విద్యుత్ శక్తి యొక్క కొలత

ఒక విద్యుత్ ఉత్పత్తి, దాని ప్రయోజనానికి అనుగుణంగా, ఉపయోగకరమైన పనిని నిర్వహించడానికి వినియోగించే క్రియాశీల శక్తిని వినియోగిస్తుంది (ఉత్పత్తి చేస్తుంది). స్థిరమైన వోల్టేజ్, కరెంట్ మరియు పవర్ ఫ్యాక్టర్ వద్ద, వినియోగించే శక్తి మొత్తం (ఉత్పత్తి) Wp = UItcosφ = Pt నిష్పత్తి ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

ఇక్కడ P = UIcosφ — ఉత్పత్తి యొక్క క్రియాశీల శక్తి; t అనేది ఉద్యోగం యొక్క వ్యవధి.

శక్తి యొక్క SI యూనిట్ జూల్ (J). ఆచరణలో, వాట్ NS గంట (tu NS h) కోసం ఇప్పటికీ ఒక నాన్-సిస్టమాటిక్ కొలత యూనిట్ ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ యూనిట్ల మధ్య సంబంధం క్రింది విధంగా ఉంది: 1 Wh = 3.6 kJ లేదా 1 W s = 1 J.

అడపాదడపా కరెంట్ సర్క్యూట్‌లలో, వినియోగించే లేదా ఉత్పత్తి చేయబడిన శక్తి మొత్తం ఇండక్షన్ లేదా ఎలక్ట్రానిక్‌గా ఎలక్ట్రోమీటర్ల ద్వారా కొలుస్తారు.

నిర్మాణాత్మకంగా, ఇండక్షన్ కౌంటర్ అనేది మైక్రోఎలెక్ట్రిక్ మోటార్, రోటర్ యొక్క ప్రతి విప్లవం కొంత మొత్తంలో విద్యుత్ శక్తికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. కౌంటర్ రీడింగ్‌లు మరియు ఇంజిన్ ద్వారా చేసిన విప్లవాల సంఖ్య మధ్య నిష్పత్తి గేర్ నిష్పత్తి అని పిలువబడుతుంది మరియు డాష్‌బోర్డ్‌లో సూచించబడుతుంది: 1 kW NS h = డిస్క్ యొక్క N విప్లవాలు.గేర్ నిష్పత్తి కౌంటర్ స్థిరాంకం C = 1 / N, kW NS h / revని నిర్ణయిస్తుంది; ° С=1000-3600 / N W NS s / rev.

SIలో, కౌంటర్ స్థిరాంకం జూల్స్‌లో వ్యక్తీకరించబడుతుంది, ఎందుకంటే విప్లవాల సంఖ్య పరిమాణం లేని పరిమాణం. యాక్టివ్ ఎనర్జీ మీటర్లు సింగిల్-ఫేజ్ మరియు మూడు- మరియు నాలుగు-వైర్ త్రీ-ఫేజ్ నెట్‌వర్క్‌ల కోసం ఉత్పత్తి చేయబడతాయి.

అన్నం. 1... సింగిల్-ఫేజ్ నెట్‌వర్క్‌కు కొలిచే పరికరాలను కనెక్ట్ చేసే పథకం: a — డైరెక్ట్, b — కొలిచే ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ల శ్రేణి

సింగిల్-ఫేజ్ మీటర్ (Fig. 1, a) ఎలక్ట్రిక్ ఎనర్జీకి రెండు వైండింగ్‌లు ఉన్నాయి: కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ మరియు సింగిల్-ఫేజ్ వాట్‌మీటర్ల స్విచ్చింగ్ స్కీమ్‌లకు సమానమైన పథకాల ప్రకారం నెట్‌వర్క్‌కు కనెక్ట్ చేయవచ్చు. మీటర్‌ను ఆన్ చేసేటప్పుడు లోపాలను తొలగించడానికి మరియు అందువల్ల శక్తి కొలతలో లోపాలను తొలగించడానికి, దాని అవుట్‌పుట్‌లను కవర్ చేసే కవర్‌పై సూచించిన మీటర్ యొక్క స్విచ్చింగ్ సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగించడానికి అన్ని సందర్భాల్లో సిఫార్సు చేయబడింది.

