Монтаж и эксплуатация счетчиков — Проверка правильности включения счетчика

Векторная диаграмма токов и напряжений

В целом, для лучшего понимания процедур, происходящих в радиотехнических цепях, их взаимосвязи между собой, бывает недостаточно оперировать характеристиками и параметрами данной цепи, имеющими цифровое отображение. В связи с тем, что основная масса цепей характеризуется переменными значениями приложенного напряжения и протекающего тока, являющимися синусоидальными функциями времени, то исчерпывающий ответ по состоянию цепи может дать ее графическая презентация посредством векторной гистограммы.

Векторная диаграмма напряжений и токов

Разновидности векторных диаграмм

Любую характеристику электротехнической цепи, изменяющуюся по синусоидальному или косинусоидальному принципу, можно отобразить посредством точки на поверхности, в соответствующей системе величин. В качестве размерности по оси Х выступает действительный компонент параметра, по оси Y размещается воображаемая составляющая. Именно такие составляющие входят в алгебраическую модель записи комплексной величины. Последующее соединение точки на поверхности и нулевой точки системы координат позволит рассматривать эту прямую и ее угол с действительной осью как изображение комплексного числа. На практике положительно направленный отрезок принято называть вектором.

Векторной диаграммой принято называть множество положительно направленных отрезков на комплексной поверхности, которая соответствует комплексным значениям и параметрам гальванической цепи и их взаимосвязям. По своему характеру векторные диаграммы подразделяются на:

• Точные гистограммы;
• Качественные гистограммы.

Особенностями достоверных гистограмм является соблюдение пропорций всех характеристик и параметров, полученных путем вычислений. Данные диаграммы находят свое применение в проверке ранее проведенных расчетов. В основе использования качественных гистограмм лежит учет взаимного влияния характеристик друг на друга, и в основном они предшествуют расчетам либо заменяют их.

Векторные диаграммы токов и напряжений визуально отображают процесс достижения цели по расчету электротехнической цепи. При соблюдении всех правил по построению векторных отрезков можно просто из гистограммы установить фазы и амплитуды вещественных характеристик. Построение качественных гистограмм поможет контролировать правильный процесс решения задачи и с легкостью определить сектор с определяемыми векторами. В зависимости от особенностей построения, графические диаграммы делятся на такие типы:

1. Круговая диаграмма, представляющая собой графическую гистограмму, образованную вектором, описывающим своим концом круг или полукруг, при любых изменениях характеристик цепи;
2. Линейная диаграмма, представляющая собой графический рисунок в виде прямой линии, образованной вектором, посредством изменения характеристик цепи.

Построение векторной диаграммы напряжений и токов

Для лучшего понимания того, как построить векторную диаграмму токов и напряжений, следует рассматривать RLC цепь, состоящую из пассивного элемента в виде резистора и реактивных элементов в виде катушки индуктивности и конденсатора.

Схема цепи с последовательным соединением элементов

Перед тем, как построить векторную диаграмму токов и напряжений, необходимо охарактеризовать все известные параметры цепи. Согласно схемы цепи, изображенной на картинке а:

• U – величина переменного напряжения в текущий момент времени;
• I – мощность тока в заданный момент времени;
• UА – напряжение, падающее на активном сопротивлении;
• UC – напряжение, падающее на емкостной нагрузке;
• UL – напряжение, падающее на индуктивной нагрузке.

Поскольку входное напряжение U изменяется по колебательному закону, то сила тока характеризуется уравнением:

• Im – максимальная амплитуда тока;
• ω – частота тока;
• t – время.

Суммарное входное напряжение, в соответствии со вторым законом Кирхгофа, равно общей величине напряжений на всех элементах цепи:

В соответствии с законом Ома, падение напряжения на резистивном компоненте равняется:

Противодействие току активного элемента зависит сугубо от свойства проводника и не обуславливается ни характеристиками тока, ни аспектом времени и, соответственно, имеет идентичный с напряжением фазовый сдвиг.

