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Domanda

Perché ci sono sensori RTD/PT-100 a due e tre fili in una centrale elettrica?

Risposte
02/05/2022
Frendel Leonelli
  1. Copper has resistance and a large tempco (Temperture Coefficient of resistance).
  2. RTDs use resistance to measure temperature.
  3. RTDs are connected to their measuring system with 2, 3 or 4 copper wires.
  4. RTDs are measured by reading the voltage dropped with a known current passing through them.

Two wire RTDs have no way to measure the resistance of the lead wires: The current not only goes through the RTD but the lead wires as well so the lead wire voltage drop introduces an error that changes with temperature.

Three wire RTDs allow the voltage drop of one of the lead wires to be measured since no current passes through the “third” wire. An asumption is made that the two lead wires are made of the same material with the same cross section and are at the same temperature so you simply subtract the error of the one lead that you can measure twice. Close, but not 100% accurate. Un altro problema con le misure a tre fili è che, poiché sono necessarie due letture e sono prese in momenti diversi, la corrente e la temperatura possono essere cambiate tra le letture.

Gli RTD a quattro fili fanno passare la corrente di prova attraverso una coppia di fili ma misurano la caduta di tensione attraverso l'RTD con la seconda coppia di fili attraverso i quali viene passata meno corrente possibile. Non è necessario alcun calcolo e finché la corrente di misurazione è piccola rispetto alla dimensione del filo, non è necessario preoccuparsi della resistenza del cavo. Dal momento che è richiesta solo una lettura, non c'è nessun problema con la tempistica.

02/19/2022
Mallis

In un sistema a due fili, lo strumento legge la resistenza del sensore più la resistenza del filo che collega i due. Lo strumento viene poi regolato per compensare la resistenza del filo che si suppone essere costante.

In un sistema a tre fili lo strumento legge la resistenza del sensore e separatamente legge anche la resistenza dei fili che collegano i due. Questo è lo scopo del terzo filo. Lo strumento sottrae la resistenza del filo dal sensore e calcola la temperatura del sensore.

Nel sistema a tre fili (o quattro fili), lo strumento ha la possibilità di correggere automaticamente la resistenza del filo che causerebbe errori nella lettura della temperatura. Quindi si usa un RTD a tre o quattro fili per garantire una lettura più accurata.

Perciò perché non usare un sistema a tre o quattro fili in ogni situazione? Il costo. Alcune applicazioni non hanno bisogno del sensore a tre fili di maggiore precisione, quindi per risparmiare sui costi, si elimina il terzo filo.

02/24/2022
Blain Sadan

La bifase era comune all'inizio del ventesimo secolo. I grandi generatori alle cascate del Niagara erano generatori bifase. Ci sono ancora sistemi bifase, in particolare a Filadelfia e Hartford. Sono molto diversi. La bifase ha due circuiti a 90 gradi l'uno dall'altro.

La fase spezzata è una fase singola divisa in due fili al trasformatore. La corrente nella linea 1 è 180 gradi fuori fase con la corrente nella linea 2. Mentre la corrente in L1 si muove in una direzione, la corrente in L2 si muove nella direzione opposta.

Un sistema bifase può avere tre o quattro fili. In un sistema a quattro fili, ogni circuito ha il proprio ritorno. In un sistema a tre fili, i due circuiti condividono un filo di ritorno. Ecco un disegno di un generatore spazzolato bifase a quattro fili.

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(immagine via Wikipedia)

La bifase permette di avere motori più semplici che devono partire sotto carico rispetto alla monofase. Guardando il diagramma sopra, è facile vedere che durante porzioni del ciclo, tutta la corrente scorre in una sola direzione. La corrente pulsata causa rumore meccanico nei nuclei laminati dei trasformatori e dei motori e anche vibrazioni sull'albero del motore.

I carichi sbilanciati aggravano i problemi di rumore e vibrazioni della bifase.

Il terzo filo nei sistemi bifase a tre fili deve portare la somma dei carichi e quindi richiede un conduttore più grande di L1 e L2, che aggiunge alla spesa e alla complessità dell'installazione.

Prima degli anni 20, la bifase era scelta rispetto alla trifase per scopi ingegneristici. In parole povere, non avevamo la comprensione matematica per utilizzare la potenza trifase senza sovracostruire i componenti. Tuttavia, le configurazioni trifase e altre configurazioni multifase hanno dei vantaggi. Ecco una forma d'onda trifase da confrontare con il diagramma sopra. Notate che le tre forme d'onda si bilanciano durante il ciclo. Per esempio, a 90 gradi, la fase 1 è al massimo e le fasi 2 e 3 sono a 1/2 minimo (fase 1 = 1.0, fase 2 + fase 3 = -1.0). Relazioni simili si trovano a 210 gradi e 330 gradi e in tutto il ciclo di 360 gradi.

