Измерение электрической мощности и энергии плавки

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Измерение электрической мощности и энергии плавки

05.12.2019

Мощность в цепях переменного тока измеряют ваттметрами ферродинамической системы. Принцип действии ферродинамического измерительного прибора основан на электродинамическом взаимодействии между токами, протекающими по неподвижной и подвижной катушкам.

Измерительный механизм ферродинамической системы выполняют следующим образом. Две половины неподвижной катушки размещают на стержнях магнитопровода из мягкой листовой стали. В воздушном зазоре располагают подвижную катушку, укрепленную на одной оси с указательной стрелкой. Ток к подвижной катушке подводят при помощи двух спиральных пружин, служащих также для создания противодействующего момента. В воздушном зазоре прибора возникает радиальное магнитное поле с индукцией, пропорциональной току в неподвижной катушке. Взаимодействие этого ноля с током о подвижной катушке создает вращающий момент, пропорциональный произведению действующих значений токов в катушках и косинусу угла сдвига фаз между ними.

В ферродинамическом ваттметре неподвижную катушку включают последовательно с приемником энергии, а подвижную вместе с добавочным сопротивлением — параллельно приемнику энергии. Ток. проходящий по подвижной катушке, пропорционален напряжению сети. Следовательно, вращающий момент и угол отклонения подвижной части ваттметра пропорциональны произведению действующих значений тока, напряжения и cos ф, т. е. активной мощности.

Измерение мощности, потребляемой одной фазой электропечного агрегата, осуществляется одним ваттметром с трансформаторами тока и напряжения (рис. 25,а). Первичную обмотку трансформатора тока включают последовательно с высокой стороны печного трансформатора. К зажимам вторичной обмотки присоединяют последовательно соединенные амперметр и токовую цепь ваттметра. Первичную обмотку трансформатора напряжения подключают параллельно к шинам высокого напряжения; к зажимам вторичной обмотки присоединяют вольтметр и цепь напряжения ваттметра. Мощность первичной цепи равна произведению показаний ваттметра Pw и номинальных коэффициентов трансформации измерительных трансформаторов Кt, Ki:
Измерение электрической мощности и энергии плавки

Измерение мощности в цепях трехфазного тока при неравномерной нагрузке осуществляется двумя одноэлементными ваттметрами или одним двухэлементным. Щитовые трехфазные ваттметры выпускают двухэлементными. Каждый элемент состоит из неподвижной катушки тока и подвижной катушки напряжения. Обе подвижные катушки крепят на одной осн. Суммарный вращающий момент, действующий на эту ось, пропорциональный мощности трехфазной цепи, вызывает поворот подвижной части на угол, пропорциональный этой мощности. Схема соединения двухэлементного ваттметра с измерительными трансформаторами для измерения мощности электропечного агрегата показана на рис. 25.б. Первичную мощность определяют по формуле (IV.4). Обычно трехфазный ваттметр градуируют с учетом коэффициентов трансформации измерительных трансформаторов.

Для измерения электрической энергии в цепях переменного тока применяют счетчики электрической энергии индукционной системы. В индукционных измерительных механизмах подвижная часть перемещается вследствие взаимодействия переменных магнитных потоков с токами, наведенными в диске подвижной части механизма.

Индукционный однофазный счетчик активной энергии состоит из последовательного и параллельного электромагнитов, алюминиевого диска, укрепленного на оси, тормозного магнита и счетного механизма. При работе счетчика по его последовательной обмотке проходит ток и в сердечнике электромагнита возникает магнитный поток. пропорциональный силе тока. Напряжение вызывает в обмотке параллельного электромагнита ток, и в сердечнике возникает магнитный поток, пропорциональный напряжению. Потоки, пронизывая диск, индуктируют в нем вихревые токи. Вращающий момент, возникающий в результате взаимодействия вихревых токов с магнитными потоками, пропорционален произведению действующих значений силы тока, напряжения и cos ф, т. е. активной мощности.

При движении диска счетчика возникает тормозной момент, создаваемый взаимодействием потока тормозного магнита с вихревыми токами, индуктированными в диске тем же потоком. Тормозной момент пропорционален скорости вращения диска.

Когда тормозной момент становится равным вращающемуся. устанавливается некоторая постоянная скорость вращения, соответствующая данной величине вращающего момента. Скорость вращения диска пропорциональна мощности, а число оборотов диска счетчика за определенное время пропорционально израсходованной энергии. Расход электрической энергии регистрируется счетным механизмом, представляющем собой счетчик оборотов.

Электрическую энергию в цепях трехфазного тока измеряют трехфазным двухэлементным счетчиком активной энергии, схема включения которого та же. что и двухэлементного ваттметра (рис. 25.б). Две электромагнитные системы счетчика воздействуют на два алюминиевых диска, укрепленных на одной оси.

Реактивную энергию измеряют трехфазным счетчиком реактивной энергии, по конструкции аналогичным счетчику активной энергии, но отличающимся от последнего числом обмоток и схемой включения.

В институте "НИИАвтоматика" создан преобразователь электрических параметров ПЭП, предназначенный для одновременной регистрации на одной диаграммной ленте силы тока, напряжения, активной мощности и проводимости по электродам руднотермической печи. Преобразователь НЭП использовали во время рассмотренных выше исследований процесса рудной электроплавки.

Преобразователь состоит из 3 независимых идентичных каналов. Сигналы от измерительных трансформаторов тока и напряжения, установленных в цепи питания электродов электропечи, поступают на входные преобразователи тока и напряжения. Эти преобразователи выдают сигналы, пропорциональные силе тока и напряжению в виде напряжений постоянного тока на регистрирующий потенциометр и напряжений переменного тока на блоки делении и умножения. Блок деления выдаст сигнал на регистрирующий потенциометр в виде напряжения постоянного тока, пропорционального проводимости. Блок умножения выдает сигнал на регистрирующий потенциометр в виде напряжения постоянного тока, пропорционального активной мощности.

Погрешность измерения по каналам напряжения и тока составляет ±1.5%. но каналам мощности и проводимости ±3.0%. Преобразователь работает в комплекте со стандартным многоточечным потенциометром градуировки 100 мв.

Описанные выше приборы не исчерпывают всего разнообразия электроизмерительных приборов, применяемых при эксплуатации и исследованиях электропечных агрегатов.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: