Измерение активной энергии в трехфазных цепях

Трехфазные индукционные счетчики активной энергии имеют в одном корпусе два или три измерительных механизма (вращающих элемента), подобных измерительному механизму однофазного счетчика.

Двухэлементные счетчики используются для учета активной энергии в трехфазных трехпроводных цепях переменного тока. Трехэлементными счетчиками учитывается активная энергия в трехфазных четырехпроводных цепях переменного тока.

Как в двухэлементных, так и в трехэлементных счетчиках диски вращающих элементов укрепляются на одной оси. Это позволяет получить общий вращающий момент подвижной части счетчика, равный алгебраической сумме вращающих моментов отдельных элементов. Таким образом, независимо от количества применяемых вращающих элементов в счетчиках устанавливается один счетный механизм.

Включение вращающих элементов счетчиков для учета активной энергии производится по схемам включения ваттметров для измерения активной мощности.

Генераторные зажимы токовых обмоток счетчиков обозначаются буквой Г, а зажимы, к которым подключается нагрузка, - буквой Н. Зажимы обмоток напряжения счетчиков, предназначенных для включения в трехфазные трех- или четырехпроводные цепи, обозначаются цифрами 1,2,3 и 0.

Промышленностью выпускаются счетчики трех разновидностей: счетчики непосредственного включения, трансформаторные счетчики и счетчики трансформаторные универсальные.

Трансформаторные счетчики предназначены для включения через измерительные трансформаторы, имеющие определенные, наперед заданные коэффициенты трансформации.

Трансформаторные универсальные счетчики предназначены для включения через измерительные трансформаторы, имеющие любые коэффициенты трансформации.

В трехфазных трехпроводных цепях для измерения активной энергии используются двухэлементные счетчики активной энергии типа САЗ или САЗУ.

В трехфазных четырехпроводных цепях для измерения активной энергии используются трехэлементные счетчики активной энергии типа СА4 или СА4У.

Включение вращающих элементов счетчиков для учета активной энергии производится по схемам включения, представленным на рис. 8.2 и 8.3.

Рис. 8.2. Схема включения двухэлементного трехфазного счетчика типа САЗ

В случае измерения активной энергии в трехфазной четырехпроводной цепи с применением измерительных трансформаторов тока и измерительных трансформаторов напряжения показания счетчика необходимо умножить на номинальный коэффициент трансформации К_Iном применяемого измерительного трансформатора тока и номинальный коэффициент трансформации К_Uном применяемого трансформатора напряжения:

W = W_сч ∙ К_Iном · К_Uном

Рис. 8.3. Схема включения трехэлементного трехфазного счетчика типа СА4

При этом генераторные зажимы токовых обмоток счетчика Г должны быть подключены к зажимам И₁ измерительных трансформаторов тока, а зажимы обмоток напряжения счетчика 1, 2 и 3 – к зажимам «а» измерительных трансформаторов напряжения.

2. Программа работы

1. Ознакомиться с аппаратурой и приборами, необходимыми для выполнения работы и записать их основные технические данные.

2. Собрать схему (рис. 8.4) и предъявить ее для проверки преподавателю.

Рис. 8.4. Схема измерения активной энергии в однофазной цепи

3. При отсутствии тока в последовательной обмотке счетчика (ключ SА разомкнут) и номинальном напряжении на его параллельной обмотке убедиться в отсутствии вращения диска, т.е. в отсутствии у счетчика самохода.

4. Вычислить номинальную постоянную счетчика С_ном..

5. Измерить активную энергию, израсходованную в однофазной цепи за время t = 300 сек., для чего:

- включить схему в сеть переменного тока напряжением U =220В;

- изменяя сопротивление нагрузки R_нагр по амперметру установить ток равный 50% от номинального тока счетчика;

- измерить число оборотов диска N за время t = 300 сек., ток в цепи I, напряжение U, активную мощность Р;

- вычислить энергию W за время t = 300 сек., используя показание ваттметра, и энергию W_сч, регистрируемую счетчиком за это же время, используя С_ном и N.

6. Приняв за действительное значение энергии величину, подсчитанную по показанию ваттметра за время t = 300 сек., а за измеренное значение – энергию, регистрируемую за то же время счетчиком, вычислить относительную погрешность измерения энергии d.

7. Результаты измерений и расчетов записать в табл. 8.1.

Таблица 8.1

Нагрузка в % от Номинальной	Опытные данные	Расчетные данные
t	N	I	U	P	Cном	W	Wсч	d
c	oбор.	А	В	Вт	Вт·с обор	Вт·с	Вт·с	%
50% Iном

8. Собрать схему (рис. 8.5) и предъявить ее для проверки преподавателю.

9. Определить номинальную постоянную трехфазного счетчика C_ном.

10. Измерить активную энергию, израсходованную в трехфазной цепи за время t = 300 сек., для чего:

- включить схему в сеть переменного тока напряжением 220/127В;

- замкнуть ключ SA и изменяя сопротивление нагрузки R_A, R_B, R_С по амперметрам А₁, А₂, А₃ установить неравномерную нагрузку;

- измерить за время t =300 сек число оборотов диска трехфазного счетчика активной энергии N, токи I_А, I _В, I_С и напряжения U_А, U_В, U_C;

- вычислить: активную мощность трехфазной цепи Р (используя показания ваттметров PW₁ и PW₂); активную энергию за время t =300 сек, регистрируемую счетчиком САЗ (W_{с ч}) и по показаниям двух ваттметров (W).

Рис. 8.5. Схема измерения активной энергии в трехфазной цепи

11. Приняв за действительные значения активной энергии величину, подсчитанную по показаниям двух ваттметров за время t = 300 сек, а за измеренные значения – энергию, регистрируемую трехфазным счетчиком активной энергии за время t = 300 сек, вычислить погрешность измерения активной энергии (d_W).

12. Результаты измерений и расчетов записать в табл. 8.2.

Таблица 8.2

Опытные данные

Расчетные данные

t

N

IА

IВ

IС

UА

UВ

UС

PW1

PW2

Р

Cном

W

Wсч

dW

сек.

обор

А

А

А

В

В

В

Вт

Вт

Вт

Вт·с/об

Вт·с

Вт·с

%

Дата добавления: 2014-11-29