So schließen Sie ein Wattmeter richtig an einen Gleichstromkreis an
Es verfügt über ein Wattmeter für einen Nennstrom von 5 A und eine Nennspannung von 300 V. Wie wird es an das Stromnetz angeschlossen?
Ist der Laststrom Azx kleiner als der zulässige Strom, also in diesem Fall kleiner als 5 A, und ist die Spannung im Messkreis kleiner als die zulässige Spannung der Spule, also kleiner als 300 V, dann Der Schaltkreis hat die folgende Form (Abb. 1, a): Schalten Sie zuerst die Reihenspule des Wattmeters ein – sammeln Sie den Stromkreis (in der Abbildung mit einer fetten Linie dargestellt), dann sammeln Sie den Spannungskreis, dafür den Anfang Der Anfang der Spannungsspule des Wattmeters ist mit der Brücke K verbunden, der Anfang der Stromspule ist mit einer der Netzklemmen verbunden, und das Ende der Spannungsspule ist mit einer anderen Netzklemme verbunden.
Abbildung 1. Schemata zum Anschließen eines Wattmeters: a – direkt im Netzwerk richtig, b – falsch, c – in einem Netzwerk mit hoher Spannung und hohem Strom.
Manchmal, wenn darin ein Stromkreis eingeschaltet ist Widerstand einbeziehen Jumper (Abb. 1, b).Dies ist nicht möglich, da in diesem Fall ein Betriebsstrom durch den Jumper fließt und nicht ein kleiner Strom des Spannungskreises, wie in dem zuvor besprochenen Schema. Darüber hinaus kommen im Stromkreis der Wattmeterspule, der einen geringen Widerstand aufweist, der Widerstand des Jumpers selbst und zwei Widerstände der Kontaktübergänge hinzu. All dies führt zum Auftreten eines zusätzlichen Fehlers bei der Leistungsmessung.
Wenn die Skala des Geräts nicht in Leistungseinheiten kalibriert ist (z. B. bei einem elektrodynamischen Wattmeter mit mehreren Grenzwerten), sondern eine bestimmte Anzahl von Unterteilungen N aufweist, wird zur Messung der Leistung an dieser Messgrenze der Wert der Unterteilung verwendet Wattmeter muss durch die Formel bestimmt werden:
SN = AznUn/ H,
wobei Un – Nennspannung des Wattmeters oder Grenzwert der Spannungsmessung, Azn – Strom des Wattmeters oder Grenzwert der Strommessung, A, N – Anzahl der Unterteilungen der Wattmeter-Skala (normalerweise 100 oder 150).
Gegeben sei ein Wattmeter mit Un = 150 V, Аzn = 5 A und n= 150. Dann sind die Teilungskosten des Geräts Cn = 150 x 5/150 = 5 W/div,
Um die Leistung anhand der Messwerte des Geräts zu bestimmen, müssen Sie den Messwert des Geräts in Skalenteilen n mit den Kosten pro Teilung Cn multiplizieren:
P = nSn.
Wenn die Netzspannung größer ist als die zulässige Spannung der Spannungsspule und der Strom größer ist als der zulässige Strom der Stromspule, dann ist dies erforderlich Konstantstromkreis Verwenden Sie zum Anschließen des Geräts einen zusätzlichen Widerstand und Messshunt (Abb. 1, c).
So berechnen Sie den Widerstand eines zusätzlichen Widerstands und Shunts zum Anschluss eines Wattmeters an einen Gleichstromkreis
Der Wert des Shunt-Widerstands zum Anschluss des Wattmeters für den in Abbildung 1, c gezeigten Stromkreis kann durch die Formel bestimmt werden:
rw = ra (p — 1) = ra (Ia / In — 1),
wobei ra – Widerstand der Stromwicklung des Wattmeters, Ohm, p Der Nebenschlusskoeffizient ist und der Wert des Widerstands des zusätzlichen Widerstands aus dem Ausdruck rd = rv (q – 1) = rv (U / Un – 1) ,
Dabei ist rv der Widerstand der Spannungsspule des Wattmeters in Ohm.
Beispielsweise für ein Wattmeter mit einer Nennspannung der Spannungsspule Un = 150 V und einem Nennstrom der Stromspule Azn = 5 A, eingebunden in den Messkreis mit einer Spannung von 220 V (Abb. 1, c) bei Bei einem Strom von ca. 20 A müssen die Widerstände des Zusatzwiderstands und des Shunts berechnet werden.
Shunt-Widerstandswert rw = ρα /(20/5-1) = ρα /3,
dann ist zum Anschluss des Wattmeters ein Shunt erforderlich, dessen Widerstand dreimal kleiner ist als der Widerstand des Stromkreises des Wattmeters. Der Widerstandswert des Zusatzwiderstandes ra = rv (220/150—1) =0,46 rv,
Tatsächlicher Leistungswert P = Pwpq, wobei Pw der Wattmeterwert ist, wenn die Skala in Leistungseinheiten kalibriert ist.
Wenn das Wattmeter im Shunt angeschlossen ist, kann der Trennwert wie folgt ermittelt werden:
C'n = (UnAzn / pq) = Cn x p x q
Im angegebenen Beispiel ist p = 4 und q = 1,46, daher muss der Wattmeter-Wert mit 5,86 multipliziert werden, um den tatsächlichen Leistungswert zu ermitteln, was unpraktisch ist. Daher neigen sie bei der Auswahl eines Shunts und eines zusätzlichen Widerstands dazu, die Koeffizienten q und p gleich ganzen Zahlen anzunehmen.
In diesem Beispiel ist es zweckmäßig, p = 5 und q = 2 anzunehmen, d. h.rw = ра / 4 und Rd=rv, dann kann der gemessene Leistungswert durch Multiplikation der Messwerte des Geräts mit 10 ermittelt werden. Der neue Wattmeter-Teilungswert ist gleich C'n= 150x 2 x 5 x 5/150 = 50 W / Teil,
Dabei ist 150 x 2 = 300 V die neue Spannungsmessgrenze des Wattmeters und 5 x 5 = 25 A die neue Strommessgrenze des Wattmeters.
Ein externer zusätzlicher Widerstand sollte nur nach der Spannungswicklung des Wattmeters und nicht davor eingebaut werden, da sonst das Potential der beweglichen Spule gegenüber der stationären Spule für die Isolierung gefährliche Werte erreichen kann.
