Sähkötehon ja –energian mittaaminen
Transcription
Sähkötehon ja –energian mittaaminen
8.4.2015 Sähkötehon ja –energian mittaaminen Pekka Rantala K 2015 Mitataan jännitettä ja virtaa • Viisarinäyttöinen tehomittari, wattimittari, on kiertokäämimittari, jossa on omat kääminsä sekä jännitteelle että virralle • Taustalla on tehon kaava: P = U·I • Piirrosmerkki: – Pystysuunnassa on jännitekäämi – Vaakasuunnassa on virtakäämi virta jännite 1 8.4.2015 Kuorman kuluttama teho • Tehomittarilla mitataan aina johonkin kuormaan menevä (kuorman ottama) teho virta jännite kuorma Suora tehon mittaus • Jos tehomittarille menee juuri samat virta ja jännite kuin kuormallekin, kyseessä on suora mittaus virta jännite kuorma 2 8.4.2015 Sähköenergian yksiköt • Tehosta saadaan energia E, kun se kerrotaan ajalla: E = P·t • SI-järjestelmässä energian yksikkö on wattisekunti = Ws = joule = J • Sähkötekniikassa joulea ei kuitenkaan käytetä • Sähköenergian yksikkö on wattitunti = Wh ja varsinkin sen kerrannaiset – kilowattitunti = kWh = 1000 Wh – megawattitunti = MWh = 1000 kWh Sähköenergiamittari • Johdotuskuvissa energiamittari eli kWh-mittari esitetään samanlaisena kuin tehomittari. • Mittarissa on sisäisesti toteutettu myös ajan mittaus, jolloin mittari mittaakin energiaa. • Kaaviokuvissa energiamittari voidaan esittää myös kWh-mittarina. kWh 3 8.4.2015 Puolisuora tehon mittaus • Kun mitattava virta kasvaa tarpeeksi suureksi, esim. pienjännitteellä > 63 A, sitä ei viedä suoraan tehomittarin läpi. • Mittarille menevä virta pienennetään mittamuuntajalla yleensä välille 0…5 A. • Mittamuuntaja toimii mittausanturina, joka antaa tehomittarille sopivan suuruisen virran. Virtamuuntaja • Virran mittaamiseen käytettävä mittamuuntaja on nimeltään virtamuuntaja. • Virtamuuntajan muuntosuhde (Iensiö/Itoisio) voi olla esimerkiksi: – – – – – 100 A / 5 A (kerroin = 20) 150 A / 5 A (kerroin = 30) 200 A / 5 A (kerroin = 40) 250 A / 5 A (kerroin = 50) 400 A / 5 A (kerroin = 80) • Tehomittarin mittaama teho pitää kertoa virtamuuntajan muuntosuhteeseen perustuvalla kertoimella, jotta saadaan kuorman teho. 4 8.4.2015 Puolisuora mittauskytkentä (virta mitataan mittamuuntajan kautta) – Virtamuuntajan ensiovirta = Iensio = Iprimaari – Virtamuuntajan toisiovirta = Itoisio = Isekundaari Iensio Itoisio jännite kuorma Epäsuora tehon mittaus (virta ja jännite mitataan mittamuuntajien kautta) • Kun mitattava jännite on tarpeeksi suuri, esim. keskijännite 20 kV, sitä ei viedä suoraan tehomittarille. • Mittarille menevä jännite pienennetään mittamuuntajalla esim. välille 0…100 V. • Kun sekä virta että jännite pienennetään tehomittarille mittamuuntajien avulla, kyseessä on epäsuora mittaus. 5 8.4.2015 Mittamuuntajien piirrosmerkit Virtamuuntaja Iensio Jännitemuuntaja suurjännite Itoisio pienjännite 6