Работа светодиодной индикации.

В счетчиках тип корпуса S4 и S6 имеются 2 светодиода:

светодиод VD5 "СЕТЬ", который светится при наличии напряжения в сети;

светодиод VD4 "3200 imp/kW*h" включается с частотой, пропорциональной входной мощности.

В счетчиках (тип корпуса R5) имеется один светодиод VD4 "3200 imp/kW*h", выполняющий две функции: слабое свечение сигнализирует о наличии напряжения сети, а более яркое свечение включается с частотой, пропорциональной входной мощности.

Лабораторная работа № 1

Исследование однофазных индукционного и электронного счетчиков

Электрической энергии

Цель: изучение однофазных индукционного и электронного счетчиков электрической энергии, умение находить номинальную и действительную постоянные счетчика и относительную погрешность счетчиков.

Общие сведения

Различают однофазные и трехфазные счетчики. Однофазные счетчики применяются для учета электроэнергии у потребителей, питание которых осуществляется от однофазной сети. Для учета электроэнергии трехфазного тока применяются трехфазные счетчики.

Трехфазные счетчики можно классифицировать следующим образом.

1 По роду измеряемой энергии: счетчики активной и реактивной энергии.

2 В зависимости от схемы электроснабжения: трехпроводные счетчики, работающие в сети без нулевого провода; четырёхпроводные счетчики, работающие в сети с нулевым проводом.

3 По способу включения: счетчики можно разделить на 3 группы.

3.1 Счетчики непосредственного включения (прямого включения), которые включаются в сеть без измерительных трансформаторов. Такие счетчики выпускаются для сетей 0,4/0,23 кВ на токи до 100 А.

3.2 Счетчики полукосвенного включения, которые токовыми обмотками подключаются через трансформаторы тока (ТТ). Обмотки напряжения подключаются непосредственно к сети. Область применения - сети до 1 кВ.

3.2 Счетчики косвенного включения, которые включаются в сеть через трансформаторы тока (ТТ) и трансформаторы напряжения (ТН). Область применения - сети выше 0,4 кВ. Изготовляются двух типов.

3.2.1 Трансформаторные счетчики - предназначенные для включения через измерительные трансформаторы. Эти счетчики имеют пересчетный коэффициент (10n).

3.2.2 Трансформаторные универсальные счетчики предназначены для включения через измерительные трансформаторы, имеющие любые коэффициенты трансформации. Для универсальных счетчиков пересчетный коэффициент определяется по коэффициентам трансформации установленных измерительных трансформаторов.

В зависимости от назначения счетчику присваивается условное обозначение.

В обозначениях счетчиков буквы и цифры означают:

С – счетчик;

О – однофазный;

А – активной энергии;

Р – реактивной энергии;

3 или 4 для трех- или четырехпроводной сети;

У – универсальный.

Пример обозначения: СА4У – трехфазный трансформаторный универсальный четырехпроводный счетчик активной энергии.

Присутствие на табличке счетчика буквы М означает, что счетчик предназначен для работы и при отрицательных температурах (-150 - +250 С).

Счетчики активной и реактивной энергии, снабженные дополнительными устройствами, относятся к счетчикам специального назначения.

Двухтарифные счетчики - применяются для учета электроэнергии, тариф на которую изменяется в зависимости от времени суток.

Счетчики с предварительной оплатой - применяются для учета электроэнергии бытовых потребителей, живущих в отдаленных и труднодоступных населенных пунктах.

Счетчики с указателем максимальной нагрузки - применяются для расчетов с потребителями по двухставочному тарифу (за израсходованную электроэнергию и максимальную нагрузку).

Телеизмерительные счетчики - служат для учета электроэнергии и дистанционной передачи показаний.

К счетчикам специального назначения относятся и образцовые счетчики, предназначенные для поверки счетчиков общего назначения.

Техническая характеристика счетчика определяется следующими основными параметрами.

Номинальное напряжение и номинальный ток - у трехфазных счетчиков указываются в виде произведения числа фаз на номинальные значения тока и напряжения, у четырехпроводных счетчиков указываются линейные и фазные напряжения, например: 3·5 А; 3·380/220В.

У трансформаторных счетчиков вместо номинальных тока и напряжения указываются номинальные коэффициенты трансформации измерительных трансформаторов, для работы с которыми счетчик предназначен. Например: 3·150/5 А, 3·6000/100 В.

На счетчиках, называемых перегрузочными, указывается значение максимального тока непосредственно после номинального, например 5-20А.

Номинальное напряжение счетчиков прямого и полукосвенного включения должно соответствовать номинальному напряжению сети, а счетчиков косвенного включения - вторичному номинальному напряжению ТН.