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(immagine via Wikipedia)

Ogni fase è spostata di 120 gradi dalla precedente e dalla successiva fornendo una potenza regolare e costante che non pulsa mai. Negli Stati Uniti la trifase è trasmessa e distribuita su tre fili: il risparmio sui costi rispetto alla bifase è immediatamente evidente. Tutti e tre i fili agiscono come ritorni.

Oggi è più facile ed efficiente generare energia trifase e consegnarla ovunque sia necessaria. Se è richiesta la bifase in una fabbrica, una Scott Connection che usa due trasformatori la converte in bifase. Per scopi residenziali, una singola fase della corrente trifase viene divisa da un trasformatore e consegnata alla casa.

02/25/2022
Cleodel

I piccoli fili che hai menzionato sono chiamati spaziatori nella linea di trasmissione . Possono essere di varie forme e design. (Collegherò i distanziatori alla ricerca su Google).

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Per la trasmissione di energia su lunghe distanze, viene impiegata la trasmissione ad alta tensione. La trasmissione superiore a 132 kV pone alcuni problemi, come l'effetto corona, che causa una significativa perdita di potenza e interferenze con i circuiti di comunicazione. Per ridurre questo effetto corona, è preferibile utilizzare più di un conduttore per fase, o conduttori a fascio.

I conduttori a fascio consistono in diversi cavi paralleli collegati a intervalli da distanziatori, spesso in una configurazione cilindrica. The optimum number of conductors depends on the current rating, but typically higher-voltage lines also have higher current. There is also some advantage due to lower corona loss.Spacers must resist the forces due to wind, and magnetic forces during a short-circuit.

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02/26/2022
Phyllida Brier

Bene, sarà una risposta lunga. Abbiate pazienza.

Assunzioni:

i. Nessun cambiamento di dimensione dell'elemento RTD dovuto al calore.

ii. Conosci la legge della tensione di Kirchoff e la legge della corrente di Kirchoff applicate a un circuito a ponte in condizioni nulle.

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A. RTD a 2 fili

Considera la condizione nulla del ponte. A quel punto

[math]R_1 R_3 = R_2(R_{L1} + R_t + R_{L2})[/math]

Ora abbiamo [math]R_1 = R_2[/math]

Di conseguenza, abbiamo [math]R_3 = R_{L1} + R_t + R_{L2}[/math]

Se la lunghezza del filo L1 e L2 non è molto la resistenza non avrebbe importanza. Un'altra possibilità è se entrambi i fili hanno la stessa lunghezza, la stessa sezione e lo stesso materiale. E il modo migliore per eliminare l'errore è fare

[math]R_t >> (R_A + R_B) [/math]cioè la resistenza nominale RTD molto alta.

B. RTD a 3 fili

Qui applicando la stessa regola si ottiene:

[math]R_1(R_3 + R_{L2} + R_{L3}) = R_2(R_t + R_{L1} + R_{L2})[/math]

Ora abbiamo [math]R_1 = R_2[/math]

[math]R_3 = R_t + (R_{L1} - R_{L3})[/math]

Un risultato migliore, con meno errori dovuti ai fili.

C. RTD a 4 fili

Qui, come potete vedere, una fonte di corrente è collegata attraverso i due terminali, e la caduta di tensione è misurata, quindi otteniamo la resistenza

[math]R_t = V/I[/math]

Ma cosa facciamo dopo aver misurato la resistenza?

[math]R_t = R_0(1 + \alpha t)[/math]

Questo è un grafico lineare, e ogni valore di resistenza ha una temperatura corrispondente, valutata come,

[math]t = \frac{R_t - R_0}{\alpha R_0}[/math]

[math]R_0[/math] è la temperatura della RTD a 0 gradi centigradi.

[math]\alpha[/math] è una costante per il materiale di cui è composto l'RTD.

Nella misura a ponte, possiamo usare un galvanometro calibrato in termini di resistenza, cioè l'aumento della resistenza sbilancerebbe il ponte provocando una deflessione del galvanometro. La deflessione è una misura della variazione della resistenza.