Поскольку конденсатору в цепи с электротоком, изменяющимся по синусоиде, свойственно наличие реактивного емкостного сопротивления, и ввиду того, что напряжение на нем постоянно имеет фазовое отставание от протекающего тока на π/2, то уместно выражение:

1. RC=XC=1/ωC;
2. UC=Im*RС*cos(ωt-π/2), где:

• RC – сопротивление конденсатора;
• XC – реактивный импеданс конденсатора;
• C – емкость конденсатора.

Реактивное индуктивное сопротивление катушки индуктивности обуславливается наличием изменяющегося по синусоидальному закону электротока, и поскольку напряжение на любом отрезке времени имеет фазовое опережение по отношению к электротоку на π/2, то формула, описывающая колебательный процесс на элементе, выглядит как:

1. RL=XL=ωL;
2. UL=Im*RL*cos(ωt+π/2), где:

• RL – сопротивление катушки индуктивности;
• XL – реактивный импеданс катушки индуктивности;
• L – индуктивность катушки.

Следовательно, общее напряжение, подведенное к цепи, выглядит:

• Um – максимальная величина напряжения;
• φ – фазовый сдвиг.

Ввиду того, что напряжение и электроток изменяются по синусоидальному закону, и их фиксированные показатели отличаются лишь фазовым сдвигом, то данные величины строятся как вектора.

Монтаж и эксплуатация счетчиков — Проверка правильности включения счетчика

Страница 6 из 7

1. ПРОВЕРКА ПРАВИЛЬНОСТИ ВКЛЮЧЕНИЯ СЧЕТЧИКА

После установки и подключения счетчика производится проверка его схемы. Проверка схемы производится также в следующих случаях: после замены счетчика; после замены измерительных трансформаторов; после переделки монтажа вторичной коммутации или изменения ее схемы; после замены или капитального ремонта силового трансформатора или линий, питающих данное распределительное устройство; в случае возникновения сомнения в правильности учета. Проверка схемы включения счетчика производится в два приема: сначала при отключенном присоединении, а затем на включенном присоединении при наличии на нем нагрузки. При проверке схемы включения двухэлементного счетчика активной энергии, включенного в сеть через измерительные трансформаторы, необходимо иметь в виду следующее: чередование фаз, подключенных к зажимам параллельных обмоток счетчика слева направо, должно быть прямым; к обмоткам каждого вращающего элемента счетчика активной энергии должны подводиться ток и напряжение одноименной фазы. К элементу, зажимы которого выведены слева (1-й элемент), подводятся ток и напряжение опережающей фазы (фаза А), а к элементу, зажимы которого выведены справа,— ток и напряжение отстающей фазы (фаза С). К общей точке параллельных обмоток должно быть подведено напряжение фазы В (средняя фаза). В сетях с изолированной нейтралью в этой фазе обычно трансформаторы тока не устанавливаются. О подключении «начала» последовательной обмотки каждого элемента к генераторным зажимам был) сказано ранее. Проверка схемы на отключенном присоединении. В первую очередь необходимо произвести непосредственную прозвонку проводников. Для прозвонки могут быть использованы омметр, микротелефонные трубки, лампа или вольтметр с питанием от карманной батареи или трансформатора 220/12 в, звонок и т. п. (рис. 16). При прозвонке проверяемый провод с одного конца должен быть отсоединен от сборки — это исключает возможные обходные цепи. В результате проверки убеждаются в полном соответствии выполненного подключения монтажной схеме. После прозвонки восстанавливают схему, оставив отсоединенными параллельные цепи от трансформатора напряжения и заземляющий провод от вторичных обмоток трансформаторов тока.

Как известно, в электроустановках фазы А, В, С окрашиваются соответственно в желтый, зеленый и красный цвета. Правильность выполнения расцветки фаз, а также правильность включения трансформатора напряжения должны быть проверены перед сдачей электроустановки в эксплуатацию. При проверке схемы включения счетчика эта работа производится, если она не производилась ранее. Заключается она в следующем: убеждаются путем осмотра в том, что выводы обмотки высокого напряжения трансформатора напряжения А, В, С подключены к фазам соответствующей окраски. Если в схеме применены однофазные трансформаторы напряжения, то необходимо убедиться, что общая точка подключена к фазе В. Проверяется порядок чередования фаз обмотки низшего напряжения на зажимах ячейки трансформатора напряжения при помощи индукционного фазоуказателя. Этот прибор представляет собой трехфазный асинхронный двигатель. Для проверки чередования фаз необходимо подать напряжение на шины распределительного устройства и включить трансформатор напряжения. Выводы фазоуказателя А, В, С присоединяют к зажимам, на которых подключены соответствующие выводы обмотки низшего напряжения, затем кратковременно нажимают кнопку. При прямом чередовании фаз диск фазоуказателя вращается по часовой стрелке. Это указывает на правильность выполнения расцветки фаз. Если порядок чередования фаз обратный (диск вращается против часовой стрелки), то расцветка фаз выполнена неверно. В этом случае вторичная обмотка трансформатора тока, установленного в «желтой» фазе, подключается ко второму элементу счетчика, а обмотка трансформатора тока, установленного в «красной» фазе,— к первому элементу. Далее производятся следующие измерения: измеряется вольтметром напряжение между зажимами параллельных обмоток счетчика. При исправных и правильно включенных трансформаторах напряжения все три измерения должны дать величину приблизительно 100 в. 1 Измеряется вольтметром напряжение между каждым зажимом параллельной обмотки и «землей». Если в схеме применен трехфазный трансформатор напряжения с заземленной нулевой точкой, то каждое измерение даст величину около 100//3 =58 в, если в схеме применены два однофазных трансформатора напряжения, соединенные по схеме открытого треугольника, то два измерения дадут величину около 100 в, а третье (общая фаза) равно 0. Определяются фазы, подключенные к зажимам параллельных обмоток. Для этого сначала находят общую фазу (фазу В). Если в схеме применен трехфазный трансформатор, то его отключают со стороны высшего и низшего напряжения. Со средней фазы (фаза В) на стороне высшего напряжения снимается предохранитель и трансформатор вновь включается в работу. Измеряются напряжения между зажимами параллельных обмоток. Напряжение между неотключенными фазами составляет величину около 100 в, напряжение между отключенной и неотключенной — 50 в. Затем трансформатор напряжения снова отключается с двух сторон, предохранитель устанавливается на место и трансформатор снова включается в работу. При двух однофазных трансформаторах напряжения средняя фаза находится путем замеров напряжений относительно «земли». Напряжение между средней фазой и «землей» равно нулю. Найденный провод от средней фазы трансформатора напряжения подключают к среднему зажиму параллельных обмоток. Проверяется чередование фаз непосредственно на зажимах счетчика. Если чередование фаз обратное, необходимо поменять местами провода, подключенные к крайним зажимам параллельных обмоток. Фазы напряжения могут быть также определены путем фазировки с параллельными цепями счетчика с проверенной ранее схемой включения. Можно также произвести фазировку с вторичными цепями другого трансформатора напряжения с проверенной схемой. К этому прибегают в случае, если трансформатор напряжения не может быть отключен по условию работы релейной защиты. У счетчиков, включенных в сеть 0,4 кв по схеме рис. 8, обеспечивается соответствие фаз токовой цепи и цепи напряжения. Проверка схемы включения счетчика под нагрузкой в установках напряжением выше 1 000 в. При равномерной и симметричной нагрузке фаз проверка может быть произведена наиболее просто путем перекрещивания цепей напряжения на активном счетчике. Провод, идущий к зажиму 1 активного счетчика, пересоединяют к зажиму 3, а провод, идущий к зажиму 3, пересоединяют к зажиму 1 (рис. 9). Если счетчик до-этого пересоединения был включен правильно, то после пересоединения диск счетчика должен остановиться. Это объясняется тем, что при такой схеме вращающие моменты, создаваемые каждым из двух элементов счетчика, равны по величине и противоположны по направлению. При неправильной схеме включения счетчика при этом пересоединении проводов диск счетчика будет вращаться в ту или другую сторону. Этот способ проверки является приближенным, так как равномерная и симметричная нагрузка фаз имеет место не во всех случаях. Поэтому его можно применять лишь при отсутствии лабораторных приборов. Укажем еще один приближенный способ проверки, не требующий лабораторных приборов. Его можно применять, когда нагрузка постоянна в течение нескольких минут. Проверка производится следующим образом. Отсчитывается число оборотов, совершаемое диском активного счетчика в течение определенного промежутка времени (1—3 мин). Затем отсоединяется провод цепи напряжения средней фазы и снова отсчитывается число оборотов за тот же промежуток времени. Если счетчик включен правильно, то во втором случае число оборотов будет вдвое меньше. Наиболее точным способом проверки схемы включения счетчика, дающим полную уверенность в результате, является снятие и построение векторной диаграммы. Этот способ заключается в определении положения векторов токов, протекающих через последовательные обмотки счетчика. Построив эти векторы, определяют правильность включения счетчика по углу ф, образованному вектором тока, с вектором напряжения соответствующей фазы. Отсчет угла, как было указано выше, ведется от вектора тока к вектору напряжения против часовой стрелки. При индуктивном характере нагрузки вектор тока отстает от вектора напряжения на некоторый угол, лежащий в пределах от 0 до 90°. При емкостном характере нагрузки вектор тока опережает вектор напряжения на угол, лежащий в тех же пределах. Для снятия векторных диаграмм можно использовать следующие приборы: ваттметр, прибор ВАФ-85, вектормер Ц-50, фазометр, контрольный счетчик. Ниже излагаются методы снятия векторных диаграмм с помощью ваттметра и с помощью прибора ВАФ-85. Эти методы получили наибольшее распространение.

