Проверка счетчика электрической энергии лабораторная работа

Обновлено: 12.05.2024

Практическая работа № 4 "Расчет погрешности однофазного электросчетчика"
методическая разработка на тему

Оборудование, инструмент и материалы : электросчётчик «Соло», автоматный выключатель, , соединительные провода, источник питания. Отвертки, плоскогубцы, бокорезы, нож монтажника. Приборы магнитно-электрической системы (вольтметр, амперметр). Тестер-мультиметр.

1. Краткое теоретическое описание

При выборе счетчика прежде всего надо точно знать тип электрической сети (однофазная или трёхфазная) и лимит электроэнергии, который определён для данного производственного участка. Выбирая модель счётчика исходя из потребляемой в вашем хозяйстве установленной мощности, узнают на какую максимальную величину тока он рассчитан.Немаловажное значение имеет количество потребляемой электроэнергии самим электросчётчиком. Выбранная модель обязательно должна быть сертифицирована. Учитывать габариты счётчика.

По принципу действия бывают индукционные и электронные счётчики. Счётчики подразделяются на однофазные и трехфазные. Электронные счетчики бывают однотарифные и многотарифные. Электронный счетчик в отличие индукционного не содержит вращающихся частей. Сигналы тока и напряжения поступают с измерительных элементов, обрабатывает микроконтроллер, а результат сохраняется во встроенной памяти и выводится на электронный дисплей. Тип счётчика «Соло»:

Класс точности 1,0
Напряжение 220 В
Тип счетчика М

Установка счетчика не вызывает затруднений. Щиток со счетчиком надо установить на четырех роликах (по углам щитка) в комнате вблизитого места, откуда проходит электропроводка от общего квартирного счетчика. Присоединять счетчик нужно по приводимой схеме.

Краткое теоретическое описание работы эл. счетчика

1 — токовая катушка (обмотка)

2 — катушка (обмотка) напряжения

3 — счетный механизм в виде червячной передачи

4 — постоянный магнит для создания торможения (плавности) хода диска

5 — алюминиевый диск

Счетный механизм в виде червячной передачи

Фi — магнитный поток, который создается током нагрузки

Фu — магнитный поток, который создается током в катушке напряжения

Электросчетчик состоит из 2 катушек (обмоток): катушка напряжения и токовая катушка, электромагниты которых расположены под углом 90° относительно друг друга в пространстве. В зазоре между этими электромагнитами находится алюминиевый диск, который с нижней и верхней стороны крепится на подпятниках. На оси диска установлен червяк, который через зубчатые колеса передает вращение счетному механизму.

Токовая катушка включается в цепь последовательно и состоит из небольшого количества витков. Наматывается такая катушка толстым проводом, соответственно прямому номинальному току электросчетчика.

Катушка напряжения включается в цепь параллельно и состоит из большого количества витков. Наматывается тонким проводом, примерно с диаметром 0,06 — 0,12.

Учет электроэнергии, потребляемой всеми приборами и лампами, имеющимися в квартире, производится электросчетчиками. По их показаниям и вычисляется оплата за пользование электроэнергией.
Если возникнут сомнения в правильности показаний счетчика, его можно легко проверить.

Для этого надо, прежде всего отключить от сети все имеющиеся в квартире лампы, приборы, радиоприемники и убедиться в том, что диск счетчика, который виден в смотровом окне, не вращается. Если диск продолжает вращаться, то это означает, что где-то остался не выключенный прибор.
Его надо выключить, иначе счетчик не проверишь.

Счетчики бывают различные. Одни из них учитывают расход электроэнергии в киловатт-часах ( квт-ч ), другие — в гектоватт-часах ( гвт-ч ). На щитке каждого счетчика указано, сколько оборотов диска соответствует расходу одного киловатт-часа и гектоватт-часа электроэнергии.

Например, на щитке счетчика может быть написано: «1 гвт-ч=300 оборотам диска» или «I квт-ч = 5 000 оборотов диска».

Для проверки счетчика надо знать, какому количеству энергии соответствует один оборот диска. Эта величина обозначается Ссч. Очевидно, что если на счетчике указано. 1 квт-ч = 5 000 оборотов диска, то его

Ссч =1 / 5000 кв-ч.

