​

 اهداف مبحث دستگاه هاي اندازه گيري الكتريكي :

          كليات انتخاب دستگاه هاي اندازه گيري

فركانس متر

وارمتر

كسينوس في متر

ترانس هاي اندازه گيري

ميگر

پاورمتر

تايمر

ولتاژ هاي استاندارد ايران

در شبكه فشار ضعيف ولت متر نصب شده بر روي تابلو داراي درجه بندي از صفر الي ۵۰۰ ولت مي باشد. در تابلوهاي كنترل شبكه با ولتاژ بالا درجه بندي ولت متر بر اساس ولتاژ شبكه صورت مي گيرد. در اين نوع ولت مترها ميزان نسبت تبديل P.T يا C.T لحاظ شده و ولتاژ اوليه و ثانويه روي ولت متر درج مي گردد. آمپرمتر مطابق با شدت جريان عبوري از مدار با حدوداً ۲۰ درصد اضافه جريان انتخاب مي شود تا شدت جريان ۶۰ آمپر در شبكه فشار ضعيف آمپرمتر مستقيماً در مسير جريان مصرف قرار گرفته و جريان بيش از اين مقدار از طريق C.T سنجيده شده و به آمپرمتر داده مي شود.

درجه بندي اين نوع آمپرمترها بايد بر اساس شدت جريان اوليه مدار انجام شده و نسبت تبديل ترانسفورماتور جريان در مشخصات آمپرمتر درج شده باشد. دستگاه هاي اندازه گيري تابلويي معمولاً با كلاس دقت ۱٫۵  ساخته مي شوند.

• كليات انتخاب دستگاه هاي اندازه گيري

1. كلاس دقت دستگاه: ۱٫۵ و در صورت لزوم ۱
2. ولتاژ تست دستگاه: (مثال براي كار در ولتاژ ۴۰ الي ۶۰۰ ولت، ولتاژ تست ۲۰۰۰ ولت)
3. كميت مورد سنجش
4. وضعيت نصب دستگاه
5. ابعاد دستگاه (۷۲×۷۲، ۹۶×۹۶، ۱۴۴×۱۴۴) ميلي متر در ميلي متر
6. نصب مستقيم به مدار يا با استفاده از C.T و P.T

• فركانس متر

يكي از دستگاه هاي اندازه گيري الكتريكي فركانس متر است. از نسبت سنج هاي الكتروديناميكي، اندكسيوني و آهني با اضافه كردن بعضي اجزاي الكتريكي مانند سلف، خازن و مقاومت الكتريكي مي توان به عنوان فركانس متر استفاده كرد. فركانس مترها عموماً عقربه اي بوده و مي توانند فركانس را در محدوده وسيعي اندازه گيري كنند.

براي اندازه گيري فركانس در نيروگاه ها و تابلوهاي توزيع انرژي الكتريكي كارخانجات به خاطر مشخص بودن حدود فركانس از دستگاه هاي ارتعاشي استفاده مي شود. حدود اندازه گيري اين دستگاه ها بسيار كم است. ولي به علت ساختمان ساده، ارزاني قيمت و استحكام زياد در سطح وسيعي مورد استفاده قرار مي گيرند.

​

فركانس متر ارتعاشي از يك سري تيغه هاي فلزي كه كنار هم در داخل يك بوبين قرار گرفته اند تشكيل شده است. هركدام از اين تيغه ها داراي فركانس ارتعاشي خاصي هستند. وقتي بوبين به جريان متناوبي وصل شود در داخل آن ميدان مغناطيسي متناوبي ايجاد مي شود. در اثر تأثير ميدان مغناطيسي، تيغه اي كه داراي فركانس ارتعاشي دو برابر فركانس جريان متناوب است با تغييرات ميدان ايجاد رزنانس مي كند و به ارتعاش در مي آيد و بدين ترتيب فركانس جرياني را كه از بوبين مي گذرد نشان مي دهد.

در زير قسمت خميدگي سر تيغه ها مقداري لحيم قرار دارد كه با كم و زياد كردن وزن آن فركانس ارتعاشات تيغه را دقيقاً تنظيم مي كنند. فركانس متر مشابه ولت متر به صورت موازي در مدار قرار مي گيرد و در سه نوع ارتعاشي، عقربه اي و ديجيتالي ساخته مي شود كه استفاده از نوع ارتعاشي آن معمول تر است. فركانس متر تك فاز با ولتاژ ۲۲۰ ولت و فركانس متر سه فاز با ولتاژ ۳۸۰ ولت كار مي كند.

• وارمتر

يكي ديگر از دستگاه هاي اندازه گيري الكتريكي وارمتر است. ,وارمتر دستگاهي است كه توان راكتيو (غير مفيد) مدار را اندازه گيري مي كند. اتصالات وارمتر مشابه اتصالات وات متر است.

• كسينوس في متر

كسينوس في يا ضريب قدرت (PF)، توسط كسينوس في متر سنجيده مي شود. داراي دو سيم پيچ متحرك و يك سيم پيچ ثابت است و در مدارهاي تك فاز و سه فاز به كار مي رود. كسينوس في مترهاي معمولي كه براي نصب روي تابلو استفاده مي شوند اغلب براي ولتاژهاي ۱۱۰، ۲۲۰، ۳۸۰ و ۵۰۰ ولت و جريان ۱ و ۵ آمپر ساخته مي شوند. براي ولتاژها و جريان هاي بيش تر از مقدار نامي ذكر شده بايد از مبدل ولتاژ و مبدل جريان استفاده شود.