Номинальный ток должен соответствовать вторичному номинальному току трансформатора тока (5 или 1 А). Счетчики допускают длительную перегрузку по току без нарушения правильности учета: трансформаторные и трансформаторные универсальные - 120%; счетчики прямого включения - 200% и более (в зависимости от типа).

Класс точности счетчика – это его наибольшая допустимая относительная погрешность, выраженная в процентах. В соответствии с ГОСТ 6570-75 счетчики активной энергии должны изготавливаться классов точности; 0,5; 1,0; 2,0; 2,5; счетчики реактивной энергии – классов точности 1,5; 2,0; 3,0.

Трансформаторные и трансформаторные универсальные счетчики учета активной и реактивной энергии должны быть класса точности 2,0 и более точные.

Класс точности устанавливается для условий работы, называемых нормальными.

К ним относятся:

- прямое чередование фаз;

- равномерность и симметричность нагрузок по фазам;

- синусоидальность тока и напряжения (коэффициент искажений не более 5%);

- номинальная частота (50 Гц ± 0,5%);

- номинальное напряжение (±1%);

- номинальная нагрузка;

- cosφ = l (для счетчиков активной энергии) и

- sinφ = l (для счетчиков реактивной энергии);

- температура окружающего воздуха 20°±3° С (счетчики внутренней установки);

- отсутствие внешних магнитных полей (индукция не более 0,5 мТл);

- вертикальное положение счетчика.

Передаточное число счетчика - это число оборотов его диска, соответствующее единице измеряемой энергии. Например, 1 кВт·ч равен 450 оборотам диска. Передаточное число указывается на табличке счетчика.

Номинальная постоянная счетчика - это значение энергии, которое он измеряет за 1 оборот диска. Если передаточное число N имеет размерность «оборот на киловатт-час», то его постоянная С_Н (Вт·с/обор) определится по выражению

. (1.1)

Номинальная постоянная счетчика определяется по данным, указанным на счетчике. Например, на счетчике написано: 1 кВт · час = 2500 r (оборотов). Тогда

С_Н = (1000Вт • 3600 с)/2500 об = 1440 Вт·с/об

Электронный счетчик. На счетчике написано: 1 кВт · час = 1000 imp (импульсов).

Тогда С_Н = (1000Вт • 3600 с)/1000 imp = 3600 Вт·с/imp.

Чувствительность счетчика определяется наименьшим значением тока (в процентах к номинальному) при номинальном напряжении и cosφ = 1 (sinφ = 1), который вызывает вращение диска без остановки. При этом допускается одновременное перемещение не более двух роликов счетного механизма.

Порог чувствительности не должен превышать:

0,4% - для счетчиков класса точности 0,5;

0,5% - для счетчиков классов точности 1,0; 1,5; 2;

1,0% - для счетчиков класса точности 2,5 и 3,0.

Емкость счетного механизма - определяется числом часов работы счетчика при номинальных напряжении и токе, по истечении которых счетчик дает первоначальные показания. Согласно ГОСТ 6570-75 это время должно составлять не менее 1500 ч.

Собственное потребление мощности (активной и полной) обмотками счетчиков ограничено стандартом. Так, для трансформаторных и трансформаторных универсальных счетчиков потребляемая мощность в каждой токовой цепи при номинальном токе не должна превышать 2,5 В·А для всех классов точности, кроме 0,5.

Мощность, потребляемая одной обмоткой напряжения счетчиков до 250 В равна:

для классов точности 0,5; 1; 1,5 - активная 3 Вт, полная 12 В·А;

для классов точности 2,0; 2,5; 3,0 - соответственно 2 Вт и 8 В·А.

Поверкой счетчика определяют погрешности при нормальных условиях его работы при изменении нагрузки (тока) в пределах от 5% до 125%.

Действительной постоянной счетчика С_Д называется количество энергии, которое проходит через счетный механизм за время, соответствующее одному обороту диска счетчика. Она не является неизменной величиной и при изменении нагрузки определяется по формуле:

, (1.2)

где P=U·I – мощность 1 фазы в ваттах, U–напряжение в вольтах, I– ток нагрузки в амперах, t–время в секундах, n–число оборотов диска. (В трехфазной системе )

Зная номинальную и действительную постоянные счетчика, можно рассчитать относительную погрешность счетчика по формуле:

. (1.3)

Проверка самохода счетчика

Счетчик нагружается до номинального тока и в момент прохождения отметки на диске счетчика нагрузку выключается. Самоход в норме, если счетчик сделал менее одного оборота.

Определение чувствительности счетчика

Плавно увеличивая нагрузку от нуля, определяют момент начала вращения диска счетчика.

При этом определяется чувствительность счетчика по формуле:

(1.4)

Порядок выполнения работы