Измерение электрической энергии

Электрическая энергия, расходуемая в однофазных и трехфазных цепях, измеряется индукционными счетчиками. В цепях постоянного тока применяются электродинамические, ферродинамические и другие счетчики.

Электрический счетчик представляет собой суммирующий прибор. Основное отличие его от стрелочного прибора состоит в том, что угол поворота его подвижной части, не ограничиваемый пружиной, нарастает, и показания счетчика суммируются. Каждому обороту подвижной части счетчика соответствует определенное количество израсходованной энергии.
Индукционный счетчик (рис. 8-24) состоит из алюминиевого диска, укрепленного на оси, двух электромагнитов (последовательного A и параллельного Б), тормозного магнита М и счетного механизма, приводимого в движение от шестеренки B.
При прохождении токов по обмоткам электромагнитов создаются два магнитных потока, пронизывающие диск и индуктирующие в нем вихревые токи I_А и I_Б.  Oт взаимодействия тока I_А с магнитным потоком Ф_Б и тока I_Б с потоком Ф_A создается вращающий момент М, пропорциональный мощности потребителя

под действием которого и происходит вращение диска счетчика.
При вращении диска в поле тормозного магнита в диске индуктируются вихревые токи
(рис. 8-24). В результате взаимодействия этих токов с полем того же магнита возникает тормозной момент, пропорциональный частоте вращения диска n, т. е.

При постоянной частоте вращения диска счетчика равны его вращающий и тормозной моменты:

откуда мощность потребителя

Таким образом, частота вращения диска счетчика пропорциональна мощности.
Если в сети израсходована энергия W = Pt, то за то же время диск счетчика совершит N оборотов:

следовательно число оборотов счетчика пропорционально израсходованной энергии.
Количество энергии, израсходованной в сети за время одного оборота диска счетчика

называется постоянной счетчика .
Энергия, расходуемая в сети, регистрируется счетным механизмом счетчика.
Для определения энергии, израсходованной за некоторый промежуток времени, нужно из показаний счетчика в конце указанного промежутка вычесть показания его в начале этого промежутка времени.
Счетчики активной энергии делятся на классы точности 1; 2 и 2,5, а реактивной энергии на классы 2 и 3 (ГОСТ 6570-60).
Измерение электрической энергии в трехфазных четырехпроводных цепях производится трехэлементным счетчиком. Он имеет три электромагнитные системы, такие же, как и у однофазного счетчика, которые воздействуют на три диска, укрепленные на одной оси с шестеренкой для приведения в действие счетного механизма. Схема включения счетчика та же, что и трехэлементного ваттметра (рис. 8-20).
Измерение энергии в трехфазных трехпроводных цепях производится двухэлементными двухдисковыми или однодисковыми счетчиками (рис. 8-25) или парными счетчиками (двумя однофазными).

Измерение реактивной энергии в трехфазных цепях производится реактивными счетчиками, например типа СР4-ИТР (рис. 8-26).
Этот счетчик — индукционный двухэлементный с двумя обмотками на каждом последовательном электромагните.
Эти обмотки возбуждают в сердечниках такие магнитные потоки, которые совместно с потоками параллельных электромагнитов создают вращающие моменты, пропорциональные реактивной мощности. Счетный механизм непосредственно регистрирует реактивную энергию.
Расширение пределов измерения тока и напряжения ваттметров и счетчиков производится с помощью измерительных трансформаторов .