​

اگر بار فقط سلفي (اندوكتيو) و يا خازني (كاپاسيتيو) باشد از كسينوس في متر با صفحه ي مدرج يك طرفه و در صورتي كه به هر دو صورت سلفي يا خازني باشد از صفحه ي مدرج دو طرفه و يا دوار (۳۶۰ درجه) استفاده مي شود. علامت اندوكتيو (ind) و كاپاسيتيو (cap) روي صفحه مدرج درج مي شود. عقربه اگر به طرف  indحركت كند مصرف كننده، اندوكتيو است و مقدار اندازه گيري شده، ضريب قدرت مدار اندوكتيو يا سلفي را نشان مي دهد. در صورتي كه عقربه به طرف cap حركت كند، مصرف كننده، كاپاسيتيو خازني است و مقدار اندازه گيري شده، ضريب قدرت مدار كاپاسيتيو را نشان مي دهد.

• ترانس هاي اندازه گيري

از آن جا كه جريان و ولتاژ خطوط زياد مي باشد و نمي توان مستقيماً آن را اندازه گرفت با استفاده از اين دستگاه ها از جريان نمونه برداري مي كنند. اين دستگاه ها به صورت سري CTها و به صورت موازي CVT، PTها در مدار قرار مي گيرند. هم چنين براي ايزوله شدن شبكه هاي فشار قوي از سيستم هاي اندازه گيري و حفاظت از اين وسيله استفاده مي شود.

​

عايق بندي تجهيزات متصل شده به ثانويه اين ترانس ها از قسمت اوليه شبكه و هم چنين امكان استاندارد كردن تجهيزات اندازه گيري و حفاظتي براي مقادير مشخص جريان يا ولتاژ از ديگر ويژگي هاي مهم با اهميت آن ها مي باشد. در هر ترانسفورماتور ولتاژ جريان، مقدار كميت اندازه گيري شده ولتاژ و يا جريان، بايد با يك نسبت مشخص كاهش يافته و دقت مقادير اندازه گيري شده در ثانويه از محدود مجاز تجاوز نكند.

اين بدان معني است كه اين نمونه گيرها بايد داراي راندمان بسيار بالا باشند. در شرايط گذاري سيستم قدرت تغييرات بزرگ لحظه اي در كميت هاي ورودي ممكن است به تغيير شكل موج سينوسي شبكه منجر شود. اثر اين خطا، ممكن است در عملكرد دستگاه هاي اندازه گيري ناچيز باشد، اما براي رله هاي حفاظتي مي تواند به عملكرد غلط رله ها منجر گردد. كه براي برطرف كردن اين موضوع نيز مهندسين طرح و ساخت اين شرايط را در نظر مي گيرند.

ساختمان ترانسفورماتورهاي اندازه گيري براي به كار گيري در جريان و ولتاژهاي نامي پائين چندان تفاوتي با يكديگر ندارد، ولي زماني كه جريان و ولتاژ اوليه داراي مقادير نامي بالا باشد، تفاوت در ساختمان ترانسفورماتورهاي جريان و ولتاژ اجتناب ناپذير مي گردد. ضمن اينكه نحوه اتصال اين ترانسفورماتورها به مدار از ديگر موارد تفاوت آنها است.

• ترانس جريان CT

سيم پيچ اوليه ترانس هاي جريان با مدار قدرت به طور سري قرار مي گيرند و سيم پيچ ثانويه آن ها، به تجهيزات اندازه گيري مناسبي مثل كنتورها، تجهيزات حفاظتي مثل رله ها و غيره متصل مي شوند. امپدانس با Zb متصل شده به سيم پيچ ثانويه، در مقايسه با امپدانس اوليه بسيار كوچك بوده و به عبارت ديگر، ثانويه CT حالت اتصال كوتاه دارد. عايق كردن مناسب مدارهاي اندازه گيري و حفاظتي از ولتاژ اوليه شبكه، و هم چنين حفظ وسايل در برابر اضافه بار، از ويژگي هاي مهم اين ترانسفورماتورها است.

​

                                                               ترانس اندازه گيري جريان اشنايدر

نكته: براي توسعه حدود اندازه گيري يك آمپرمتر، مي توان به دو سر بوبين آن يك مقاومت به صورت موازي وصل كرد. در اين حالت مقاومت داخلي آمپرمتر كم شده و مي تواند جريان بيشتري را از خود عبور بدهد.

سيم پيچ اوليه ترانسفورماتور جريان را با حروف بزرگ K و L و سيم پيچ ثانويه آن را با حروف كوچك k و l نمايش مي دهند و لازم است كه سيم پيچ اوليه طوري در مدار قرار گيرد كه ورودي آن به K وصل شود، به عبارت ديگر جريان فاز بايد به K وارد شود.

 توجه: ضريب تبديل CT ها به صورت يك عدد كسري روي آن نوشته مي شود. (مانند ۱۰۰ A/5 A يا ۱۰۰A/1 A) كه در واقع نشانگر نسبت جريان اوليه به جريان ثانويه است. جريان ثانويه اين ترانسفورماتورها اغلب ۵ آمپرمتر است.

• رله نشتي جريان

رله ارت فالت اشنايدر الكتريك يا رله حفاظتي جريان نشتي با استفاده از ترانس، جريان‌  نشتي به زمين را شناسايي و فرمان قطع مدار را صادر مي‌ نمايد و از اتصال به زمين قطعات جهت جلوگيري از بروز تلفات انساني و آتش سوزي حفاظت مي كند. ترانس رله نشتي جريان براي نمونه گيري جريان عبوري از كابل هاي اصلي استفاده مي شود.

​