的电流不是滞后电压90?,而是60?,故 称 它为具有60?相位差的三相无功电度表。 图3-24具有60?相位差的三相无功电度表电路图
?上,电流线圈接于I?上;第 两元件的接线方式是,第一组元件的电压线圈接于电压UVWU?上,电流线圈接于I?上,如图3-24所示。 二组元件的电压线圈接于电压UUWW 同样可证明,具有60?相位差的三相无功电度表的总转矩与三相无功功率成正比。即 M?C1Q (3-27)
由于总转矩与三相无功功率之间不存在3的倍数关系,所以,在制造电表时可以应用与有功电度表相同的线圈。其外部接线也同三相有功电度表完全一样。
这种具有60?相位差的三相无功电度表适用于负载对称或不对称的三相三线制线路。采用这种结构形式的有DX2和DX 8型三相无功电度表。 (4)电度表的使用
了解电度表的结构及工作原理,对于正确使用电度表测量电能是非常必要的。在实际使用过程中,若能熟悉各类电度表的技术性能、接线方式以及选择条件,则能减少许多不必要的损失。
下面将电度表的主要技术特性及使用要求作一介绍。 1)主要技术特性 ①准确度
电度表的准确度是指电度表的基本误差。电度表的基本误差主要由转动部分的摩擦,以及电流元件的电流和磁通之间的非线性关系引起。因此,在实际使用中,很难在不同转速、不同负载下做到合理补偿,这就是电度表基本误差产生的原因。此外,外界工作条件的变化电度表还要产生一些附加误差。
国家标准规定有功电度表准确度等级为1.0级和2.0种。对应的基本误差和附加误 差都有相应的规定。单相电度表和负载对称的三相有功电度表基本误差(电度表读数的相对误差百分数)如表5—1所示。负载不对称的三相有功电度表,以及三相无功电度表的基本误差则另有规定,不在此介绍。
表3—1 单相电度表的基本误差 负载电流 (额定电流的百分数) 5 10至额定最大电流 10 20至额定最大电流 功率因数 (cos?) 1 1 0.5(感性) 0.5(感性) 基本误差 1.0 2.0 ?1.5 ?1.0 ?1.5 ?1.0 ?2.5 ?2.0 ?3.0 ?2.0
②灵敏度
电度表在额定电压、额定频率及COS?=1的条件下,负载电流从零增加至铝盘开始
21
转动时的最小电流与额定电流的百分比。 标准中规定,这个电流不应大于额定电流的0.5%。例如,额定电流为5安的电度表,铝盘开始转动的电流应不大于0.025安,在220伏的线路上其功率相当于5.5瓦。 ③潜动
潜动是指电度表无载自转。按规定当负载电流为零,电压为电度表额定电压的80~110%时,铝盘的潜动不应超过一圈。 2)电度表的选择
电度表的选择应从用途、量程以及测量值的准确度要求等进行考虑。
根据用途的要求,可选择不同系列的电度表。如DD系列的单相电度表,DS系列的三相三线有功电度表,DT系列的三相四线有功电度表,以及DX系列的三相无功电度表。 选择电度表的量程时,应根据负载的额定电压和最大额定电流要求,选取额定电压、额定电流相符的电度表。 3)电度表的接线
电度表的接线较为复杂,易于接错。一旦电度表电压线圈或电流线圈有一个接反,电表铝盘将会反转。因此,在接线前应查看说明书,根据说明书要求和接线图,把进线和出线依次对号接在电度表的对应端钮上。接线时必须遵守发电机端守则,即电流线圈和电压线圈的发电机端应共同接到电源的同一极性端子上。除此之外,还应注意电源相序,特别是无功电度表更应注意相序。
当发现电度表铝盘反转时,必须进行具体分析。有可能是接线错误引起,但并非所有的反转现象都是因接线错误的原因。下列情况的反转将属正常现象。
①装在双侧电源联络盘上的电度表,当一段母线向另一段母线输出电能改变为另一段母线向这段母线输出电能,电度表铝盘会出现反转现象。
②用两只单相电度表测量三相三线有功负载,在电流与电压的相位差角大于60?,即cos?<0.5时,其中一只电度表会出现反转现象。
电度表通过仪用互感器接入电路时,其接线要求也和功率表相同。即电压线圈和电流线圈内的电流方向与不用互感器接入电路时相同。图3-25为三相有功和无功电度表与仪用互感器的联合接线方式。
22
图3-25 三相有功、无功电度表和仪用互感器的接线
4)电度表的读数
对于直接接入电路的电度表以及与所标明的互感器配套使用的电度表,被测电能均可从电表中直接读数。当电度表上标有“10?千瓦小时’或“1OO?千瓦小时”字样,应将表的读数乘10或100倍才是被测电能值。
