Значительно чаще мощность в сетях переменного тока измеряют непосредственно с помощью ваттметра. Этот прибор имеет две катушки, одна из которых (токовая) включается последовательно нагрузке, другая (катушка напряжения) — параллельно.
Рис.1. Схемы включения ваттметров для измерения мощности трехфазного тока: а - при равномерной нагрузке; б - при соединении приемников энергии треугольником и равномерной нагрузке фаз; в - при неравномерной нагрузке фаз.
Для измерения мощности в сетях однофазного переменного тока применяют одноэлементные приборы ферродинамической системы типа Д307 и переносные типа Д568. Прибор имеет две катушки. Катушка напряжения, имеющая большое число витков, расположена внутри неподвижной катушки тока и укреплена на оси. На оси закреплена и указательная стрелка прибора. Взаимодействие токов последовательной и параллельной катушек создает вращающий момент, поворачивающий ось со стрелкой. Отклонения стрелки пропорциональны активной мощности приемника. Изменение направления тока (т. е. фазы) на 180° в одной из обмоток ваттметра вызывает отклонение стрелки в противоположную сторону. Поэтому зажимы катушек (токовой и напряжения), которые соединены вместе и присоединены к источнику, называют генераторами и обозначают звездочкой.
Для измерения мощности в цепях трехфазного тока с равномерной нагрузкой фаз пользуются одноэлементным ваттметром, включенным в одну из фаз по схеме, показанной на рис. 1,а,б. В этом случае показания прибора необходимо утроить.
Прибор нужно включать так, чтобы по последовательной обмотке протекал фазный ток, а параллельная обмотка была включена на фазное напряжение.
При режиме неравномерной нагрузки фаз мощность в трехпроводных системах можно измерить двумя ваттметрами, включенными как показано на рис. 1,в. В этом случае мощность, учитываемая каждым из ваттметров, равна:
Рис. 2. Схема включения ваттметра в сеть (380 В, 50 Гц) с измерительными трансформаторами тока и напряжения
Для измерения активной мощности в четырехпроводных цепях трехфазного тока пользуются тремя ваттметрами, каждый из которых измеряет активную мощность одной фазы. Активную мощность цепи определяют как сумму показаний всех ваттметров.
Наша промышленность выпускает трехфазные переносные ваттметры типов Д85, Д542, Д124 и т. д. и щитовые Д304, Д305, Д335, Д345, Д349, Д1503 и т. д. На судах отечественной постройки устанавливают ваттметры типов Д164 и Д174.
Последовательные обмотки этих ваттметров включают через трансформатор тока со вторичной обмоткой на 5 А и через промежуточный трансформатор тока 5/0,3 типа И1820. Параллельные обмотки на напряжение 127 и 220 В включают непосредственно, а на 380 В — через измерительный трансформатор напряжения 380/127 В; класс точности 2,5. Такие приборы позволяют измерять мощность до 4000 кВт.
Измерение энергии электрического тока
Для измерения энергии электрического тока применяют счетчики. В обозначениях счетчиков буквы и цифры означают: С — счетчик; А — активной энергии; Р — реактивной энергии; О — однофазный; 3 или 4 — для трех- или четырехпроводной сети; У — универсальный; И — индукционной измерительной системы; Т — тропическое исполнение; 670, 672 и т. д. — конструктивное исполнение.
Необходимо отметить только, что двух- и трехэлементные счетчики для измерений в трех- и четырехпроводных системах трехфазного тока имеют два диска.
Электрические счетчики постоянного тока (СА — ампер-часов, СВ — вольт-часов, СКВТ — киловатт-часов) электро- и ферродинамической систем выпускают для непосредственного включения или для включения со вспомогательными частями.
Счетчики электроэнергии на судах не устанавливают, а расходуемую энергию учитывают по среднесуточной загрузке судовой электростанции.
