đo điện năng :

a Công tơ một pha :

* Cấu tạo :

* Nguyên

lý :

_ Khi có dòng điện chạy qua

tải và qua cuộn dòng sẽ

xuyên qua đĩa nhôm tỷ lệ

với I :

I = k i I

_ Khi đặt điện áp U vào

xuyên qua đĩa nhôm tỷ lệ

với U

-  là góc lệch pha giữa U,I

-  là góc lệch pha giữa  U ,  I

- là góc lệch pha giữa I, I

- là góc lệch pha giữa U, U

_ Các từ thông này sẽ

cảm ứng trong đĩa nhôm

Vì đĩa nhôm là một mạch điện kín nên sinh ra

M q = M q1 + M q2 = k.f.f U f I sin = k.f.k i k u U.I.sin

_ Dưới tác dụng của Mq và MC, đĩa nhôm sẽ quay đều khi Mq = MC Ta có :

_ Đếm số vòng quay của đĩa nhôm trong một khoảng thời gian nào đó :

b Công tơ ba pha :

* Công tơ ba pha 2 phần tử :

_ Cấu tạo : Gồm hai công tơ

trên cùng một trục quay.

Phần tử 1

Phần tử 2

NCVC

Trục Bộ đếm

* Công tơ ba pha 3 phần

_ Mỗi công tơ khi gắn cho các hộ tiêu thụ đều có một niêm chì (công tơ

đã được các trung tâm kiểm chuẩn kiểm tra) tức là số chỉ công tơ đã được

điều chỉnh đúng Khi sử dụng tuyệt đối tránh làm biến dạng niêm chì này.

* Chú ý khi sử dụng :

_ Điện năng tiêu thụ của hộ tiêu thụ được tính: (thường tính một tháng).

*A c : Số chỉ của công tơ ở cuối tháng

*A đ : Số chỉ của công tơ đầu tháng

năng

tiêu thụ của tải 1KWh ứng với bao nhiêu số vòng quay của đĩa nhôm.

_ Các sơ đồ đo điện năng trong mạch điện xoay chiều một pha và ba pha tương tự như các sơ đồ đo công suất tác dụng bằng các W.mét tác

dụng.

A = Ac - Ađ

Bài tập

*ïKiểm tra và hiệu chỉnh công tơ :

Để công tơ chỉ được chính xác, trước khi sử dụng người ta

phải kiểm tra, hiệu chỉnh công tơ và kẹp chì.

*Sơ đồ mạch kiểm tra công tơ :

1 Điều chỉnh hiện tượng tự quay của công tơ:

-Điều chỉnh: Điều chỉnh mẩu từ trên trục của công tơ tức là làm

tăng mômen hãm,giảm mômen bù cho đến khi đĩa nhôm đứng yên

2 Điều chỉnh góc  = – 1 = /2 = 90 o :

- Điều chỉnh góc lệch pha  = /2, tức cos = 0 Đĩa nhôm phải đứng yên

- Điều chỉnh cho góc  = /2 = 90 o ta phải điều chỉnh góc  hay từ thông

 u bằng cách điều chỉnh bộ phận phân nhánh từ của cuộn điện áp hoặc điều chỉnh góc  hay từ thông  i bằng cách điều chỉnh vòng ngắn mạch

của cuộn dòng

- Điều chỉnh  cho cos = 1 tức  = 0

- Đếm thời gian quay t của công tơ (bằng

đồng hồ bấm giây)

- Đếm số vòng quay của công tơ N trong

khoảng thời gian t

- Tính hằng số của công tơ theo công thức : K A = N

U N .I N .t

N

P N t

=

Hằng số này được ghi trên mặt công tơ

Ví dụ : Trên mặt công tơ có ghi 1Kwh / 600 vòng Điều đó có nghĩa là

K A = 600 vòng/Kwh

- Nếu K A khác với K A ghi trên công tơ thì phải điều chỉnh vị trí của Nam châm vĩnh cửu để tăng hoặc giảm M c cho đến khi K A đạt định mức thì thôi.

b Công tơ điện tử :

trong khoảng thời gian cần đo năng lượng đó

U 3 =K 3 P

_ Người ta biến đổi điện áp U thành điện áp

U2 tỉ lệ với nó U2 = K2.U

_ Qua bộ nhân điện tử (nhân analog) ta nhận được điện áp U3 tỉ lệ với công suất P

U3 = K1.I.k2.U = k3.P