当配套使用的互感器变比和电度表标明的不同时,必须将电度表的读数进行换算才能表示被测电能值。例如,电度表上标注互感器变比为10000/100伏,100/5安,而实际使用的互感器变比为10000/100伏,50/5安,被测电能实际值应通过电度表读数除以2的换算。
23
第四节 万 用 表
万用表是一种常用的多功能表,主要用来测量电压、电流、电阻、晶体管放大倍数等,虽然准确度不高,但使用简单,携带方便,是维护、检修电气设备的常用工具。 万用表可以分为模拟式和数字式万用表两大类。
一、 模拟式万用表
模拟式万用表由礴电式微安表、测量电路、转换开关等几大部分组成。测量电路的作用是把被测量转换成适合磁电式仪表测量的小直流电流;转换开关的作用是针对不同的测量电量实现不同测量电路的转换和量程的转换。
图3-26是MF一30型万用表的外形图,下面以该万用表为例,说明其使用方法。 1.直流电流的测量
图3-27是用MF一30型万用表测量直流电流时的原理图。此时转换开关打到直流电流挡,将万用表串联在被测电路中。电流从“十”端流人,“一”端流出。直流电流挡有五个量程,从图可以看出,不同的量程对应不同的分流电阻,改变转换开关的位置实际上是改变了分流器的分流电阻值,也就改变了量程。比如打到5mA挡,分流器的阻值为
RA1?RA2?RA3,其余电阻与表头串联;指针偏转
时,应该按照表盘上第二条线读数,但要注意量程 图3-26 MF-30型万用表 与满标值之间的关系。
实际使用时,如果对被测电流的大小不了解,应该先用最大量程来测量,然后再根据指针的偏转程度来选用合适的量程,以减小误差。转换量程时注意不可带电转换。 2.直流电压的测量
测量直流电压时,万用表的转换开关打到直流电压挡,将万用表并联在被测电 压两端,其原理图如图3-28所示。直流电压表由直流电流表串联不同的电阻构成,串接的电阻越大,电压表的量程越大。
电压表的内阻越高,从测量电路分到的电 流越小,被测电路受到的影响越小。通常用仪 表的灵敏度来表示这一特征,即用仪表的总内 阻与电压量程的比值来表示。如MF一30型万 用表的500V挡,其总内阻为2500 k?,则灵敏度为2500/500=5 k?/V。 3.交流电压的测量
由于磁电式仪表只能测直流,所以测 图3-27测量直流电流的原理图
24
交流电压时需要在测量电路中增加整流装置,如图3-29所示。电路中设置了整流二极管VD1和
VD2。
测量时,在正弦交流电的正半周,二极管VD1导通,VD2截止,这时万用表与测量直流电压时的电路相同;在正弦交流电的负半
周,VD2导通,VD1截止,表头被短接,没 图3-28 测量直流电压的原理图 有电流通过万用表。可见,万用表测交流电 压时,测的是正弦波正半周的电流平均值, 而正半周的电流平均值与交流电压的有效 值间有一定的比例关系,因此可以直接用万 用表来测量正弦交流电压的有效值。一般万 用表测量的电量频率为45~1kHz,只能用 来测正弦交流电的电压。
交流电压挡的量程改变与直流电压相同,
灵敏度较直流电压挡低。 图3-29 测量交流电压的原理图 4.电阻的测量 测量电阻时,万用表打到电阻挡。把待测电阻分别与万用表的两个表笔相接触,则待 测电阻与万用表内的干电池、调节电阻、表头形成一个闭合回路,如图3-30所示,万用表面板上的“+”端接内部电源的负极,而“一”端接内部电源的正极,这样回路中将有电流产生,使得指针偏转,指示被测电阻值。
从图3-30可以看出,被测电阻越大,回路电流越小,偏转角越小。当被测电阻为零时,偏
转角最大;被测电阻无穷大时,偏转角为零。因 图3-30 测量电阻的原理电路图
此,测量电阻时,万用表的刻度刚好与测量电压、电流时的刻度方向相反。表盘上的刻度与量程挡之间成比例关系,比如对于?10挡,指示值乘以10即为当前所测电阻值。
实际测量时,首先要将万用表调零,方法是将万用表打到电阻挡,两个表笔短接,若指针偏转后指在零刻度,说明该万用表不需要调零;否则应转动调节电位器,使指针指到零。每换一个量程,需要调零一次。如果调零后指针调不到零刻度,则说明表内电池不足或接触不良,需要更换电池或维修。
为了提高测量电阻的准确性,应尽量使用刻度盘的中间段,因此需要选择合适的量
25