మీటర్ యొక్క కాయిల్స్‌లో ఒకదానిలో ప్రస్తుత దిశ మారినప్పుడు, డిస్క్ ఇతర దిశలో తిప్పడం ప్రారంభిస్తుందని గమనించాలి. అందువల్ల, పరికరం యొక్క ప్రస్తుత కాయిల్ మరియు వోల్టేజ్ కాయిల్ తప్పనిసరిగా ఆన్ చేయబడాలి, తద్వారా రిసీవర్ శక్తిని వినియోగించినప్పుడు, కౌంటర్ బాణం సూచించిన దిశలో తిరుగుతుంది.

G అక్షరంతో సూచించబడే కరెంట్ అవుట్‌పుట్ ఎల్లప్పుడూ సరఫరా వైపుకు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది మరియు కరెంట్ సర్క్యూట్ యొక్క రెండవ అవుట్‌పుట్ I అక్షరంతో సూచించబడుతుంది. అదనంగా, వోల్టేజ్ కాయిల్ యొక్క అవుట్‌పుట్, అవుట్‌పుట్ Gతో ఏకధ్రువంగా ఉంటుంది. ప్రస్తుత కాయిల్, విద్యుత్ సరఫరాలో వైపుకు కూడా అనుసంధానించబడి ఉంది.

మీరు కొలిచే ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ద్వారా కొలిచే పరికరాలను ఆన్ చేసినప్పుడు, కరెంట్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు ఏకకాలంలో ప్రస్తుత ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు మరియు వోల్టేజ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ల వైండింగ్‌ల ధ్రువణతను పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి (Fig. 1, b).

ఏదైనా ప్రస్తుత ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లు మరియు వోల్టేజ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లతో ఉపయోగం కోసం మీటర్లు తయారు చేయబడతాయి - యూనివర్సల్, దీని చిహ్నం హోదాలో U అక్షరం జోడించబడింది మరియు వాటి నేమ్‌ప్లేట్‌పై రేట్ చేయబడిన పరివర్తన నిష్పత్తులు సూచించబడిన ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లతో ఉపయోగం కోసం.

ఉదాహరణ 1. అప్ = 100 V మరియు I = 5 A పారామితులు కలిగిన యూనివర్సల్ మీటర్ 400 A యొక్క ప్రాధమిక కరెంట్ మరియు 5 A యొక్క సెకండరీ కరెంట్ మరియు 3000 V మరియు a యొక్క ప్రాధమిక వోల్టేజ్ కలిగిన వోల్టేజ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌తో ప్రస్తుత ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌తో ఉపయోగించబడుతుంది. ద్వితీయ వోల్టేజ్ 100 V.

వినియోగించే శక్తి మొత్తాన్ని కనుగొనడానికి మీటర్ రీడింగ్‌ను గుణించాల్సిన సర్క్యూట్ స్థిరాంకాన్ని నిర్ణయించండి.

వోల్టేజ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మేషన్ రేషియో ద్వారా ప్రస్తుత ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మేషన్ రేషియో యొక్క ఉత్పత్తిగా సర్క్యూట్ స్థిరాంకం కనుగొనబడింది: D = kti NS ktu= (400 NS 3000)/(5 NS 100) =2400.

వాట్మీటర్ల వలె, కొలిచే పరికరాలను వేర్వేరు కొలిచే కన్వర్టర్లతో ఉపయోగించవచ్చు, అయితే ఈ సందర్భంలో రీడింగులను తిరిగి లెక్కించడం అవసరం.

