Визначення похибки індукційного лічильника

 

МЕТА РОБОТИ – дослідити вплив різних режимів навантаження на похибки індукційного

лічильника при вимірюванні енергії в однофазному колі.

В результаті виконання роботи студент повинен

– знати: принцип дії, основні метрологічні характеристики та схема підключення

однофазного лічильника електроенергії, а також вплив режиму навантаження на

його похибки;

– вміти: здійснювати підключення однофазного лічильника та визначати його похибки

залежно від навантаження.

 

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ

При підготовці до роботи необхідно вивчити теоретичний матеріал [І, с. 144-146].

Виміряна лічильником енергія W* та дійсно витрачена в колі енергія W, можуть бути обчислені за рівняннями W* = С_н ∙N та W = С∙N, відповідно.

Тут С_н– номінальна постійна, що визначається виміряною лічильником енергією за

один оберт диску;

С – дійсна постійна, що визначається енергією, яка дійсно витрачена в колі за час

одного оберту диску лічильника;

N – число обертів диску лічильника за контрольований інтервал часу t.

Номінальну постійну лічильника С_н=1/N визначають за його паспортними даними. Наприклад, на лицевій панелі лічильника написано: „1 кВт∙ч = 1500 обертів диску”, тоді

Дійсну постійну С визначають по дійсним втратам електроенергії, виміряним ватметром високого класу точності на протязі визначеного інтервалу часу.

 

ОБЛАДНАННЯ СТЕНДУ

Схема електричного кола з необхідними приладами для дослідження однофазного індукційного лічильника показана на рис.4.1 (штриховою лінією обведена частина схеми, що підлягає складанню).

На стенді застосовані незалежно регульовані по значенню і по фазі джерела струму і напруги (позначено «установка І», «установка U» та «установка», відповідно).

 

 

 

Рисунок 4.1 - Схема підключення приладів для дослідження похибок

однофазного лічильника енергії

 

Для отримання струмів до 10 А без застосування складного навантажувального обладнання використано трансформатор струму ТТ1, який перемикається на різне число витків первинної обмотки за допомогою штекера на передній панелі ТТ1.

Використання відгалужень, відповідних номінальним первинним струмам 0.5 А та 1.0 А, забезпечує отримання номінальних коефіцієнтів трансформації 0,5/5 і 1/5, тобто можливість роботи трансформатора струму як «підвищуючого». Для регулювання первинного, а, відповідно, і вторинного струмів передбачено ступеневе змінювання ємності конденсатора С.

Як джерело напруги, регульованої по значенню та по фазі, застосовано систему з двох автотрансформаторів АТ1 і АТ2, підключених до трифазного кола так, як показано на схемі

рис. 4.1. Відносно незмінного положення вектора струму І, що задається трансформатором струму, регулювання фази напруги можливо здійснювати в діапазоні ±60°.

Слід мати на увазі, що повірка лічильника, тобто визначення похибки в різних режимах роботи, виконується по показам ватметра з класом точності не менше ніж 0,5 та секундоміра. Інші вимірювальні прилади - амперметр, вольтметр, фазометр – призначені лише для встановлення необхідного режиму навантаження лічильника і тому можуть мати невисокі класи точності – від 1,0 до 2,5.

Для можливості вимірювання струмів в діапазоні до 10 А амперметр має внутрішній трансформатор струму (на схемі не показано) з номінальним коефіцієнтом трансформації 10/5, отже, його покази необхідно помножати на 2 (незалежно від коефіцієнту трансформації трансформатора струму ТТ1).

 

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

 

Вивчити теоретичний матеріал згідно з вказівками розділу "Основні положення".

Підготувати бланк протоколу лабораторної роботи.

Привести в звіті до лабораторної роботи:

– схемупідключення вимірювальнихприладів для дослідження похибок однофазного

лічильника енергії в коло змінного струму;

– методику визначенняпохибки лічильниказалежно від струму при напрузі 220 V та

кутові фазового зсуву φ = 0⁰;

- рішення задачі (згідно з варіантом, що відповідає останній цифрі особистого шифру

кожного студента).

Задача. При виконанні повірки однофазного лічильника активної енергії, що має номінальну постійну С_Н, скористувались електродинамічним ватметром зі шкалою з номінальною кількістю поділок N_H і з межами вимірювань по напрузі U_W і по струму I_W.

Відхилення вказівника ватметра склало N_W поділок, час вимірювання, за який диск лічильника зробив N обертів - 180 s. Значення величин наведені в табл.4.1.

Таблиця 4.1- Вхідні дані до задачі домашнього завдання

Варіант	CH, kWh/оберт	NH, поділка	UW, V	IW, A	NW, поділка	N, оберт	I, A	U, V
	1/2500						5.0
	1/2250						4.9
	1/1000						4.8
	1/1500						9.5
	1/2000						4.8
	1/3000						4.5
	1/2500						4.7
	1/1200						9.0
	1/7800						9.2
	1/780						9.1

 

Визначити номінальну і дійсну постійні лічильника, похибки вимірювань енергії, а також показ фазометра, якщо струм в колі - І, а напруга - U.

 

 

ЛАБОРАТОРНЕ ЗАВДАННЯ

 

1. Ознайомитися зі стендом, скласти таблицю метрологічних характеристик вимірювальних приладів.

2. Підключити вимірювальні прилади до джерел струму і напруги у відповідності зі схемою повірки (приведена на рис. 4.1).

3. Змінюючи струм від 0 до 10 А і підтримуючи незмінними напругу U=220 V і різницю фаз φ = 0, дослідити залежність похибки лічильника від струму навантаження. Число обертів, підрахованих при визначенні похибки лічильника, повинно бути не менше 20 при малих навантаженнях (І < 5 А) або час виміру повинен бути не менше 60 sпри більших навантаженнях.

4. Розрахувати дійсну С і номінальну С_Н постійні лічильника, а також похибку для кожного значення струму.

Результати експериментів і розрахунків привести в табл. 4.2 (зразок).

 

Таблиця 4.2 - Результати дослідження однофазного лічильника енергії

Експериментальні дані	Розрахункові дані
I, A	P, W	t, s	N, оберт	C, W∙s /оберт	δ, %

 

5. Зробити висновки відносно області застосування лічильника з похибкою, що не

перевищує номінальну, приведену на лицьовій панелі лічильника.

 

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

 

1. Як розрахувати номінальну постійну однофазного лічильника електричної енергії?

2. Як визначити дійсну постійну однофазного лічильника електричної енергії?

3. Поясніть принцип дії одноелементних лічильників активної енергії.

4. Які причини виникнення похибок лічильників при прямому включенні?

5. Чому в лічильниках електромагніти напруги та струму зміщені в просторі?

6. Що таке самохід лічильника? Чому він виникає?

7. Назвіть причини виникнення похибок обліку енергії.

8. Приведіть схему підключення індукційного лічильника в однофазне коло змінного

струму.

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5