Теорема Блонделя
Теорема Блонделя, названная в честь ее первооткрывателя, французского инженера-электрика Андре Блонделя , является результатом его попытки упростить как измерение электрической энергии , так и подтверждение таких измерений.
В результате получается простое правило, определяющее минимальное количество счетчиков ватт-часов, необходимое для измерения потребления энергии в любой системе электрических проводников .
Теорема утверждает, что мощность, передаваемая системе N проводников, равна алгебраической сумме мощности, измеренной N ваттметрами. N ваттметров подключаются отдельно, так что каждый из них измеряет уровень тока в одном из N проводников и уровень потенциала между этим проводником и общей точкой. В дальнейшем упрощении, если эта общая точка расположена на одном из проводников, счетчик этого проводника можно удалить, и потребуется только N-1 счетчик. Счетчик электрической энергии — это ваттметр , измерения которого интегрируются во времени, поэтому теорема применима ватт-часов . и к счетчикам [ 1 ] Блондель написал доклад о своих результатах, который был представлен на Международном электрическом конгрессе, проходившем в Чикаго в 1893 году. Хотя он не присутствовал на Конгрессе, его статья включена в опубликованные труды. [ 2 ]
Вместо использования отдельных счетчиков N-1 счетчики объединяются в один корпус для коммерческих целей, таких как измерение энергии, подаваемой в дома и на предприятия. Каждая пара единиц измерения тока и единицы измерения потенциала тогда называется статором или элементом. Так, например, счетчик четырехпроводной связи будет включать в себя три элемента. Теорема Блонделя упрощает работу работника электроэнергетической компании, указывая, что проводная сеть N будет правильно измерена счетчиком элемента N-1. К сожалению, у таких работников возникает путаница из-за существования счетчиков, которые не содержат четкого сопряжения единых единиц измерения потенциала с отдельными единицами измерения тока. Например, счетчик ранее использовался для четырехпроводных сетей, содержащих две потенциальные катушки и три токовые катушки, и назывался счетчиком с 2,5 элементами.
Блондель Несоблюдение
[ редактировать ]Счетчики электрической энергии, отвечающие требованиям элементов N-1 для проводной сети N, часто называют совместимыми с Блонделем . Эта этикетка идентифицирует счетчик как прибор, который при правильной установке будет производить правильные измерения при любых условиях. Однако счетчик не обязательно должен соответствовать требованиям Блонделя, чтобы обеспечивать достаточно точные измерения, и в отраслевой практике часто используются такие счетчики, не соответствующие требованиям. Счетчик формы 2S широко используется для учета трехпроводных услуг в жилых домах, несмотря на то, что он не соответствует требованиям в таких услугах. Эта общая бытовая сеть состоит из двух проводов на 120 В и одного нейтрального провода . Счетчику, совместимому с Блонделем, для такой услуги потребуются два элемента (и гнездо с пятью кулачками для установки такого счетчика), но счетчик 2S представляет собой счетчик с одним элементом. В состав счетчика 2S входит одно устройство измерения потенциала ( катушка или вольтметр ) и два устройства измерения тока. Устройства измерения тока обеспечивают измерение, равное половине фактического значения тока. Комбинация одной потенциальной катушки и двух так называемых полукатушек обеспечивает высокоточное измерение в большинстве условий. Счетчик использовался с первых дней существования электротехнической промышленности. Преимущества заключались в более низкой стоимости одной потенциальной катушки и отсутствии помех между двумя элементами, приводящими в движение один диск в индукционном измерителе. Для линейных нагрузок счетчик соответствует требованиям Блонделя. Такие нагрузки представляют собой двухпроводную нагрузку, и достаточно одного элемента счетчика. Несоответствие счетчика происходит в измерительной линии нейтральным нагрузкам. Конструкция счетчика приближается к двухэлементному измерению путем объединения половины значения тока со значением потенциала междуфазного соединения. Потенциал между фазой и нейтралью ровно в два раза превышает потенциал соединения между фазой и нейтралью, если два соединения между фазой и нейтралью точно сбалансированы. Удвойте потенциал, умноженный на половину тока, тогда оно приближается к фактическому значению мощности с равенством при сбалансированном потенциале. В случае линейной нагрузки двойное значение половины тока, умноженное на потенциальное значение, равно фактической мощности. Ошибка возникает, если два потенциала между нейтралью и нейтралью не сбалансированы и если нагрузки между линией и нейтралью распределены неравномерно. Эта ошибка определяется выражением 0,5(V1-V2)(I1-I2), где V1 и I1 — это потенциал и ток, подключенные между одной линией и нейтралью, а V2 и I2 — это те, которые подключены между другой линией и нейтралью. [ 1 ] Поскольку в отрасли обычно поддерживается потенциальная точность в пять процентов, погрешность будет приемлемо низкой, если нагрузки не сильно разбалансированы.
Этот же счетчик был модифицирован или установлен в модифицированные розетки и использовался для двухпроводной подачи электроэнергии на 120 В (перемаркирован как 2W на лицевой стороне счетчика). В модификации две полуобмотки соединяются последовательно , образуя полную катушку. В таких установках одноэлементный счетчик соответствует требованиям Блонделя. Существует также трехпроводная версия на 240/480 В, не соответствующая стандарту Blondel. Также используются трехфазные счетчики, не соответствующие требованиям Блонделя, например формы 14S и 15S, но они могут быть легко заменены современными счетчиками и могут считаться устаревшими.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Арчер Э. Ноултон Измерение электроэнергии , McGraw-Hill Book Company, Inc., 1934, стр. 77
- ^ Слушания . 1894 год . Проверено 7 января 2013 г.
- ^ «Однофазные счетчики электроэнергии GE типов I-70, IM-70 и IW-70» (PDF) . Джи Индастриал. Архивировано из оригинала (PDF) 5 июля 2016 года.