ఉదాహరణ 2. పరివర్తన నిష్పత్తి kti1 = 400/5తో ప్రస్తుత ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌తో మరియు పరివర్తన నిష్పత్తి ktu1 = 6000/100తో వోల్టేజ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌తో ఉపయోగం కోసం రూపొందించిన కొలిచే పరికరం అటువంటి పరివర్తన నిష్పత్తులతో ఇతర ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లతో శక్తి కొలత పథకంలో ఉపయోగించబడుతుంది: kti2 = 100/ 5 మరియు ktu2 = 35000/100.కౌంటర్ రీడింగులను గుణించాల్సిన సర్క్యూట్ స్థిరాంకాన్ని నిర్ణయించండి.

సర్క్యూట్ స్థిరాంకం D = (kti2 NS ktu2) / (kti1 NS ktu1) = (100 NS 35,000) /(400 NS 6000) = 35/24 = 1.4583.

మూడు-వైర్ నెట్వర్క్లలో శక్తిని కొలిచేందుకు రూపొందించిన మూడు-దశల మీటర్లు నిర్మాణాత్మకంగా రెండు కలిపి ఒకే-దశ మీటర్లు (Fig. 2, a, b). వాటికి రెండు కరెంట్ కాయిల్స్ మరియు రెండు వోల్టేజ్ కాయిల్స్ ఉన్నాయి. సాధారణంగా, ఇటువంటి కౌంటర్లు రెండు-మూలకం అంటారు.

పరికరం యొక్క వైండింగ్ల ధ్రువణత మరియు సింగిల్-ఫేజ్ మీటర్ల స్విచ్చింగ్ సర్క్యూట్లలో దానితో ఉపయోగించిన కొలిచే ట్రాన్స్ఫార్మర్ల యొక్క వైండింగ్లను గమనించవలసిన అవసరం గురించి పైన చెప్పిన ప్రతిదీ స్విచ్చింగ్ పథకాలు, మూడు-దశల మీటర్లకు పూర్తిగా వర్తిస్తుంది.

మూడు-దశల మీటర్లలో ఒకదానికొకటి మూలకాలను వేరు చేయడానికి, అవుట్‌పుట్‌లు అదనంగా అవుట్‌పుట్‌లకు కనెక్ట్ చేయబడిన సరఫరా నెట్‌వర్క్ యొక్క దశల క్రమాన్ని సూచించే సంఖ్యలతో అదనంగా నియమించబడతాయి. అందువలన, 1, 2, 3 సంఖ్యలతో గుర్తించబడిన ముగింపులకు, దశ L1 (A), టెర్మినల్స్ 4, 5 - దశ L2 (B) మరియు టెర్మినల్స్ 7, 8, 9 - దశ L3 (C)కి కనెక్ట్ చేయండి.

ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లలో చేర్చబడిన మీటర్ రీడింగుల నిర్వచనం ఉదాహరణలు 1 మరియు 2లో చర్చించబడింది మరియు మూడు-దశల మీటర్లకు పూర్తిగా వర్తిస్తుంది. గుణకం వలె పరివర్తన గుణకం ముందు కొలిచే పరికరం యొక్క ప్యానెల్‌పై ఉన్న సంఖ్య 3, మూడు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లను ఉపయోగించాల్సిన అవసరం గురించి మాత్రమే మాట్లాడుతుంది మరియు అందువల్ల స్థిరమైన సర్క్యూట్‌ను నిర్ణయించేటప్పుడు పరిగణనలోకి తీసుకోబడదని గమనించండి.

ఉదాహరణ 3... కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లు, 3 NS 800 A / 5 మరియు 3 x 15000 V / 100 (రికార్డ్ రూపం నియంత్రణ ప్యానెల్‌లో రికార్డును సరిగ్గా పునరావృతం చేస్తుంది)తో ఉపయోగించే యూనివర్సల్ త్రీ-ఫేజ్ మీటర్ కోసం సర్క్యూట్ స్థిరాంకాన్ని నిర్ణయించండి.

