ИИТ МУ ЛР. ИИТ МУ ЛР (1). Методические указания по лаборатоным работам иркутск 2008г. Лаборатоная работа и1

• Название: Методические указания по лаборатоным работам иркутск 2008г. Лаборатоная работа и1
• Анкор: ИИТ МУ ЛР
• Дата: 22.05.2023
• Размер: 3.95 Mb.
• Имя файла: ИИТ МУ ЛР (1).doc
• Тип: Методические указания; #1149411
• страница: 5 из 10

Контрольные вопросы

1. 
   Объяснить устройство и принцип действия однофазного индукционного счетчика активной энергии.
   
2. 
   Какие моменты действуют на подвижную часть измерительного механизма счетчика и какова их роль?
   
3. 
   Какие условия необходимо выполнить, чтобы вращающий момент был пропорционален активной мощности?
   
4. 
   Объяснить, что понимается под поверкой счетчика, перечислить методы поверки счетчиков активной энергии.
   
5. 
   Какие операции входят в поверку прибора?
   
6. 
   Как определяется относительная погрешность счетчика?
   
7. 
   Дать определение номинальной действительной постоянных счетчика.
   
8. 
   Что понимают под порогом чувствительности счетчика?
   
9. 
   Дать определение самохода счетчика и объяснить причины его возникновения.
   
10. 
    Объяснить назначение фазорегулятора.
    
11. 
    Перечислить источники погрешностей индукционных счетчиков.
    
12. 
    Как определить цену деления ваттметра?
    

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА И – 5

ИЗМЕРЕНИЕ АКТИВНОЙ И РЕАКТИВНОЙ ЭНЕРГИИ В ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЯХ
Цель работы – изучение принципа действия и устройства трехфазных счетчиков электрической энергии; знакомство с методами измерения активной и реактивной энергии.

Приборы и принадлежности: трехфазные счетчики активной и реактивной энергии, вольтметр, амперметры, трехфазный ваттметр, секундомер.

Основные понятия

Активная мощность и энергия трехфазной системы независимо от характера нагрузки и схемы соединения за промежуток времени (t2-t1) в общем случае определяется выражениями:

Р = U_1фI_1фсоs₁ + U_2фI_2фсоs₂ + U_3фI_3фсоs₃; (1)

Wа = _t1^t2U_1фI_1фсоs₁dt + _t1^t2U_2фI_2фсоs₂dt + _t1^t2U_3фI_3фсоs₃dt, (2)

где индекс “ф” обозначают фазные токи и напряжения.

В симметричной трехфазной системе, в которой все фазные и линейные напряжения, токи и углы сдвига между фазными напряжениями и токами равны между собой, энергия определяется из выражения:

Wа = 3_t1^t2U_фI_фсоsdt = 3_t1^t2U_лI_лсоsdt. (3)

В асимметричных трехфазных цепях трехфазного тока энергия может быть определена по одной из формул:

Wа = _t1^t2U_асI_асоs₁dt + _t1^t2U_всI_всоs₂dt; (4)

Wа = _t1^t2U_авI_асоs₃dt + _t1^t2U_свI_ссоs₄dt; (5)

Wа = _t1^t2U_ваI_всоs₅dt + _t1^t2U_саI_ссоs₆dt, (6)

где U_ас, U_ав и т.д., а так же I_а, I_в, I_с – действующие значения линейных напряжений и токов; ₁, ₂,…,₆ – углы сдвига фаз между соответствующими токами и напряжениями.


Из (1-6) видно, что для измерения энергии трехфазной системы могут быть применены один прибор (счетчик), два или три прибора.


Распространенными приборами для измерения электрической энергии в трехпроводных цепях трехфазного тока являются двухэлементные счетчики. Схема включений двухэлементного активного счетчика принципиально та же, что и двухэлементного ваттметра (рис.).

Двухэлементный счетчик имеет две электрические системы, которые воздействуют на один или на два диска, укрепленные на одной оси. Причем во втором случае погрешность счетчика не зависит от неравномерности нагрузки фаз, не симметрии напряжений и последовательности фаз. Поскольку в этом случае исключено влияние одного элемента счетчика на другой.

