Как выбрать фазометр — обзор, назначение, принцип действия, область применения + инструкция по применению с фото

При выборе любого измерительного прибора основными критериями являются: точность измерений, помехоустойчивость, функциональность, удобство эксплуатации и цена.

Прежде чем рассматривать преимущества и недостатки видов фазометров необходимо пояснить, для регистрации каких параметров переменного напряжения они предназначены, и что это за параметры.

Что такое фаза и сдвиг фаз

По названию прибора можно догадаться, что измеряется фаза. На самом деле – сдвиг фаз. В электроэнергетике этим словом обозначаются сразу два разных понятия – физический проводник, на котором имеется потенциал (напряжение), и состояние уровня этого потенциала или силы тока в конкретный момент времени.

Из школьной программы все помнят график изменения переменного напряжения и тока в виде синусоид. В идеальном случае они полностью совпадают. Но на практике это не всегда выполняется.

При подключении в сеть оборудования, которое имеет высокую индуктивность (электродвигателей или трансформаторов большой мощности) происходит отставание скорости нарастания тока от напряжения. Это и называется сдвигом фаз.

Реактивная мощность и косинус фи

Объясняется это явление тем, что индуктивность препятствует увеличению силы тока, а убывание – наоборот замедляет, и при нулевом значении напряжения отдает его обратно в сеть.

В этот момент ток возвращается к питающему трансформатору и частично расходуется на нагрев проводов. Эти непроизводительные потери называются реактивной мощностью, которая создает дополнительную нагрузку на сеть и снижает реальную мощность подключенного оборудования.

Если посмотреть на график такого процесса, то можно увидеть, что угол между синусоидой тока и напряжения изменяется пропорционально отставанию.

Численное значение косинуса этого угла (от -1 до +1) соответствует отношению реактивной мощности к полной, и называется коэффициентом мощности или косинусом фи. Он показывает, какая часть поступающего тока используется по назначению.

Основная задача фазометра и заключается в измерении этого параметра. В трехфазной сети можно определить относительный сдвиг фаз при неравномерной нагрузке.

Виды фазометров и их отличия

Существует два типа таких приборов – электродинамические (аналоговые) и цифровые, в исполнении для однофазной или трехфазной сети. У всех есть свои достоинства и недостатки.

Первые имеют относительно простую конструкцию, удобную и наглядную стрелочную шкалу, и приемлемую стоимость. На фото такого фазометра видно, что отклонение стрелки вправо показывает значение косинуса фи при индуктивной нагрузке, а отклонение влево – преобладание емкостной.

Но они не отличаются высокой точностью. Погрешность измерений составляет 1-3%. Требуется предварительный прогрев от 15 минут до одного часа. К тому же на работу влияют помехи и изменения частоты.

Тем не менее, благодаря отработанной технологии производства и неприхотливости к условиям эксплуатации, такие устройства получили широкое распространение и используются на многих стационарных пунктах контроля параметров электросетей.

Устройство цифровых фазометров сложнее, но они значительно точнее и более устойчивы к помехам. Благодаря отсутствию механических движущихся деталей – более надежны.

При изготовлении используются несколько схемных решений на разной элементной базе: от самых простых измерителей до сложных микропроцессорных комплексов с возможностью подключения к компьютеру, и последующего хранения и обработки полученных результатов.

Основные принципы работы таких фазометров – это компенсационный метод и различные способы дискретных преобразований фазы или частоты.

Но главное общее отличие – это малая погрешность (0,06-0,1%), широкий диапазон измеряемых величин и универсальность. Часто прибор выполняет функции амперметра и вольтметра.

Кроме того выпускается множество вариантов исполнения – от малогабаритных мобильных до стационарных универсальных комплексов.

Подключение

Как правило, в инструкции по использованию фазометра подробно описывается способ подключения. При ее отсутствии не очень сложно сделать это самостоятельно.

Требуется подключить клеммы прибора с соответствующими обозначениями и соединителями к цепям напряжения и тока (в разрыв фазного провода).

В крайнем случае, всегда можно воспользоваться интернетом и найти необходимое описание.

Критерии выбора

Для начала нужно определиться – для чего необходим прибор, где и как будет использоваться. Будет ли это только фиксация наличия и величины реактивной мощности в стационарных условиях и в стандартной электросети, или требуются точные измерения в широком диапазоне для расчетов параметров устройств и проектирования систем электроснабжения.

В первом случае хорошим решением будет недорогой аналоговый фазометр. Для второго – больше подойдет один из цифровых вариантов исполнения.

В зависимости от финансовых возможностей, это может быть небольшое многофункциональное устройство с необходимым классом точности или микропроцессорный комплекс, с программным обеспечением и набором сервисных приложений.

Если требуется производить замеры в разных местах, то на рынке есть несколько малогабаритных дискретных мобильных устройств.

Для квалифицированного специалиста энергетика подобрать соответствующее устройство не составит труда.

Для менее сведущих, просто потребуется учесть вышеперечисленные критерии, оценить соотношение цена-качество, известность бренда производителя и надежность поставщика оборудования.

В любом случае, при выборе фазометра, следует руководствоваться целесообразностью и здравым смыслом, чтобы не переплачивать за лишние функции, не требующийся высокий класс точности или «красивые» опции.

Фото фазометров