Рис. 17. Принцип снятия векторной диаграммы с помощью ваттметра. Как известно, ваттметр, включенный в цепь нагрузки однополярными генераторными зажимами в сторону питания, покажет мощность P=UIcos ф. Произведение /cos ф можно представить как проекцию вектора тока / на вектор напряжения U (рис. 17). Таким образом, если напряжение, подводимое к ваттметру, остается неизменным, то он в определенном масштабе покажет проекцию вектора тока, протекающего через его последовательную обмотку, на вектор подведенного к нему напряжения. Отрицательные показания ваттметра при этом соответствуют отрицательной проекции вектора тока, т. е. положительной проекции, повернутой на 180°. Зная проекции вектора тока на две оси, которыми являются векторы линейных напряжений, можно построить и сам вектор тока. Для снятия векторной диаграммы используется переносный ваттметр класса 0,5 с пределами измерения 5 а, 150 в, имеющий переключатель направления мощности (например, типа АСТ-Д). Порядок снятия векторной диаграммы следующий. Токовая цепь ваттметра включается в рассечку последовательной цепи фазы А счетчика, причем к зажиму последовательной обмотки ваттметра, обозначенному звездочкой, подключается провод, который был подключен к началу последовательной обмотки счетчика. Последовательно с токовой обмоткой ваттметра включается амперметр с пределом измерения 2,5—5 а. Для того чтобы не допустить разрыва цепей трансформаторов то ка, эти цепи должны быть предварительно закорочены на специально предназначенных для этого зажимах После подключения приборов закоротка снимается. Далее на зажимы параллельной обмотки ваттметра с зажимов параллельных обмоток счетчика поочередно подаются напряжения согласно последовательности фаз 1—2, 2—3, 3—1. Зажим, обозначенный первой цифрой, подключается к зажиму параллельной обмотки ваттметра, обозначенному звездочкой. Показания ваттметра в делениях с указанием знака, а также показания амперметра записываются в бланк векторной диаграммы. Те же измерения проделывают, включая ваттметр и амперметр в другую фазу. Проведенные измерения считаются правильными, если в каждой фазе алгебраическая сумма трех показаний ваттметра равна нулю или близка к нулю. Затем приборы отсоединяются.

