Измерение реактивной энергии в трехфазных цепях

Реактивную энергию в четырехпроводной трехфазной цепи можно измерить трехэлементным счетчиком реактивной энергии, например СР4-И673, устройство которого такое же, как и счетчика СА4-И672. Схема счетчика (рис.3.5.7) аналогична схеме соединения ваттметра (рис. 3.4.19). Для измерения реактивной энергии в четырехпроводных цепях применяются также счетчики с дополнительной последовательной обмоткой типа СР4-ИТР (рис. 3.5.8). Это двухэлементный счетчик, каждый из последовательных элементов которого имеет по две обмотки – основную и дополнительную с одинаковым числом витков. Исходя из схемы соединения и векторной диаграммы (рис. 3.5.8) и допуская, что система напряжений симметричная, напишем выражения вращающих моментов, действующих на подвижную часть счетчика. Первый элемент вызывает вращающий момент

Второй элемент счетчика вызывает вращающий момент

.

Вращающий момент счетчика

,

т.е. он пропорционален реактивной мощности, и, следовательно, счетчик может учитывать реактивную энергию.

Рис. 3.5.8. Схема соединения (а) и векторная диаграмма (б) счетчика типа СР4-ИТР

Рис. 3.5.9. Схема соединения (а) и векторная диаграмма (б) счетчика типа СР3-И671

При симметричной системе напряжений показания счетчика не зависят от асимметрии токов. При соединении счетчика необходимо обеспечить последовательность фаз, указанную на счетчике.

Рассмотренные счетчики с дополнительными последовательными обмотками могут применяться и в трехпроводных цепях трехфазного тока. В трехфазных трехпроводных цепях применяются также реактивные счетчики с 60-градусным сдвигом, например типа СР3-И671 (рис. 3.5.9). Это двухэлементные счетчики, у которых угол сдвига между напряжением на параллельной цепи каждого элемента и соответствующим параллельным рабочим магнитным потоком составляет (60° + a_I). Уменьшение угла сдвига на 30° по сравнению со счетчиком активной энергии достигается включением в каждую параллельную цепь счетчика добавочного резистора. Исходя из схемы соединения и векторной диаграммы (рис. 3.5.9) и пренебрегая ради простоты углами потерь в стали, напишем выражения вращающих моментов счетчика.

Первый элемент создает вращающий момент

.

Второй элемент создает вращающий момент

Рис. 3.5.10. Схема включения счетчика типа СР4-ИТР в трехпроводную трехфазную цепь

Рис. 3.5.11 Схема соединения счетчика типа СР3-И671 с трансформаторами тока и напряжения

.

При Ф_А º I_А; Ф_С º I_С; Ф_АС º U_АС;

Ф_ВС º U_ВС результирующий вращающий момент счетчика

,

таким образом, он пропорционален реактивной мощности цепи, и, следовательно, счетчик учитывает реактивную энергию ее.

При симметричной системе напряжений асимметрия токов не вызывает дополнительной погрешности в показаниях счетчика.

Включение счетчиков в низковольтные цепи с токами, большими номинальных токов счетчиков, производится через трансформаторы тока, включение в высоковольтные цепи – через трансформаторы тока и напряжения.

Схемы соединения счетчика с дополнительными последовательными обмотками через два трансформатора тока с трехфазной трехпроводной сетью даны на рис. 3.5.10, а на рис. 3.5.11 даны схемы соединения счетчика типа СР3-И671 с трансформаторами тока и напряжения.