Если же на счетчике указано, что 1 гвт-ч=300 оборотам диска, то у этого счетчика

Ссч = 1 / 300 гвт-ч.

При проверке такого счетчика величину
Ссч надо выразить в киловатт-часах. Так как 1 квт-ч=10 гвт-ч, то Ссч= 1 : 3000 квт-ч. Выяснив все эти данные, можно приступить к проверке счетчика. Лучше всего для проверки воспользоваться электрическими лампочками.Надо включить одну или две лампы общей мощностью 75—100 ватт (вт) и в течение 5 минут (5 : 0,6— часа ) подсчитать число оборотов диска по красной черте.

Расход энергии лампами определяется по формуле А 1 = 5 : 60 x Р

где А 1 —фактический расход электроэнергии в киловатт-часах; Р — мощность включенных ламп в киловаттах (квт>.

Обычно мощность ламп указывается на их цоколях в ваттах, поэтому ее надо перевести в киловатты, исходя из того, что 1 квт =1000 вт.

Например, 75 вт = 0,075 квт, 25 вт = 0,025 квт.

Расход энергии, показанный счетчиком, определяется так:

где А 2 ,— расход электроэнергии в киловатт-часах; Ссч— расход электроэнергии в киловатт-часах за время одного оборота
диска счетчика;

N — число оборотов диска за 5 минут.

Если А 1 = А 2 , то счетчик работает правильно. Однако у бытовых счетчиков допустима погрешность, не превышающая 4%. Если разница между вычисленными значениями А 1 и А 2
больше 4%, то показания счетчика можно считать неправильными.

1. При работе в лаборатории электротехники во избежание несчастных случаев, а также преждевременного выхода из строя приборов и электрооборудования учащийся при выполнении лабораторных работ должен строго выполнять следующие правила внутреннего распорядка и техники безопасности:

2.Приступая в лаборатории к работе, учащийся должен ознакомиться с правилами внутреннего распорядка и техники безопасности.

Учащиеся обязаны не только строго выполнять эти правила, но и требовать неуклонного выполнения их от своих товарищей.
После ознакомления с правилами внутреннего распорядка и инструктажа по технике безопасности учащийся должен расписаться в соответствующем журнале.
При работе в лаборатории категорически запрещается загромождать рабочие места и способствовать созданию условий, могущих привести к нарушению правил техники безопасности.
В лаборатории запрещается громко разговаривать, покидать рабочие места и переходить от одного стенда к другому.
Приступая к работе в лаборатории, группа учащихся делится на бригады, которые затем распределяются по лабораторным стендам..
Сборку электрической цепи производят соединительными проводами при выключенном напряжении питания в строгом соответствии со схемой, обеспечивая при этом надежность электрических контактов всех разъемных соединений.
Приступая к сборке электрической цепи, необходимо убедиться в том, что к стенду не подано напряжение.
При сборке электрической цепи необходимо следить затем, чтобы соединительные провода не перегибались и не скручивались петлями. Приборы и электрооборудование расставляются так, чтобы было удобно ими пользоваться.
Собранная электрическая цепь предъявляется для проверки преподавателю или лаборанту.
Включение электрической цепи под напряжение (после проверки) производится только с разрешения и в присутствии преподавателя или лаборанта.
При обнаружении неисправностей в электрической цепи необходимо немедленно отключить ее от питающей сети и доложить об этом преподавателю или лаборанту.
Переключения и исправления в собранной электрической цепи разрешается производить только при отключенном напряжении питания.
Запрещается прикасаться пальцами, карандашами и другими предметами к оголенным токоведущим частям электрической цепи, находящимся под напряжением.
При работе с конденсаторами следует помнить, что на их зажимах, отключенных от сети, некоторое время сохраняется электрический заряд, могущий быть причиной поражения электрическим током.
При обнаружении повреждений электрического оборудования и приборов стенда, а также при появлении дыма, специфического запаха или искрения необходимо немедленно выключить напряжение питания стенда и известить об этом преподавателя или лаборанта.
После выполнения практической работы необходимо выключить напряжение питания стенда, разобрать исследуемую электрическую цепь и привести в порядок рабочее место.
В случае поражения человека электрическим током необходимо немедленно обесточить стенд, выключив напряжение питания. При потере сознания и остановке дыхания необходимо немедленно освободить пострадавшего от стесняющей его одежды и делать искусственное дыхание до прибытия врача.