Векторная диаграмма строится на заранее заготовленной сетке, на которой нанесены векторы линейных напряжений 1—2, 2—3, 3—1, обратные им векторы и векторы фазных напряжений. Для удобства построения векторов тока векторы линейных напряжений разделены на равные отрезки прямыми, перпендикулярными их направлению. Результаты показаний контрольного ваттметра в выбранном масштабе откладывают на линии вектора соответствующего линейного напряжения. При этом отрицательные показания откладывают на векторе, обратном вектору линейного напряжения. Из концов полученных отрезков восстанавливают перпендикуляры. Точка пересечения двух перпендикуляров определяет на векторной диаграмме положение вектора соответствующего тока. Третий перпендикуляр должен пересечься с первыми двумя в той же точке или вблизи нее. Необходимо запомнить, что для построения векторов тока используются векторы линейных напряжений, а правильность включения определяется по углу, образованному вектором тока с вектором соответствующего ему фазного напряжения. Если векторная диаграмма покажет, что счетчик включен неверно, то схему включения необходимо исправить. Исправление производят на зажимах счетчика, после чего векторная диаграмма снимается снова. Пример 4. На отходящем присоединении с индуктивным характером нагрузки (активная и реактивная мощности положительны) установлен счетчик активной энергии. При снятии векторной диаграммы получены следующие данные:

Для построения векторной диаграммы (рис. 18) откладываем на линии вектора Uab отрезок ОК, равный в выбранном масштабе 25 единицам; на линии вектора UBC отрезок 01, равный 10 единицам; отрезок От, равный 35 единицам, откладываем на линии вектора, обратного вектору Uca, так как показание ваттметра имеет отрицательный знак. Из точек К, I, т восстанавливаем перпендикуляры. Точка их пересечения является концом вектора тока /а. Вектор /с строится аналогично. Из диаграммы видно, что ток отстает от соответствующего ему фазного напряжения на угол ф, равный приблизительно 15°. Полученная диаграмма соответствует диаграмме, приведенной на рис. 7. Следовательно, первый элемент счетчика включен на ток 1а и напряжение Uab, а второй элемент — на ток 1с и напряжение Uс в, т. е. счетчик включен правильно. Рис. 18. Векторная диаграмма к примеру 4.

Вольтамперфазоиндикатор ВАФ-85 более удобен для снятия векторных диаграмм. Он позволяет определять величину и фазу тока и напряжения без разрыва цепи, а также чередование фаз. Вольтамперфазоиндикатор является многопредельным детекторным прибором. В качестве выпрямителя используются германиевые диоды Д2В, работающие по однополупериодной схеме. Для определения величины тока в пределах 1, 5 и 10 а, а также фазы тока без разрыва цепи имеется токосъемная приставка — клещи. Она представляет собой разъемный магнитопровод и работает как трансформатор тока. При определении фазы вместо диодов последовательно, с измерительным прибором включается механический выпрямитель. Напряжение возбуждения подается на механический выпрямитель с ротора фазорегулятора (сельсина). На трехфазную обмотку статора фазорегулятора подается питание от сети 100 в или 220 в. С поворотом оси фазорегулятора меняется фаза возбуждения механического выпрямителя, а следовательно, фаза включения и выключения его контактов относительно фазы тока по измерительному прибору. Отсчет угла производится по лимбу, закрепленному на оси фазорегулятора, в момент, когда стрелка прибора становится на нуль. Нуль градуировки лимба установлен на фазе АВ, т. е. если на зажим, обозначенный звездочкой (*), подается фаза А, а на зажим, обозначенный U,— фаза В, то прибор покажет нуль при установке на контрольную риску отметки нуль лимба (питанию от трехфазной сети 110 в соответствует левая риска, питанию от сети 220 в соответствует правая риска). Таким путем можно проверить правильность работы прибора. Фазорегулятор служит одновременно и указателем чередования фаз. Измерение малых переменных токов с разрывом цепи производится при помощи трансформатора тока, встроенного в прибор и выполненного на тороидальном пермаллоевом сердечнике. Во вторичную обмотку трансформатора тока включается измерительный прибор. Выпрямление производится с помощью диодов Д2В, включенных по двухполупериодной схеме. Проверка правильности включения счетчика с помощью прибора ВАФ-85 производится следующим образом. Тумблер «тА — IjU» устанавливается в положение IjU; тумблер «фаза — величина» устанавливается в по-( ложение «величина»; переключатель пределов измерения устанавливается в положение «125 в». Производятся замеры линейных и фазных напряжений, а в случае необходимости отыскивается фаза В, как было указано выше. К зажимам А, В, С подводятся соответственно три фазы напряжения. Отжав рукоятку верньера, наблюдают за вращением свободной оси фазорегулятора. Вращение по часовой стрелке указывает на правильность чередования фаз. Для определения величины и фазы тока необходимо охватить клещами токопровод последовательной обмотки фазы А так, чтобы сторона магнитопровода, отмеченная знаком *, была обращена к генераторному концу токопровода (аналогично включению токовой цепи ваттметра.) Соединительная вилка клещей включается в гнезда * и /. Штыри соединительных вилок должны входить в гнезда клещей и в клеммы лицевой панели прибора одноименными обозначениями. Переключатель пределов измерения устанавливается в положение 1, 5 или 10 а в зависимости от предполагаемой величины вторичного тока. Три фазы напряжения остаются подведенными к зажимам А, В, С. В положении тумблера «величина» записывается величина вторичного тока. Затем тумблер переводится в- положение «фаза». Лимб вращают, добиваясь установки стрелки прибора на нуль. Затем производят отсчет угла по лимбу у левой риски (110 в). Так как за один оборот лимба стрелка устанавливается на нуль дважды, то необходимо запомнить, что во внимание принимается то показание, при котором стрелка устанавливается на нуль, двигаясь в ту же сторону, что и лимб. Затем клещами охватывают токопроводы, подключенные к последовательным обмоткам других фаз, и- повторяют измерения. Полученные углы откладывают на бланке векторной диаграммы относительно напряжения иАв. Пример 5. Счетчик активной энергии установлен на стороне низшего напряжения питающего трансформатора. Характер нагрузки емкостный. При снятии векторной диаграммы прибором ВАФ-85 получены следующие данные.

Откладывая от вектора линейного напряжения UАв по часовой стрелке угол 15°, строим вектор тока 1А (рис. 19). Этот вектор опережает вектор напряжения UA на угол <�рл = 15°. Откладывая от вектора линейного напряжения Uав против часовой стрелки угол 105°, строим вектор тока /с. Он также опережает вектор напряжения Uс на угол фс = 15°. Следовательно, счётчик включен правильно. Пример £. Счетчик активной энергии установлен на отходящем присоединении с индуктивным характером нагрузки. При снятии векторной диаграммы прибором ВАФ-85 получены следующие данные:

