Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Метрологическая карта средств измерения

3. Схемы опытных установок.

4. Формулы и расчет внутреннего сопротивления и сопротивления шунта.

5. Таблицы измерений и примеры расчета погрешностей.

6. Выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Объясните, каким образом можно изменить предел измерения вольтметра?

2. Объясните, каким образом можно изменить предел измерения амперметра?

3. Изобразите схему включения вольтметра с расширенным пределом измерения.

4. Изобразите схему включения амперметра с расширенным пределом измерения.

5. Приведите формулы для расчета добавочного сопротивления и сопротивления шунта.

6. Как рассчитать цену деления прибора с расширенным пределом измерения?

Лабораторная работа №3 учет электрической энергии и поверка счетчиков

Цель работы: исследование схем включения трехфазных и однофазных счетчиков для учета активной и реактивной электроэнергии и проверка правильности работы счетчиков по показаниям контрольно-измерительных приборов лабораторного типа.

Теоретическая часть

Все потребители электроэнергии независимо от присоединенной мощности должны иметь счетчики активной энергии (расчетные счетчики) для расчета за полученную энергию. У потребителя с присоединенной мощностью 100 кВА и более должны быть установлены счетчики реактивной энергии.

В трехфазных сетях для учета электроэнергии применяют трехфазные или однофазные счетчики. Начала обмоток счетчиков обозначаются звездочками.

В сетях низкого напряжения (до 380 В) счетчики включаются или непосредственно в сеть (при токах до 10-50А) или через трансформаторы тока (ТА). Счетчики с номинальным напряжением 100В включаются в сеть через измерительные трансформаторы напряжения (ТV). Счетчики, предназначенные для работы с определенными трансформаторами тока и напряжения, обозначенными на их щитках, измеряют энергию уже с учетом коэффициентов трансформации и никаких поправочных коэффициентов не требуют. Счетчики универсальные (в обозначении вводится буква «у») могут включаться с любыми ТА и ТV.

В обозначениях счетчиков используют буквы и цифры, которые обозначают:

С – счетчик; О – однофазный; А – активной энергии, Р – реактивной энергии; 3 – для трехпроводной сети; 4 – для четырехпроводной сети; У – универсальный, И – индукционной измерительной системы, цифры в обозначении счетчика (исключая 3 и 4) обозначают конструктивное исполнение, П – прямоточный (для включения без измерительных трансформаторов), М – модернизированный.

Схемы включения и типы счетчиков выбираются в зависимости от назначения прибора и характера трехфазной системы, которая может быть:

1. Симметричной, когда равны между собой фазные и линейные напряжения, токи и углы сдвига фаз.

2. С простой несимметрией, когда напряжения симметричны, а токи (нагрузки) в фазах неодинаковы.

3. Системы с полной асимметрией, когда токи в фазах различны и напряжения несимметричны.

Наиболее часто встречаются симметричные системы, так как в современных энергосистемах обычно поддерживается полная симметрия напряжений. Поэтому при выполнении лабораторной работы будем использовать четырехпроводную симметричную сеть низкого напряжения с малым током нагрузки. Таким образом, будем использовать прямое включение счетчиков без трансформаторов тока и напряжения.

В качестве потребителей электроэнергии (нагрузки) при выполнении лабораторной работы используется асинхронный двигатель и термоэлектронагреватель.

Схема включения однофазного счетчика для учета активной энергии

В трехфазной четырехпроводной симметричной сети низкого напряжения (до 380 В) учет активной энергии можно вести при помощи одного однофазного счетчика, включенного на фазный ток и фазное напряжение. Так как сеть трехфазная, то показания счетчика умножаются на три.

Схема включения однофазного счетчика активной энергии в симметричной трехфазной четырехпроводной сети, где потребителем является асинхронный электродвигатель, представлена на рис.3.1. Для поверки счетчика в качестве образцового прибора используется ваттметр (Wобр).

Схема включения однофазного счетчика для учета активной энергии термоэлектронагревателя (печки) аналогична.

Рис.3.1

Схема включения однофазного счетчика для учета реактивной энергии

Возможность измерения реактивной энергии цепи трехфазного тока счетчиком активной энергии вытекает из следующих соображений.

Энергия, показываемая однофазным счетчиком активной энергии определяется током (I) его последовательной катушки, напряжением (U), приложенным к его параллельной цепи и косинусом угла сдвига между током и напряжением. Если такой счетчик включить так, чтобы между током его последовательной катушки и напряжением на его параллельной цепи был угол сдвига 90⁰, то счетчик будет измерять реактивную энергию.

Схема включения однофазного счетчика для учета реактивной энергии в симметричной трехфазной сети представлена на рис.3.2.

Рис.3.2

Схема включения трехфазного счетчика для учета активной энергии

Измерение активной энергии в трехфазных сетях, особенно при наличии несимметрии, возможно производить при помощи трехфазных счетчиков активной нагрузки.

Схема включения трехфазного счетчика активной энергии в трехфазной четырехпроводной сети, представлена на рис.3.3.

Рис. 3.3

Схема включения трехфазного счетчика для учета реактивной энергии

При включении трехфазных счетчиков для учета реактивной энергии используется общее правило: токовая обмотка включается в разрыв фазы, начало обмотки напряжения (генераторный режим) подключается к следующей в порядке чередования фазе, а конец обмотки напряжения к оставшейся фазе. Таким образом, схема включения трехфазного счетчика для измерения реактивной энергии в трехфазной четырехпроводной сети, представлена на рис.3.4.

Рис. 3.4