При включении двухэлементных однодисковых счетчиков необходимо следить за тем, чтобы последовательность фаз соответствовало той, которая указана на схеме, прилагаемой к счетчику. Это нужно для того, чтобы избежать больших дополнительных погрешностей при изменении последовательности фаз.

Устройство и принцип действия каждой электромагнитной системы двухэлементного счетчика не отличается от однофазного счетчика (подробно рассмотренного в лабораторной работе И-4).

Реактивную мощность или энергию трехфазной сети можно представить как сумму реактивной мощности или энергии отдельных фаз, т.е.:

Q =U_1фI_1фsin₁ + U_2фI_2фsin₂ + U_3фI_3фsin₃; (7)

Wа = _t1^t2U_1фI_1фsin₁dt + _t1^t2U_2фI_2фsin₂dt + _t1^t2U_3фI_3фsin₃dt, (8)

Измерить реактивную энергию трехфазной сети можно либо посредством обычных счетчиков, но включаемых по специальным схемам, либо при помощи реактивных счетчиков.

Из выражений (7-8) следует, что для измерения реактивной энергии в общем случае необходимо включить при прибора (счетчика), чтобы каждый из них измерял энергию отдельной фазы, а затем сложить их показания.

В зависимости от характеристик нагрузки и типа системы возможно применение методов одного, двух или трех приборов.

Для измерения реактивной энергии в трехпроводных цепях трехфазного тока применяются счетчики с 60 градусным сдвигом типов СРЗ-ИТР, СРЗУ-И44. Это счетчики двухэлементные, отличающиеся от счетчиков активной энергии тем, что угол сдвига между напряжением на зажимах параллельной цепи каждого элемента и соответствующим параллельным рабочим магнитным потоком составляет не 90, а 60.

Уменьшение угла сдвига достигается включением в параллельную цепь каждого элемента счетчика резистора (рис.)

Исходя из схемы соединения, учитывая сказанное о 60 градусном сдвиге, выражения вращающих моментов, действующих на диск счетчика (1), можно переписать в виде:

С о з д а в а е м ы й п е р в ы м э л е м е н т о м

М₁ = k₁Ф_всФ_аsin₁ = k₁Ф_всФ_аsin(150-);

С о з д а в а е м ы й в т о р ы м э л е м е н т о м

М₂ = k₁Ф_асФ_сsin₂ = k₁Ф_асФ_сsin(210-).

Считая магнитные потоки пропорциональными соответствующим токам, выражение вращающего момента, действующего на подвижную часть счетчика, в частном случае симметричной нагрузки можно записать в следующем виде:

М = М₁+ М₂ =kU_лI_л (sin(150-) + sin(210-)) = k3U_лI_л sin. (9)

Из полученного выражения (9) следует, что вращающий момент счетчика пропорционален реактивной мощности и счетчик может учитывать реактивную энергию. Это утверждение справедливо и для несимметричной нагрузки.

Отсчет энергии производится по показаниям счетного механизма. Единице электрической энергии (1кВтч), регистрируемой счетным механизмом, соответствует определенное число оборотов подвижной части счетчика. Это соотношение, называемое передаточным числом А, указывается на счетчике. Величина, обратная передаточному числу, т.е. отношение зарегистрированный энергии к числу оборотов диска, называется номинальной постоянной Сн. Значения Сн и А зависят только от конструкции счетного механизма и для данного счетчика не изменены. Зная передаточное число А, легко вычислить номинальную постоянную счетчика, выраженную в Втс/об:

Сн = 1000*3600/А,

где коэффициенты 1000 и 3600 служат для перевода киловатт в ватты и часов в секунды.

Под действительной постоянной счетчика С понимается количество энергии, действительной израсходованной в цепи за один оборот подвижной части. Эта энергия может быть измерена образцовыми приборами, например: ваттметром и секундомером. Действительная постоянная счетчика определяется по формуле: