Задача № 3. «Измерение мощности и энергии в однофазных цепях

«Измерение мощности и энергии в однофазных цепях. Поверка счетчика с помощью образцового ваттметра»

Для поверки счетчика электрической энергии Wh использовались ваттметр W и секундомер. Поверка производилась при последовательном включении их токовых обмоток. Исходные данные приведены в таблице №3.

Таблица №3

Фиксируемое время t работы счетчика, мин	ПОСЛЕДНЯЯ ЦИФРА ШИФРА
l
		1,5
Число n оборотов счетчика за время t
Показание ваттметра (число делений) а₁
Передаточное число счетчика С	1квт/ч=2500 об.

Необходимо:

- составить схему включения ваттметра и индукционного измерительного механизма, применяемого при построении счетчиков;

- привести векторные диаграммы, поясняющие принцип их работы;

- дать краткие пояснения по принципам работы этих приборов;

- определить абсолютную и приведенную погрешность счётчика, считая, что ваттметр имеет нулевые погрешности.

Исходные данные ваттметра: Un = 150 В, In = 5 А, число делений шкалы λ= 150.

Исходные данные счетчика: Uh = 127 В, Ih=5 А.

Методика решения задачи и литература:

Теоретические сведения о принципах работы приборов, их схемные обозначения и векторные диаграммы приведены в литературе /1, с. 118-125; 3, с.21, рис.15 и 16/.

Порядок выполнения работы должен быть следующим. Сначала определяется номинальная постоянная счетчика С_n по формуле Cn=Pt/n, где Р, t и n определяют из передаточного числа счетчика. Далее определяют диапазон измерения ваттметра, его постоянную (цену деления шкалы) и его показания Р. При этом реальный расход энергии, определяемый показателями ваттметра и временем t, будет W_h₍_p₎=Pt. Если бы счетчик не обладал погрешностью, то фиксируемый им расход энергии был бы численно равен W_h₍_p₎. На самом деле счетчик зафиксирует расход энергии, численно равный Wh=C_hn, где n-число оборотов диска счетчика за время t.

При определении абсолютной погрешности измерения расхода ΔР, а также его приведённой погрешности необходимо помнить, что нормирующим значением при вычислениях является величина Wh(p). Формулы для определения погрешностей

ΔP=/W_h₍_p₎ - W_h/; γ=(ΔР/ W_h₍_p₎)100%.

Пример 3. При поверке однофазного счетчика типа СО-1 (U_н = 127 В, I_н = 10 А,

1 квт×ч = 2500 об/мин, класс точности 2,5) на его зажимах поддерживалось номинальное напряжение, ток в активной нагрузке был равен 5 А. Диск счетчика совершил п = 28±1 об/мин.

При поверке использовались: амперметр типа АСТА класса точности 0,5 с пределами измерения 0; 5; 10 А, вольтметр типа АМВ класса точности 0,5 с пределами измерения 0; 75; 150; 300; 600 В и секундомер типа СМ-60 (цена деления секундной шкалы 0,2 сек).

Определить номинальную С_н и действительную С_д, постоянные счетчика, а также абсолютную DС и относительную g погрешности измерения постоянной счетчика.

Решение. Номинальная постоянная счетчика

где — номинальная энергия, кВт×ч;

— номинальная мощность, Вт;

— номинальное время, сек;

— номинальное число оборотов, об/мин.

Расчетная постоянная счетчика

Относительная погрешность измерения постоянной счетчика .

Действительная постоянная счетчика

Максимальная абсолютная погрешность измерения постоянной счетчика

Максимальная относительная погрешность измерения постоянной счетчика

Примечание. Поверка счетчика выполнена неудачно, так как максимальная относительная погрешность измерения постоянной счетчика оказалась больше точности счетчика в 4 раза. Если бы число оборотов диска счетчика подсчитывалось не за 1 мин, а за 4 мин, когда n > 100, то = 0,08%, = 0,90% (а не 3,57%) и относительная погрешность измерения постоянной счетчика 2,07% не превышала бы его класса точности.