సర్క్యూట్ స్థిరాంకాన్ని నిర్ణయించండి: D = kti NS ktu = (800 x 1500)/(5-100) =24000

అన్నం. 2. త్రీ-ఫేజ్ మీటర్లను త్రీ-వైర్ నెట్‌వర్క్‌కు కనెక్ట్ చేసే పథకాలు: a-డైరెక్ట్‌గా యాక్టివ్ (పరికరం P11) మరియు రియాక్టివ్ (పరికరం P12) శక్తిని కొలిచేందుకు, b — క్రియాశీల శక్తిని కొలిచే ప్రస్తుత ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ల ద్వారా

మారుతున్నప్పుడు తెలిసింది శక్తి కారకం విభిన్న ప్రవాహాల వద్ద నేను క్రియాశీల శక్తితో UIcos యొక్క అదే విలువను పొందగలను, అందువలన, ప్రస్తుత Ia = Icosφ యొక్క క్రియాశీల భాగం.

పవర్ ఫ్యాక్టర్‌ను పెంచడం వలన ఇచ్చిన యాక్టివ్ పవర్ కోసం కరెంట్ I తగ్గుతుంది మరియు అందువల్ల ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్లు మరియు ఇతర పరికరాల వినియోగాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది. స్థిరమైన క్రియాశీల శక్తి వద్ద శక్తి కారకంలో తగ్గుదలతో, ఉత్పత్తి ద్వారా నేను వినియోగించే కరెంట్‌ను పెంచడం అవసరం, ఇది ట్రాన్స్మిషన్ లైన్ మరియు ఇతర పరికరాలలో నష్టాల పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది.

అందువల్ల, తక్కువ శక్తి కారకం కలిగిన ఉత్పత్తులు మూలం నుండి అదనపు శక్తిని వినియోగిస్తాయి. పెరిగిన ప్రస్తుత విలువకు అనుగుణంగా నష్టాలను కవర్ చేయడానికి ΔWp అవసరం. ఈ అదనపు శక్తి ఉత్పత్తి యొక్క రియాక్టివ్ పవర్‌కు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది మరియు కరెంట్, వోల్టేజ్ మరియు పవర్ ఫ్యాక్టర్ యొక్క విలువలు కాలక్రమేణా స్థిరంగా ఉంటే, దీనిని ΔWp = kWq = kUIsinφ నిష్పత్తి ద్వారా కనుగొనవచ్చు, ఇక్కడ Wq = UIsinφ — రియాక్టివ్ పవర్ (సాంప్రదాయ భావన).

వోల్టేజ్, కరెంట్ మరియు పవర్ ఫ్యాక్టర్ కాలక్రమేణా మారినప్పుడు కూడా విద్యుత్ ఉత్పత్తి యొక్క రియాక్టివ్ శక్తి మరియు స్టేషన్ యొక్క అదనపు ఉత్పత్తి శక్తి మధ్య అనుపాతం నిర్వహించబడుతుంది. ఆచరణలో, రియాక్టివ్ ఎనర్జీని సిస్టమ్ వెలుపల ఉన్న యూనిట్ (var NS h మరియు దాని ఉత్పన్నాలు - kvar NS h, Mvar NS h, మొదలైనవి) ప్రత్యేక కౌంటర్లను ఉపయోగించి నిర్మాణాత్మకంగా పూర్తిగా క్రియాశీల శక్తి మీటర్లతో సమానంగా ఉంటాయి మరియు మారడంపై మాత్రమే తేడా ఉంటుంది. వైండింగ్ల సర్క్యూట్లు (Fig. 2, a, పరికరం P12 చూడండి).

మీటర్ల ద్వారా కొలవబడిన రియాక్టివ్ శక్తిని నిర్ణయించడంలో పాల్గొన్న అన్ని గణనలు క్రియాశీల శక్తి మీటర్ల కోసం పైన పేర్కొన్న గణనలను పోలి ఉంటాయి.

