ДОСЛІДЖЕННЯ ІНДУКЦІЙНИХ ЛІЧИЛЬНИКІВ

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, рівняння перетворення, схеми підключення однофазного

лічильника електроенергії, а також вплив режиму навантаження на його

похибки;

– вміти: збирати схему та виконувати повірку однофазного лічильника.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ

При підготовкі до роботи необхідно вивчити теоретичний матеріал [І, с. 144-146, 400-411].

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

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 затратам електроенергії, виміряних, наприклад, ватметром високого класу точності на протязі визначеного інтервалу часу.

ОПИС СТЕНДА

Схема електричного кола з необхідними приладами для дослідження однофазного індукційного лічильника показана на рис.2.1 (штриховою лінією обведена частина схеми, що підлягає складанню).

На стенді застосовані регульовані незалежно по значенню і по фазі джерела струму і напруги.

Рисунок 2.1 - Схема включення приладів для дослідження похибок

однофазного лічильника енергії

Для можливості отримання достатньо великих струмів (до 10 А) без застосування складного навантажувального обладнання використано як джерело струму трансформатор струму ТТ1, який переключається на різне число витків первинної обмотки.

Використання відгалужень, відповідних номінальним первинним струмам 0.5 А і 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 також і вторинного струмів передбачено ступеневе змінювання ємності конденсатора С.

Як джерело напруги, регулюємої по значенню і по фазі застосовано систему з двох автотрансформаторів АТ1 і АТ2, підключених до трифазного кола так, як показано на схемі (рис. 2.1). 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 знаходження похибки в різних режимах роботи, виконується по показам ватметра, клас точності якого повинен бути високим – 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 з номінальним коефіцієнтом трансформації 10/5. отже, його покази необхідно помножати на 2.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

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

Привести в звіті по лабораторній роботі:

- рішення задачі (згідно з варіантом)

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

Відхилення вказівника ватметра склало N_W поділок, час виміру, за який диск лічильника зробив N обертів - 180 s. Значення величин наведені в табл.2.1.

Таблиця 2.1- Вхідні дані до задачі домашнього завдання

Варіант	C_H, kWh/оберт	N_H, поділка	U_W, V	I_W, A	N_W, 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.

– схему включення лічильника в коло змінного струму спільно з означеними

вимірювальними приладами.

– методику визначення похибки лічильника залежно від напруги та куту фазового

зсуву;

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. 2.1).

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, що вимірюється при перевірці лічильника, повинно бути не менше 10 при малих навантаженнях або час виміру повинен бути не менше 60 s при більших навантаженнях.

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

Результати вимірів і розрахунків звести в табл. 2.2.

Таблиця 2.2 - Результати дослідження однофазного лічильника енергії

Експерементальні дані	Розрахункові дані
I, A	P, W	t, s	N, обертів диску	C, W∙s /оберт	Δ, %

5. Знайти залежності δ = f(U) при незмінних струмі I = 8A і cosφ = 1. Результати

вимірювання і розрахунків занести в таблицю.

6. Знайти залежність δ = f(φ) при незмінних напрузі U=200V і струмі І=8А.

7. Побудувати графіки залежностей похибок лічильника від змінного параметру по

результатах вимірювання, отриманих в пп. 3; 5; 6.

8. Проаналізувати і обгрунтувати результати.

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 і при

включенні їх через вимірювальні трансформатори?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 11