151620 (598947), страница 3
Текст из файла (страница 3)
p - мгновенное значение мощности потребителя, Вт
t - время, с
Следовательно, электрический счетчик - это суммирующий прибор. Все электрические счетчики по роду измерений величины подразделяются на две группы:
счетчики активной энергии
счетчики реактивной энергии.
Для учета энергии трехфазных потребителей в четырехпроводной сети применяют трех - и четырехэлементные счетчики активной энергии (СА-3, СА-4) и реактивной энергии (СР-3, СР-4). В данной работе исследуется индукционный однофазный счетчик электрической энергии типа СО-2.
УСТРОЙСТВО СЧЕТЧИКА
(см. плакат и счетчик на стенде)
На стальных сердечниках сложной формы, набранных из тонких пластин электротехнической стали, установлены две обмотки (катушки) - токовая обмотка (1) и обмотка напряжения (2).
Токовая обмотка выполнена незначительным числом витков медного провода относительно большого сечения, соответствующего номинальному току счетчика. Она включается в сеть последовательно с нагрузкой.
Обмотка напряжения имеет 8-12 тыс. витков тонкой проволоки диаметром 0,8 или 0,12 мм и включается в сеть параллельно нагрузке.
Между сердечниками установлен алюминиевый диск 3, который укреплен на оси 6 и свободно вращается в подпятниках.
Постоянный магнит 4 необходим для создания тормозного момента. На оси 5 расположена червячная передача 7, которая приводит в движение счетный механизм Все элементы счетчика укреплены на пластмассовом основании и закрываются крышкой. В нижней части основания укреплены клеммы для включения счетчика в сеть.
На лицевой стороне счетчика под стеклом установлен паспорт, в котором указываются основные данные счетчика, например
тип - СО-2
класс точности - 2,5
передаточное число К - 1200 об/ кВт*час (или другое значение, см. счетчик)
напряжение - 220 В
номинальный ток - 5А
частота тока - 50 Гц
ГОСТ
заводской номер
год выпуска.
Принцип работы счетчика
При включении катушки напряжения в сеть по ней течет ток, который вызывает в сердечнике 1 магнитный поток Ф, разделенный на две части: Фр и ФL, где Фр - рабочий поток, который пронизывает алюминиевый диск и замыкается через противополюсную скобу; ФL - магнитный поток, замыкающийся через боковые стержни сердечника и непосредственного участия в создании вращающего момента счетчика не принимающий.
При включении потребителей по токовой катушке течет ток I. Этот ток создает магнитный поток ФI, который пересекает диск в двух местах. Это обеспечивается U - образной формой магнитопровода токовой катушки.
Магнитные потоки Фр и ФI, пронизывая диск, индуктируют в нем вихревые токи.
Взаимодействие переменных магнитных потоков Фр и ФI с индуктированными ими токами создает вращающий момент, действующий на диск 3. Величина этого вращающего момента определяется величиной напряжения, под которым находится катушка 2, величиной тока нагрузки I, протекающего по токовой катушке и коэффициентом мощности cos цепи, в которую включен счетчик
где k - коэффициент пропорциональности.
Таким образом, вращающий момент, действующий на диск счетчика, пропорционален активной мощности цепи, в которую он включен. Под действием этого вращающего момента диск вращается. Установившаяся скорость вращения диска наступает при равенстве вращающего и тормозного моментов:
МВр = МТ
Тормозной момент создается постоянным магнитом 4. Скорость вращения диска пропорциональна мощности потребителя. С осью диска связан вал счетного механизма. Число оборотов вала счетного механизма зависит от мощности, времени и передаточного числа счетного механизма К. Передаточное число счетчика - это число оборотов его диска, приходящегося на 1 кВтч.
К= N/W= N/P*t
Энергия, потребленная из сети за время, в течение которого диск сделал Nt оборотов, будет равна:
где Wt - энергия за время t, Втс (кВтч)
P - мощность потребителя, Вт (кВт)
t - время, за которое диск сделал n оборотов, с
Nt - число оборотов диска за время t
Методика поверки счетчика
Счетчик будет точно учитывать энергию при соблюдении многих условий, которые строго выполнить практически невозможно.
Для данного счетчика допускаются следующие погрешности в зависимости от величины тока при cos = 1:
0,1Iн - 3,5%
0,2Iн - 2,5%
0,5Iн - 2,5%
1,5Iн - 2,5%
Для поверки счетчика необходимо:
Определить номинальную постоянную счетчика
1 кВт*ч 1000*3600 Вт*с
CН = --- , ------ ; Cн = -------------, ------
К об К об
Величину К берут из паспортных данных счетчика.
Номинальная постоянная счетчика - это величина, обратная передаточному числу. Она определяет количество энергии в Втс, приходящееся на один оборот диска.
2. Определить действительную постоянную счетчика
где U - напряжение сети, В
I - ток потребителя, А
t - время, за которое диск сделает n оборотов
n - количество оборотов диска (принять равным 10).
