Задачи 16—20 посвящены вопросам измерения тока, на­пряжения и мощности в однофазных и трехфазных цепях пе­ременного тока с измерительными трансформаторами или без них.

Прежде чем приступить к решению этих задач, необходи­мо изучить по учебникам Бартновского или Попова главы «Измерительные трансформаторы» и «Измерение мощности».

В них указаны необходимые для решения задач формулы и схемы измерения.

Измерительные трансформаторы тока (ТН) и измерительные трансформаторы тока (ТТ) применяются для расширения пределов измерения приборов электромагнитной, электродинамической, индукционной систем, а также служат для изоляции цепей измерительных приборов от проводов высокого напряжения, что обеспечивает безопасность обслуживания высоковольтных установок. .Измерительные транс­форматоры тока (ТТ) предназначены для расширения пределов измерения по току амперметров, ваттметров, счетчиков. Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в цепь измеряемого тока. К зажимам вторичной обмотки подключают последовательно токовые обмотки из­мерительных приборов. На щитке трансформатора тока ука­зывается номинальный коэффициент трансформации в виде отношения номинальных токов (например,       ). Номинальный вторичный ток трансформатора тока равен, как правило, 5 А. Ток, измеренный амперметром, включенным через измерительный трансформатор, определяется, умножением коэф­фициента трансформации ТТ на показание прибора, если

Каждый измерительный трансформатор характеризуется номинальной мощностью SH(B×A), а для трансформатора тока обычно указывается и номинальная нагрузка Z_н(Ом), которую можно .присоединить к вторичной обмотке трансфор­матора. Чтобы погрешность при измерении с помощью транс­форматора тока не превышала допустимую, необходимо соб­людение следующего условия:

где Z_Н2 — номинальная нагрузка трансформатора тока;

SZ — сумма всех сопротивлении (включая сопротивления приборов, соединительных проводов и пере­ходных контактов), подключенных ко вторичной обмотке трансформатора.

При выборе измерительных трансформаторов тока необ­ходимо указывать напряжение, на которое рассчитана его изоляция; номинальный ток первичной обмотки I_Н1; класс точности g_д.

Класс точности измерительного трансформатора должен быть выше, чем класс точности присоединяемых к нему элек­троизмерительных приборов.

Измерительные трансформаторы напряжения (ТН) пред­назначены для расширения пределов измерения по напряже­нию вольтметров, ваттметров счетчиков, фазометров, частотомеров.

Первичная обмотка трансформатора напряжения включается в измеряемую цепь параллельно. Зажимы вторичной обмотки соединяются с вольтметром, параллельными обмот

ками измерительных приборов. На щитке ТН указывается номинальный коэффициент трансформации в виде отношения номинальных первичного и вторичного напряжений (например, ). Номинальное вторичное напряжение для изме­рительных трансформаторов напряжения принимается, как правило 100 В. Для трехфазных трансформаторов указыва­ется линейное напряжение. Напряжение, измеренное с по­мощью вольтметра, включенного через измерительный транс­форматор, определяется умножением коэффициента транс­формации ТН на показание прибора; если , то .

К трансформатору напряжения можно подключить такое количество приборов, при котором их суммарная мощность не превысит номинальной мощности трансформатора.

где SS_приб. – сумма мощностей, потребляемых электроиз­мерительными приборами;

S_Н – номинальная мощность трансформатора.

При выборе измерительных трансформаторов напряжения следует указать однофазный .или трехфазный трансформатор, номинальное напряжение первичной обмотки U_Н1, класс точ­ности g_д. Следует также учесть, что трехфазные трансфор­маторы напряжения выпускаются на номинальные напряже­ния не выше 15 кВ, поэтому при напряжении сети 35 кВ и выше должны использоваться однофазные трансформаторы, соединенные в трехфазные группы.

Мощность, измеренная с помощью ваттметра, включенно­го через измерительные трансформаторы, определяется ум­ножением показания прибора на коэффициенты трансформа­ции трансформаторов тока и напряжения, то есть:

При выборе электроизмерительных приборов следует учи­тывать нижеследующее.

Приборы подбираются по номинальному значению изме­ряемой величины, классу точности, классу изоляции. Для измерения должен подбираться прибор, поминальное значе­ние шкалы которого равно или немного больше номинального значения измеряемой величины.

Для технических измерений применяются амперметры и вольтметры классов точности 1,5 и 2,5.

В цепях переменного тока с напряжением до 500 В промышленной частоты при небольших и средних токах измерения проводятся приборами, включенными непосредственно в измеряемую цепь. При измерениях больших переменных токов, а также токов в цепях с напряжением выше 500 В ам­перметры включаются через измерительные трансформаторы тока. К трансформатору подключаются амперметры с номи­нальным током 5 А.

Измерение напряжения в цепях выше 500 В, как правило, производятся вольтметрами с номинальным напряжением 100 В, которые включаются через измерительные трансформаторы напряжения.

Для ваттметров, которые имеют последовательную и па­раллельную, обмотку, при выборе схемы включения следует учитывать все перечисленные выше указания.

Схема включения измерительных трансформаторов тока и напряжения в однофазную цепь и присоединения к ним электроизмерительных приборов приведена на рис. 109-б учебника Бартновского и на рис. 8—13 учебника Попова. Схема измерения в однофазной цепи с включением приборов только через трансформатор тока (для цепей с напряжением до 500 В) приведена на рис. 109а учебника Бартновского и на рис. 8—12 учебника Попова. Измерение мощности в трехпроводных трехфазных цепях переменного тока обычно выполняют двумя одноэлементны­ми ваттметрами или одним двухэлементным. Со схемами их включения и выводом расчетных формул следует ознако­миться по учебнику Бартновского § 64, 65 или Попова § 8—5 и 8—6. Возможные схемы включения ваттметров через изме­рительные трансформаторы приведены на рис. 110 учебника Бартновского и рис. 8—31 учебника Попова, кроме того, мо­гут использоваться трехфазные трансформаторы напряже­ния.

Если ваттметры при этом измеряют мощности  и , то активная мощность всей трехфазной цепи:

Реактивная мощность всей трехфазной цепи:

Технические данные некоторых типов измерительных при­боров и трансформаторов приведены в таблицах 2, 3, 4, 5, 6.

Таблица 2