Рис. 19. Векторная диаграмма к примеру 5. Построим векторы токов, как было указано ранее (рис. 20). Вектор тока /А отстает от вектора напряжения UA на угол Фа =25°. Приблизительно на тот же угол от вектора напряжения должен отставать и вектор тока 1с- Однако он отстает от вектора Рис. 20. Векторная диаграмма к примеру 6. -Uс на угол фс=75°. Легко убедиться, что этот вектор в действительности является вектором тока, протекающего в нулевом проводе, так как он находится в противофазе с вектором тока фазы В. Отсюда делаем вывод, что к началу последовательной обмотки фазы С счетчика подключен нулевой провод трансформаторов тока. Отметим, что для отыскания нулевого провода трансформаторов тока может быть применен способ, состоящий в следующем. Три провода, идущие от трансформаторов тока, закорачиваются перемычками на специально предназначенных для этого зажимах, причем средний зажим заземляется. К первому зажиму подсоединяется амперметр, второй конец которого заземлен, затем перемычка отсоединяется от этого зажима. Наличие тока по амперметру указывает на то, что к этому зажиму подключен фазный провод; отсутствие тока указывает на то, что к зажиму подключен нулевой провод. Измерение производят поочередно и на двух других зажимах. При совместном включении счетчиков активной и реактивной энергии достаточно снять векторную диаграмму только на счетчике- активной энергии. После этого необходимо убедиться путем просмотра коммутации и проверки фазировки цепей напряжения, что к обмоткам обоих счетчиков подключены одноименные фазы с соблюдением одинаковой полярности. Рассмотрим ряд характерных ошибок, обнаруживаемых при проверке правильности включения счетчика. Перегорание предохранителей или отключение, автомата трансформатора напряжения после подключения счетчика. При этом должна работать предупредительная сигнализация. Возможная причина: соединение на. зажимах счетчика вторичной цепи трансформаторов тока с вторичными цепями трансформатора напряжения. Это происходит в результате подключения цепей трансформатора напряжения к зажимам последовательных обмоток счетчика либо вторичных цепей трансформаторов тока к зажимам параллельных обмоток. Из трех. измерений междуфазных напряжений два измерения дают нуль, а третье—100 в. В схеме применены два однофазных трансформатора напряжения. Возможная причина: перегорание предохранителя или обрыв провода на низкой стороне трансформатора напряжения. Из трех измерений междуфазных напряжений одно измерение дает нуль, а два других—100 в, В схеме применен трехфазный трансформатор напряжения. Возможные причины: к двум зажимам параллельных обмоток подключена одна и та же фаза; перегорание предохранителя или обрыв провода на стороне низкого напряжения в фазах А или С. Из трех измерений междуфазных напряжений два дают 30—50 в, а третье— 100 в. В схеме применен трехфазный трансформатор напряжения. Возможные причины: перегорание предохранителя или обрыв провода средней фазы со стороны низкого напряжения; перегорание предохранителя в одной из фаз со стороны высокого напряжения.

При наличии симметричной нагрузки присоединения токи в последовательных обмотках счетчика отсутствуют, либо токи малы и не соответствуют первичному току нагрузки, либо величина токов в фазах Л и С различна. Возможные причины: обрыв вторичной цепи трансформаторов тока, наличие во вторичных цепях трансформаторов тока второго заземления, шунтирование последовательной цепи проводом или обмоткой какого- либо прибора, неисправность трансформатора тока. При равенстве междуфазных напряжений и наличии токов в последовательных обмотках диск счетчика не вращается. Возможные причины: перекрещенные провода, идущие к последовательным обмоткам фаз А и С; затирание диска. Проверка схемы включения счетчика под нагрузкой в установках ниже 1 000 в. Если параллельные и последовательные цепи счетчика объединены (рис. 8), то определять фазы напряжения не требуется. Достаточно замерить фазные и линейные напряжения и определить порядок чередования фаз. Для трехдисковых счетчиков активной энергии (СА4У-ТЧ, некоторые счетчики иностранного производства) порядок чередования фаз безразличен и его можно не определять. Векторная диаграмма счетчика может быть снята с помощью ваттметра, как было указано выше. Однако ввиду того, что работы на счетчике в установках напряжением 0,4 кв, производимые без снятия напряжения, представляют значительную опасность, снятие векторной диаграммы, как правило, не производится. Следует применять другие способы проверки. Так, для трехэлементных счетчиков, включенных по схеме на рис. 8, можно применить способ проверки правильности включения, который заключается в поочередном включении каждого элемента. Путем снятия перемычек на зажимной коробке два других элемента выводятся из работы. Снятие и подключение перемычек производится только при снятом напряжении с зажимов счетчика, после чего счетчик снова вводится в работу. Если счетчик включен правильно, то каждый его элемент будет вращать диск вправо. Вращение диска в противоположную сторону указывает на протекание тока в последовательной цепи элемента в обратном направлении. Для исправления схемы необходимо поменять местами провода, подключенные к последовательной обмотке данного элемента. Существует довольно распространенное мнение, что при всех неправильных включениях счетчика скорость вращения диска будет меньше, чем при правильном включении. В действительности же это утверждение справедливо только в тех случаях, когда cosф присоединения выше 0,5.