03/06/2022
Cally Ferneau

È una domanda pertinente. Nella nostra casa usiamo la fornitura elettrica è A.C. (corrente alternata). Questo lo usiamo fino a quando otteniamo il potere ininterrottamente dal fornitore di energia, diciamo il consiglio di elettricità o attraverso il suo rappresentante. Tuttavia, se l'alimentazione elettrica viene interrotta, durante la notte precipitiamo nell'oscurità e durante il giorno vediamo che i servizi dei treni elettrici si fermano bruscamente, oltre all'interruzione di molti servizi. In altre parole, troviamo che questa fornitura di corrente alternata non può essere conservata e usata come riserva ogni volta che siamo handicappati da una perdita di corrente. Ma ogni famiglia o grande complesso di uffici, centri commerciali, fabbriche durante questo blackout usano generatori diesel. Tuttavia noi nelle aree residenziali usiamo una batteria per immagazzinare energia e questa energia immagazzinata nella batteria è usata per soddisfare il nostro requisito. Al giorno d'oggi nei grattacieli anche questo inverter è usato per far funzionare gli ascensori. Se è così, che cos'è questa è la domanda discutibile. Ogni volta che cambiamo il rifornimento di A.C. nel rifornimento di D.C. è chiamato convertitore mentre quando cambiamo il rifornimento di D.C. nel rifornimento di A.C. è chiamato Inverter.

Ora in condizioni normali l'inverter sarà sul modo stand by e comincia a fornire il potere quando l'alimentazione elettrica è persa. Il potere che è fornito dall'invertitore è fornito dalle batterie di stoccaggio come l'alimentazione di D.C. è immagazzinata nelle batterie come usiamo la luce della torcia ecc. Questo rifornimento della batteria è preso all'invertitore che inverte il rifornimento di D.C. nel rifornimento di A.C. ed alimentato al requisito dei nostri requisiti della famiglia. La batteria ha due terminali cioè, +ve e -ve. Questo due fili sono presi all'invertitore e forniscono il rifornimento monofase di A.C. con due fili sono chiamati Phase e Neutral.

Si prega di notare che nel caricare la batteria usiamo il rifornimento di A.C. nel rifornimento di D.C.in condizioni normali per assicurare la batteria è completamente caricato e pronto a fornire in caso di perdita di potere. Possiamo elaborare con diagrammi può dare l'intera spiegazione in modo semplice tuttavia semplice spiegazione può soddisfare la tua domanda. Grazie mille per A2A.

03/22/2022
Analise Robson

L'RTD (Resistive Temperature Detector) ha solo due terminali. La scelta è se usare una connessione a due, tre o quattro fili per tornare allo strumento di misura, e quale configurazione lo strumento è progettato per gestire.

La differenza sta nel compensare la resistenza del cavo di collegamento, e anche la sua variazione con la temperatura ambiente. (La temperatura del cavo non sarà la stessa di quella del punto di misura). Lo schema a due fili prevede una tolleranza fissa per la resistenza del cavo e nessuna tolleranza per la sua variazione. Con tre fili, viene applicata una correzione approssimativa della variazione, ma per una compensazione completa è necessaria una connessione a quattro fili. Tuttavia, il circuito di misurazione per la configurazione a quattro fili è molto più complesso che per gli altri due casi.

04/05/2022
Kovacev

Non dovrebbe succedere nulla. Ma non dovreste collegare questi. Sono collegati al pannello degli interruttori. Il motivo per cui non dovreste collegarli è che servono a due scopi diversi. Il filo neutro trasporta la corrente. Completa il circuito dal lato caldo. Il filo di terra non è destinato a trasportare corrente. È un circuito di sicurezza che serve a mettere a terra il corpo della scatola elettrica e il dispositivo che avete collegato. Mantiene il dispositivo al livello di tensione della terra in modo che voi e il dispositivo siate allo stesso potenziale.

Se avete un interruttore di circuito di guasto a terra (GFCI), allora collegando il neutro e la terra si guasta il circuito. Il GFCI confronta la corrente nel filo caldo con il filo neutro. Se c'è qualche differenza (come quando una parte della corrente scorre attraverso il filo di terra) allora taglia il circuito.

Tenete a mente che il cablaggio elettrico AC non dovrebbe essere giocato. Se cablate qualcosa di sbagliato, qualsiasi conseguenza sarà colpa vostra. L'assicurazione non coprirà un incendio causato dal vostro errore. Niente coprirà qualcuno che viene fulminato. Si prega di ottenere una guida da qualcuno che è qualificato.

04/11/2022
Aletta

Un sensore a tre fili richiede un circuito di acquisizione più complicato, ma compensa automaticamente la resistenza del filo al sensore (compresi i cambiamenti di resistenza basati sulla temperatura). I sensori a tre fili sono utilizzati dove è necessaria un'alta precisione su un'ampia gamma di temperature. I sensori a 2 fili sono meno costosi per misure meno critiche.

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