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电路识图31-测量电路原理分析

已有 276 次阅读2018-2-11 08:53 |个人分类:电路识图

常用的测量仪表有交(直)流电流表、交(直)流电压表、有功功率表、无功功率表、频率表、功率因数表、有功电能表等。
一、电流测量电路
测量电路中用来测量电流得仪表是电流表。电流表必须串联在电路中,如下图所示,测量直流电流时,要使用直流电流表,并且要注意电流表的正负极性与电源的极性相符合,不能接错,否则电流表的指针将反向偏转,使电流表损坏,接线方式如下图a)所示;测量交流电流时,要使用交流电流表,它没有正负极性之分,接线方式如下图b)所示。
测量交流大电流时,一般采用电流互感器扩大电流表的量程。电流互感器是一种电流变换装置,它将交流大电流变成小电流,供电气测量仪表和继电保护装置中的电流元件使用。
电流互感器的图形符号、文字符号及接线如下图所示。与电流互感器相匹配的电流表量程为5A,但是在表盘上进行刻度时,一般是按一次额定电流来标示的,例如,当一个电流表与电流互感器配合来测量大电流时,假定电流互感器的电流比为100/5A,当一次电流为100A时,电流表流过的实际电流(电流互感器的二次电流)为5A,这时电流表的指针在满刻度,而满刻度电流值不是标示5A,而是标示100A,使电流表上指示的读数为一次电流的数值。这样可以避免测量中的电流换算。
三相电路中的电流互感器测量电路:
1、一个电流表与一个电流互感器的接线如下图a)所示,这种接线方式用来测量单相负载电流或三相对称负载中的某一相电流。
2、3个电流互感器组成的星形连接方式如下图b)所示。该电路使用3个电流表和3个电流互感器测量三相电力系统中每一相的电流。
3、两个电流互感器、3个电流表组成的不完全星形联结方式如下图c)所示,这种接线方法用于测量三相对称负载中的每一相的电流。从图中可以看出,通过公共节点上电流表中的电流等于U,W相电流的向量和。
二、电压测量电路
测量电路中电压的电压表必须并联在被测电路中,如下图所示,下图a)为用直流电压表测量负载直流电压的接线方式,在接线时要注意电压表的极性与被测电压的极性相对应,以免指针反向偏转,损坏电压表。下图b)为用交流电压表测量负载电压的接线方式,接线时没有极性要求。
测量交流高电压(500V)以上时,一般都采用电压互感器来扩大电压表的量程。电压互感器是一次绕组匝数远多于二次绕组匝数的降压变压器。电压互感器一次绕组的额定电压采用不同的电压等级,而二次绕组的额定电压均为100V,这给测量带来很大方便。电压互感器在电路中的符号如下图a)所示,下图b)为电压互感器在电路中的接线方式。电压互感器一次绕组A-X与被测负载并联,二次绕组a-z与电压表连接。若一次绕组得匝数为N1,二次绕组的匝数为N2,则电压比K=N1/N2=U1/U2,如果电压表读数为U2,则被测电压U1=KU2,这样就能将电压表的量程扩大为原来的K倍。
三、功率测量电路
电路功率用功率表测量,功率表(又称瓦特表)是一种电动系仪表,其中电流线圈与负载串联(具有两个电流线圈,可串联或并联,以便得到两个电流量程),而电压线圈与电源并联,电流线圈和电压线圈的同名端(标有*端)必须连在一起。
1、单相功率的测量
下图是单相功率测量电路,功率表W由电压线圈和电流线圈组成。电流线圈与电流表串联,而后与负载Z连接,电压线圈与负载并联,两线圈同名端相连后与电源正端连接。
接通电源后,功率表显示负载功率,电路中有电压表和电流表,可同时测量电压和电流。
2、三相功率的测量
1)三相四线制供电
测量电路如下图所示。3个单相功率表的读数为W1,W2,W3,则三相功率P=W1+W2+W3。这种测量方法称为三瓦特表法。
2)三相三线制供电
三相三线制供电系统中,不论三相负载是否对称,也不论负载是星形连接还是三角形连接,都可以用两瓦特法测量三相负载的有功功率。测量电路如下图所示。
3)测量三相对称负载的无功功率
三相对称系统中,三相电压完全对称,各相负载阻抗完全相同,则各相电流也完全对称,此时仅需一个功率表测出一相负载的有功功率,再乘以3,则得三相总功率。
测量电路如下图所示。
4)负载的功率因数测量
测量电路如下图所示
四、电能测量电路
电能表(电度表)是计量电能的仪表。电能表可以计量交流电能,也可以计量直流电能,计量交流电能的电表又可分成有功电能表和无功电能表。计量有功电能的电能表又可分成单相电能表和三相电能表两类。
1、单相有功电能表的测量电路
将电能表连接在单相220V交流电路中,对单相负载消耗的电能进行测量,这种接线方式称为直入式连线方式。单相有功电能表的直入式连接方式一般分为跳入式接线和顺入式接线两种,如下图所示。
跳入式接线方式,其特点是电能表的1、3号端子与电源连接,2、4号端子与负载连接。输入时接线方式的特点是,按电能表端子号依次顺序连接,即1、2号端子与电源连接,3、4号端子与负载连接。当被测电路中的电流很大,而电能表的额定电流不能满足要求时,可以采用配电流互感器的方法进行测量。单相有功电能表带电流互感器的接线如下图所示。这时电能表的电流线圈不再串联在负载回路中,而是与电流互感器的二次绕组连接,电流互感器的一次绕组就是被测量的负载线(电源线)。要特别注意的是,电流互感器的两绕组的同名端和电能表两个线圈的同名端的接法不能搞错,否则可能使电能表反转。
单相有功电能表测量接线的要求:
1)接线前,检查电能表的型号、规格是否与负载相适应。电能表的额定电压应不低于电源电压,额定电流应不小于负载电流。配电流互感器时,应不小于互感器二次最大负载电流。
2)电能表的连接导线必须使用单股绝缘铜线,电流回路导线的截面积不小于2.5平方毫米,电压回路导线的截面积不小于1.5平方毫米。
3)连接电能表与其它元器件的导线,中间不允许有接头。
4)零线要从电能表的一个端子接入,再从另一个端子接出。
5)开关、熔断器应接在电能表的负载端。
6)接线时要注意电能表的极性,即标有“*”的电压线圈和电流线圈必须接到电源的相线上。
7)配电流互感器的接线,要将电流互感器的K2端与地连接。
8)电能表所有接线端子与导线连接的压接螺钉要拧紧,导线端头要有清楚明显的编号。
2、三相有功电能表直入式接线及要求
1)三相三线有功电能表直入式接线见下图,该图是DS型5~10A三相三线有功电能表直入式接线方式,对于10A以上的三相三线有功电能表其内部接线有所不同,但外部接线基本相同。
2)三相四线有功能能表直入式接线见下图所示。
3、三相有功电能表带电流互感器的接线
三相有功电能表带电流互感器的接线如下图所示。

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