Как выбрать фазометр — обзор, назначение, принцип действия, область применения + инструкция по применению с фото

Что такое фаза и сдвиг фаз

По названию прибора можно догадаться, что измеряется фаза. На самом деле – сдвиг фаз. В электроэнергетике этим словом обозначаются сразу два разных понятия – физический проводник, на котором имеется потенциал (напряжение), и состояние уровня этого потенциала или силы тока в конкретный момент времени.

Из школьной программы все помнят график изменения переменного напряжения и тока в виде синусоид. В идеальном случае они полностью совпадают. Но на практике это не всегда выполняется.

При подключении в сеть оборудования, которое имеет высокую индуктивность (электродвигателей или трансформаторов большой мощности) происходит отставание скорости нарастания тока от напряжения. Это и называется сдвигом фаз.

Основные принципы классификации фазометров

Как электроизмерительное устройство фазометры классифицируют по нескольким признаком:

1. Исходя из конструктивного исполнения:
   аналоговые (электромеханические, электродинамические);
2. цифровые (электронные).
3. По количеству фаз:
   однофазные;
4. трехфазные.

Однофазные приборы предназначены для определения угла сдвига фаз в однофазных цепях, а 3-фазные — позволяют производить измерения в полно проводной трехфазной цепи. Конструктивно такие устройства мало чем отличаются, разница в том, что в однофазном приборе все подвижные рамки расположены друг относительно друга под углом 90 град, а в 3-х-фазном – под 60 град.

Измерение cos φ на промышленных частотах выполняют электромеханическими приборами с непосредственным отсчётом, у которых в качестве измерительного механизма используется логометр (ферродинамический, электромагнитный, индукционный, электродинамический). Отклонение движущийся части логометра определяется сдвигом фаз соотносимых тока, напряжения.

Для широкого диапазона частот в роли фазометра используют электронно-счётные измерители интервалов временных промежутков от момента прохождения соотносимых фазовых колебаний через 0, и градуированные фазовращатели а ансамбле с индикаторами нулевой разности фаз (к примеру, фазовыми детекторами).

Фазометры электронного типа выполняются в виде обособленного блока. На его лицевую панель выводятся микроамперметр, шкала которого градуируется в градусах, выключатель питающей сети, входные клеммы измеряемых сигналов.

Все составленные части прибора смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита и закрепленной на измерительных зажимах микроамперметра.

Подключение платы с входными клеммами выполняется экранированным проводом, что обеспечивает его высокую помехоустойчивость.

Погрешность электромеханического фазометра- 1-3°, электронных- 0,06-0,1°.

Реактивная мощность и косинус фи

Объясняется это явление тем, что индуктивность препятствует увеличению силы тока, а убывание – наоборот замедляет, и при нулевом значении напряжения отдает его обратно в сеть.

В этот момент ток возвращается к питающему трансформатору и частично расходуется на нагрев проводов. Эти непроизводительные потери называются реактивной мощностью, которая создает дополнительную нагрузку на сеть и снижает реальную мощность подключенного оборудования.

Если посмотреть на график такого процесса, то можно увидеть, что угол между синусоидой тока и напряжения изменяется пропорционально отставанию.

Численное значение косинуса этого угла (от -1 до +1) соответствует отношению реактивной мощности к полной, и называется коэффициентом мощности или косинусом фи. Он показывает, какая часть поступающего тока используется по назначению.

Основная задача фазометра и заключается в измерении этого параметра. В трехфазной сети можно определить относительный сдвиг фаз при неравномерной нагрузке.

Принцип действия фазометра

Фазометры функционируют используя следующий принцип: благодаря регулируемому фазовращателю и звуковому генератору формируются 2 напряжения синусоидальной формы, сдвинутые на 90°. Они подаются на вертикальные и горизонтальные отклоняющие пластины осциллографа, генерируя круговую развертку.

При этом одно из напряжений подключается ко входу изучаемого четырехполюсника. А к выходуподключается электронное реле. Выходные дифференцированные импульсы электронного реле модулируют электронный луч осциллографа так, что на видимой части экрана трубки появляется метка, местоположение которой определяется фазовым сдвигом, принесенным четырехполюсником. Установление точки начала отсчета производится путем подключения входа электронного реле к входу четырехполюсника, а с помощью оптического устройства производится отсчет угла между точкой начала отсчета и меткой.

Интересное видео о работе фазометра можете посмотреть ниже:

Подключение

Как правило, в инструкции по использованию фазометра подробно описывается способ подключения. При ее отсутствии не очень сложно сделать это самостоятельно.

Требуется подключить клеммы прибора с соответствующими обозначениями и соединителями к цепям напряжения и тока (в разрыв фазного провода).

• Технологические карты в строительстве — что это такое
• Как починить ноутбук, который не заряжается

• Отвертки изолированные-диэлектрические до 1000В — советы как выбрать лучшего производителя

В крайнем случае, всегда можно воспользоваться интернетом и найти необходимое описание.