• Назад
• Вперед

Векторная диаграмма токов и напряжений

Цифровое представление динамических процессов затрудняет восприятие, усложняет расчет выходных параметров после изменения условий на входе или в результате выполненной обработки. Векторная диаграмма токов и напряжений помогает успешно решать обозначенные задачи. Ознакомление с теорией и практическими примерами поможет освоить данную технологию.

Разновидности векторных диаграмм

Для корректного отображения переменных величин, которые определяют функциональность радиотехнических устройств, хорошо подходит векторная графика. Подразумевается соответствующее изменение основных параметров сигнала по стандартной синусоидальной (косинусоидальной) кривой. Для наглядного представления процесса гармоническое колебание представляют, как проекцию вектора на координатную ось.

С применением типовых формул несложно рассчитать длину, которая получится равной амплитуде в определенный момент времени. Угол наклона будет показывать фазу. Суммарные влияния и соответствующие изменения векторов подчиняются обычным правилам геометрии.

Различают качественные и точные диаграммы. Первые применяют для учета взаимных связей. Они помогают сделать предварительную оценку либо используются для полноценной замены вычислений. Другие создают с учетом полученных результатов, которые определяют размеры и направленность отдельных векторов.

Допустим, что надо изучить изменение параметров тока в цепи при разных значениях сопротивления резистора в диапазоне от нуля до бесконечности. В этой схеме напряжение на выходе (U) будет равно сумме значений (UR и UL) на каждом из элементов. Индуктивный характер второй величины подразумевает перпендикулярное взаимное расположение, что хорошо видно на части рисунка б). Образованные треугольники отлично вписываются в сегмент окружности 180 градусов. Эта кривая соответствует всем возможным точкам, через которые проходит конец вектора UR при соответствующем изменении электрического сопротивления. Вторая диаграмма в) демонстрирует отставание тока по фазе на угол 90°.

Здесь изображен двухполюсный элемент с активной и реактивной составляющими проводимости (G и jB, соответственно). Аналогичными параметрами обладает классический колебательный контур, созданный с применением параллельной схемы. Отмеченные выше параметры можно изобразить векторами, которые расположены постоянно под углом 90°. Изменение реактивной компоненты сопровождается перемещением вектора тока (I1…I3). Образованная линия располагается перпендикулярно U и на расстоянии Ia от нулевой точки оси координат.

Векторные диаграммы и комплексное представление

Такой инструментарий помогает строить наглядные графические схемы колебательных процессов. Аналогичный результат обеспечивает применение комплексных числовых выражений. В этом варианте, кроме оси с действительными, применяют дополнительный координатный отрезок с мнимыми значениями. Для представления вектора пользуются формулой A*ei(wt+f0), где:

• А – длина;
• W – угловая скорость;
• f0 – начальный угол.

Значение действительной части равно A*cos*(w*t+f0). Это выражение описывает типичное гармоническое колебание с базовыми характеристиками.