3. Определить относительную погрешность счетчика
Если действительная постоянная больше номинальной, счетчик дает заниженные показания - недоучитывает энергию; если действительная постоянная меньше номинальной - счетчик дает завышенные показания.
Согласно ГОСТ 6570-70 счетчики электрической энергии выпускаются трех классов точности: 1; 2; 2,5. Цифра, обозначающая класс точности, указывает значение допустимой относительной погрешности счетчика при его номинальной нагрузке.
Определить чувствительность счетчика
где I min - минимальный ток, при котором диск начинает устойчиво вращаться.
По ГОСТ 6570-60 чувствительность не должна быть меньше 0,5 - 1,0% в зависимости от класса точности.
В данной работе чувствительность не определяется.
Порядок выполнения работы
1. Изучить конструкцию счетчика, принцип его работы.
2. Собрать схему согласно рис.1.
3. Включением ламп установить нагрузку, соответствующую 10%, 20%, 50%, 100%, от номинального тока, указанного в паспорте.
21
4. Для каждого значения тока определить по секундомеру время, за которое диск делает 10 оборотов. Все полученные данные напряжения, тока и времени занести в таблицу 1.
5. Вычислить номинальную и действительную постоянные, относительную погрешность для всех режимов работы счетчика.
Сделать выводы о пригодности данного счетчика.
Используя принцип работы однофазного счетчика, проанализировать работу трехфазного счетчика и на основе рис.2 изобразить схему прямого включения в сеть трехфазного счетчика (т.е. исключив трансформаторы тока ТА1... ТА3)
Рис.1 Схема исследования однофазного счетчика активной энергии.
Рис.2. Схема подключения трехфазного счетчика электрической энергии.
Таблица 1
| N п/п | Измерено | Вычислено | ||||||
| U, В | I, А | t, c | n, об | Cн, Вт с/об | Cд, Вт с/об | , | ||
| 1 | ||||||||
| 2 | ||||||||
| 3 | ||||||||
| 4 | ||||||||
Содержание отчета
Схема включения однофазного счетчика в сеть.
Схема включения трехфазного счетчика (п.7).
Таблица с результатами измеренных и вычисленных значений.
3. Выводы о результатах поверки счетчика.
Контрольные вопросы.
1. Единицы измерения электрической энергии.
2. Основные части счетчика и их назначение.
3. Принцип работы индукционного счетчика.
4. Что указывается в паспорте счетчика?
5. Что называется передаточным числом счетчика?
6. Что показывает класс точности счетчика?
7. Что называется номинальной постоянной счетчика? Как она определяется?
8. Что называется действительной постоянной счетчика?
9. Как определить погрешность счетчика?
Литература
1. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. - М.: Энергоатомиздат, 1983,с.277 - 284.
2. Яцкевич В.В. Электротехника. - Мн.: Ураджай, 1981. - 183с.
3. Прищеп Л.Г. Учебник сельского электрика. - М.: Агропромиздат, 1986. - 509с.
Методические указания к лабораторной работе № 9
ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА
Цель работы:
1. Изучить конструкцию и принцип действия однофазного трансформатора.
2. Исследовать трансформатор в режимах холостого хода, короткого замыкания и при нагрузке.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Ознакомиться с устройством трансформатора, записать его паспортные данные, технические характеристики приборов, используемых в работе.
2. Собрать схему рис.1.
3. После проверки схемы преподавателем включить напряжение и произвести опыт холостого хода.
4. По данным опыта вычислить:
а) коэффициент трансформации n;
б) полную мощность S;
в) коэффициент мощности cos;
г) угол потерь в стали .
Результаты измерений и вычислений записать в таблицу 1.
Построить векторную диаграмму режима холостого хода трансформатора.
5. Собрать схему рис.2.
6. После проверки схемы преподавателем включить напряжение и, постепенно увеличивая нагрузку, записать показания приборов в таблицу 2.
7. По результатам измерений п.6 построить внешнюю характеристику трансформатора и определить процентное изменение напряжения U%.
8. Собрать схему рис.3.
9. После проверки схемы преподавателем включить напряжение и произвести опыт короткого замыкания. Для этого к первичной обмотке трансформатора подвести такое напряжение, при котором в первичной и вторичной обмотках устанавливаются номинальные токи I1Н и I2Н.
10. По данным опыта короткого замыкания вычислить: полное сопротивление Z2, активное сопротивление rК, реактивное сопротивление XК.
Pезультаты измерений и вычислений занести в таблицу 3.
КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования напряжения и тока при неизменной частоте.
Процесс преобразования энергии называется трансформацией.
Трансформатор может быть повышающим и понижающим. По числу фаз различают трансформаторы однофазные и трехфазные. Однофазный трансформатор (двухобмоточный) состоит из двух обмоток, намотанных на сердечник, который
набирается из тонких листов электротехнической стали, что уменьшает потери энергии от вихревых токов. Листы изолируются друг от друга лаком или оксидной пленкой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