Цифровые фазометры

Данные приборы изготавливают разными способами. Например, фазометры с компенсационным моментом одним из самых точно устройств, хотя настройка и управление происходить вручную. Они действуют не так, как те приборы, о которых мы писали выше.

В данных приборах существуют напряжения с синусоидами. Определяются они путём сдвигания фаз.Напряжение проходит к элементу, называемому вращателем фаз. Он управляется благодаря коду, поступающего с устройства управления.

Сдвиг будет измеряться в определённом временном промежутке до достижения так называемой фазы колебаний. Благодаря детектору можно определить, как правильно нужно сдвинуть фазы.

Через детектор сигнал входа переходит к устройству, с помощью которого реализуется управление. Благодаря кодированию импульсов осуществляются необходимые алгоритмы.

Когда значения уравновешиваются, входные коды фазометра показывают значения сдвига фаз. Через этот принцип данное устройство может выполнять свои функции.

Дискретный счёт является основной для работы прибора. Эта методика работает в несколько этапов. В первую очередь сдвиг фаз переформируется в показатели сигналов с определённой длительностью. После этого измеряется длинна импульсов.

Фазометры такого типа включают в своё устройство:

1. Преобразователь, который превращает сдвиг в импульс.
2. Селектор временного типа.
3. Часть, формирующая дискретные импульсы.
4. Счётчики.
5. Устройство, благодаря которому можно осуществлять управление прибором.

При этом отметим, что у устройств этого типа почти нет погрешностей в измерениях, поскольку вычисление происходит не за один раз, а за несколько временных промежутков.

Критерии выбора

Для начала нужно определиться – для чего необходим прибор, где и как будет использоваться. Будет ли это только фиксация наличия и величины реактивной мощности в стационарных условиях и в стандартной электросети, или требуются точные измерения в широком диапазоне для расчетов параметров устройств и проектирования систем электроснабжения.

В первом случае хорошим решением будет недорогой аналоговый фазометр. Для второго – больше подойдет один из цифровых вариантов исполнения.

В зависимости от финансовых возможностей, это может быть небольшое многофункциональное устройство с необходимым классом точности или микропроцессорный комплекс, с программным обеспечением и набором сервисных приложений.

Если требуется производить замеры в разных местах, то на рынке есть несколько малогабаритных дискретных мобильных устройств.

Для квалифицированного специалиста энергетика подобрать соответствующее устройство не составит труда.

Для менее сведущих, просто потребуется учесть вышеперечисленные критерии, оценить соотношение цена-качество, известность бренда производителя и надежность поставщика оборудования.

В любом случае, при выборе фазометра, следует руководствоваться целесообразностью и здравым смыслом, чтобы не переплачивать за лишние функции, не требующийся высокий класс точности или «красивые» опции.

Инструкция по эксплуатации

Чтобы разобраться с применением фазометра, главное внимание уделяется инструкции по эксплуатации (входит в комплект с устройством). Перед началом работы требуется сделать несколько шагов.

Для начала стоит убедиться, что условия работы соответствуют тем, что рекомендует производитель, а частотный диапазон находится в соответствии с метрологическими характеристиками. После этого собирается сама схема.

Эксплуатация фазометра выполняется по такому алгоритму:

• Сначала требуется прочесть инструкцию, которая идет вместе с изделием. В документе раскрываются нюансы и правила применения прибора.
• С помощью корректора выставляется стрелка на 0-ой отметке.
• Убедитесь, что кнопки не сработаны.
• Подключите пробники на входе к требуемым разъемам.
• Нажмите клавишу, которая подает питание на устройство. Обратите внимание на загорание специального индикатора.
• Выждите некоторое время, чтобы прибор хорошо прогрелся. Это необходимо, чтобы добиться максимальной точности измерений. В среднем выдержка по времени должна составлять около 10-15 минут.
• Найдите напряжение на входе.
• Жмите на клавишу в зависимости от выбора внешнего напряжения и установите требуемый частотный диапазон.
• Жмите «>0<�» пары каналов и «+».
• Подключите пробники для каналов в 4-х полюсный вход.
• Переключатель границ установите в позицию «20».
• После стрелку измерителя поставьте с использованием регулятора в «нулевую» позицию.

Фото фазометров

Вам понравилась статья? Поделитесь

1+

Разновидности фазометров

Как любое другое устройство фазометр делится на два основных вида: электродинамический и цифровой. Отличительных особенностей в качестве работы у них нет, но стрелочные имеют большую популярность среди профессионалов в данной области, так как они наглядно показывают изменение в сети.

Фззометр профессиональный

Существуют фазометры, использующиеся только в лабораториях. Они зачастую применяются в электроустановках, требующих ремонта. Принцип действия их ничем не отличается между собой.

Оптимальным стандартом для электрооборудования, требующего наладки, применяются фазометры электродинамического типа. Кроме этого, чаще всего они становятся частью какого-нибудь универсального устройства, которое находит применение в различных областях.

Лучшие производители розеток и выключателей для вашего дома. ТОП самых покупаемых, по мнению покупателей.