వోల్టేజ్ వైండింగ్‌లో వినియోగించే శక్తి (Fig. 1, 2 చూడండి) మీటర్ ద్వారా పరిగణనలోకి తీసుకోబడదని మరియు అన్ని ఖర్చులు విద్యుత్ ఉత్పత్తిదారుచే భరించబడతాయని మరియు పరికరం యొక్క ప్రస్తుత సర్క్యూట్ ద్వారా వినియోగించబడే శక్తిని గమనించాలి. మీటర్ నుండి పరిగణనలోకి తీసుకోబడుతుంది, అనగా ఈ సందర్భంలో ఖర్చులు వినియోగదారునికి ఆపాదించబడతాయి.

శక్తితో పాటు, పవర్ మీటర్లను ఉపయోగించి కొన్ని ఇతర లోడ్ లక్షణాలను నిర్ణయించవచ్చు. ఉదాహరణకు, రియాక్టివ్ మరియు యాక్టివ్ ఎనర్జీ మీటర్ల రీడింగుల ప్రకారం, మీరు వెయిటెడ్ సగటు tgφ లోడ్ విలువను నిర్ణయించవచ్చు: tgφ = Wq / Wp, Gwe vs — ఇచ్చిన కోసం క్రియాశీల శక్తి మీటర్ పరిగణనలోకి తీసుకున్న శక్తి మొత్తం సమయ వ్యవధి, Wq — అదే , కానీ అదే కాలానికి రియాక్టివ్ ఎనర్జీ మీటర్ ద్వారా పరిగణనలోకి తీసుకోబడుతుంది. Tgφని తెలుసుకోవడం, త్రికోణమితి పట్టికల నుండి cosφని కనుగొనడం.

రెండు కౌంటర్లు ఒకే గేర్ నిష్పత్తి మరియు సర్క్యూట్ స్థిరాంకం D కలిగి ఉంటే, మీరు ఇచ్చిన క్షణం కోసం tgφ లోడ్‌ను కనుగొనవచ్చు.ఈ ప్రయోజనం కోసం, అదే సమయంలో విరామం t = (30 - 60) s, రియాక్టివ్ ఎనర్జీ మీటర్ యొక్క విప్లవాల సంఖ్య nq మరియు క్రియాశీల శక్తి మీటర్ యొక్క విప్లవాల సంఖ్య np ఏకకాలంలో చదవబడతాయి. అప్పుడు tgφ = nq / np.

తగినంత స్థిరమైన లోడ్తో, క్రియాశీల శక్తి మీటర్ యొక్క రీడింగుల నుండి దాని క్రియాశీల శక్తిని గుర్తించడం సాధ్యపడుతుంది.

ఉదాహరణ 4... 1 kW x h = 2500 rpm యొక్క గేర్ నిష్పత్తితో క్రియాశీల శక్తి మీటర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క ద్వితీయ వైండింగ్‌లో చేర్చబడింది. మీటర్ వైండింగ్‌లు kti = 100/5 మరియు వోల్టేజ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు ktu = 400/100తో ప్రస్తుత ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ల ద్వారా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. 50 సెకన్లలో డిస్క్ 15 విప్లవాలు చేసింది. క్రియాశీల శక్తిని నిర్ణయించండి.

స్థిర సర్క్యూట్ D = (400 NS 100)/(5 x 100) =80. గేర్ నిష్పత్తిని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, కౌంటర్ స్థిరాంకం C = 3600 / N = 3600/2500 = 1.44 kW NS s / rev. స్థిరమైన పథకం C '= CD = 1.44 NS 80= 115.2 kW NS s / rev పరిగణనలోకి తీసుకుంటే.

అందువలన, డిస్కుల యొక్క n మలుపులు Wp = C'n = 115.2 [15 = 1728 kW NS తో విద్యుత్ వినియోగానికి అనుగుణంగా ఉంటాయి. అందువల్ల, లోడ్ శక్తి P= Wp / t = 17.28 / 50 = 34.56 kW.