Такое же действие происходит и со щитовыми устройствами, при производстве которых также применяется правило универсальности. Большое количество таких приборов соединяется в один, который имеет множество функций, измеряющий многие показатели, отвечающий потребностям пользователей.

Электродинамический

Конструкция данного вида инструмента заключается в простом логометрическом устройстве, способному верно определять перемещение фаз. Прибор имеет две рамки, которые плотно соединены, угол их равняется 60 градусам. Эти рамки прикрепляются к осям, которые фиксируются на поддерживающих узлах. Данная характерная черта способствует отсутствию механического сопротивления.

В устройстве имеется специальный механизм, разворачивающийся на угол, который определяет параметр перемещения фаз. При помощи линейной шкалы профессионал в данной области имеет возможность фиксировать величину и установить значение текущего смещения.

Устройство приспособления выполнено из фиксированной токовой катушки и двух подвижных токоведущих катушек. В этой паре катушек протекают собственные токи, благодаря которым возникает электромагнитный поток во всех трех катушках.

Быстрый и проверенный способ от экспертов, как подключить розетку

При соприкосновении магнитных потоков зарождается пара крутящихся моментов, размер которых обуславливается дистанцией между элементами изобретения. Объем вращающихся моментов определяется количеством тока, текущего в катушках динамического рода, а так же величиной тока в неподвижной катушке. Вдобавок, данные параметры имеют зависимость от технических характеристик и смещения фазного угла.

В результате подвижный элемент инструмента вращается под воздействием крутящихся моментов до тех пор, пока они не выровняются.

Достоинствами этого вида фазометров является низкая цена, точность измеряемых показателей, а также надежность при использовании.

Минусовыми качествами является то, что показатели обуславливаются параметрами частоты. Кроме этого при использовании этого типа измерительного прибора происходит большой расход мощности.

Цифровой

Производство цифровых фазометров происходит по различным технологиям. Так, компенсационный прибор содержит ручное управление, но показатели, полученные в результате замеров, имеют достаточно точные значения. В основе этого типа фазометра лежит ионный принцип действия.

Комплект цифрового фазометра

При производстве замеров возникает пара, которая имеет синусоидальный вид. На начальном этапе процесса посредством этой пары снабжается фазовращатель, который управляется при помощи специального механизма.

Процедура замеров происходит в размеренном состоянии, пока не совпадут фазы. При регулировании показатель сдвига фаз прослеживается фазочувствительным устройством.

В результате импульс отправляется с детектора на направляющий механизм. После совпадения параметров появляются необходимые данные.

Новые модели фазометров настоящего вида основываются на дискретном счете. При этом процедура содержит два периода. Вначале происходит преобразование фаз с установленной продолжительностью.

Затем изменяется длина данного сигнала посредством дискретного счета.

Плюсовыми качествами цифровых фазометров состоят в комфортности использования и точности показателей.

Минус данного прибора — высокая стоимость.

Какие бывают фазометры

Существует всего два вида фазометров. Один из них цифровой, а второй электродинамический. Работают они практически идентично.

Но считается, что цифровые все же уступают по точности другому виду. Тем более на них наглядно можно увидеть все изменения, которые происходят в сети.

Есть также профессиональное оборудование, которое используют исключительно в лабораториях.

• Обычно оно предназначено для электроустановок, которые требуют ремонта.
• Принцип их работы такой же, как и тех, которые широко применяются в бытовых нуждах.
• Если вам нужно произвести наладку какого-то электрооборудования, лучше прибегнуть к электродинамическому фазометру.
• Часто их ставят в универсальное устройство, которое может быть использовано в любой области.

Также точно применяют и щитовые устройства. Часто их просто собирают в одну схему и используют как единое целое, применяя для измерения тех или иных показателей. Удобно, что можно собрать такой аппарат под себя. Тогда он будет отвечать определенным требованиям.

Электродинамический тип

Устройство фазометра данного вида предполагает простую логометрическую схему. Он точно определяет перемещение. В приборе есть две плотно соединенные рамки, образующие угол в 60 градусов. Они присоединены на оси, а те уже закреплены на узлах. Таким образом, механическое сопротивление отсутствует.

• Прибор обустроен механизмом, который может поворачиваться на тот угол, на который и перемещаются фазы. Также он оснащен линейной шкалой, по которой и фиксируют величину отклонения.
• Одна токовая катушка устройства зафиксирована, а две другие остаются подвижными. Через эти подвижные элементы и проходит ток, так между всеми элементами образуется электромагнитный поток.
• Когда магнитные потоки соприкасаются, возникают крутящиеся моменты. Их размер равен расстоянию между элементами изобретения. По количеству тока в подвижной катушке можно определить объем вращающегося момента.
• Можно определить это и по току в статичной катушке. Также эти параметры зависят от характеристики прибора и от показателя, насколько смещается фазный угол.

Подвижный элемент будет крутиться до тех пор, пока вращающиеся моменты не станут равными.

Как уже было сказано, к достоинствам такого прибора можно отнести его точность и невысокую стоимость. Но есть и свои минусы – большой расход мощности и показатели, которые зависят от параметров частоты.