указания по выполнению работы

Соберите цепь по схеме, изображенной на рисунке.

Определите фактический расход электроэнергии, израсходованной на работу ламп, а так же погрешность показаний электросчетчика.

В сеть включены две лампы мощностью 55 и 75 вт. Диск счетчика при контрольном замере сделал за 5 минут 60 оборотов. На щитке счетчика указано , что 1 гвт-ч = 558 оборотам диска, т. е. Ссч= 1 : 558 гвт-ч, или 1 : 5580 квт-ч. Определим фактический расход электроэнергии, израсходованной на
горение ламп.

А 1 = 5 : 60 x 0,13 = 0,01 квт-ч.

Расход энергии, показанный зато же время счетчиком.

А 2 = 1 : 5800 x 60= 0, 01 квт-ч.
А 1 = А 2.

Следовательно, счетчик показывает правильно. Установка контрольного счетчика. Для учета расхода электроэнергии в каждой квартире устанавливается
только один счетчик, находящийся под контролем Энергосбыта. Однако в тех случаях, когда в квартире проживает несколько жильцов и каждый из них пользуется различными бытовыми электроприборами, расчет за пользование электроэнергией вызывает иногда затруднения. Поэтому многие жильцы устанавливают в своих комнатах так называемые контрольные счетчики. Такие счетчики не контролируются организациями Энергосбыта, но служат для учета электроэнергии, расходуемой отдельными жильцами, и обеспечивают правильный расчет между ними. Контрольные счетчики продаются в торговой сети как отдельно, так и смонтированными на щитке вместе с пробочными предохранителями. Счетчики рассчитаны на определенное напряжение (127 или 220 в) и на определенную силу электрического тока (5 или 10 А). При наличии бытовых электроприборов следует приобретать счетчик на 10 А и на то напряжение, которое имеется в квартире.

4. Контрольные вопросы

4.1. Принцип работы индукционного счётчика.

4.2. Принцип работы электронного счётчика.

4.3. Что такое мощность?

4.4. Параллельное и последовательное соединение электроприёмников.

Таблица отчета о выполнении работы (Измерение сопротивления, силы тока и напряжения. Расчет простой электрической цепи)

Методические указания к лабораторным работам ПМ02 по профессии Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования

Материалы, оборудование: амперметр, вольтметр.

Основные теоретические сведения

Электромагнитная система. Принцип действия электромагнитной системы основан на взаимодействии катушки с ферромагнитным сердечником. Ферромагнитный сердечник втягивается в катушку при любой полярности протекающего по ней тока. Это обусловлено тем, что ферромагнетик располагается в магнитном поле катушки так, что поле усиливается. Следовательно, прибор электромагнитной системы может работать на переменном токе. Однако электромагнитные приборы являются всё-таки низкочастотными, так как с ростом частоты сильно возрастает индуктивное сопротивление катушки.

Уравнение шкалы или передаточная функция электромагнитной измерительной системы выражается как:

2 ,

где 2 = dt;

- индуктивность катушки

Достоинствами приборов электромагнитной системы являются простота конструкции, способность выдерживать значительные перегрузки, возможность градуировки приборов, предназначенных для измерений в цепях переменного тока, на постоянном токе. К недостаткам приборов этой системы можно отнести большое собственное потребление энергии, невысокую точность, малую чувствительность и сильное влияние магнитных полей.

На практике применяют амперметры электромагнитной системы с пределами измерения от долей ампера до 200 А, и вольтметры — от долей вольта до сотен вольт. Основное использование в виде щитовых и лабораторных переносных низкочастотных амперметров и вольтметров (f = 0 … 5 кГц).Класс точности 0,5 … 2,5,потребляемая мощность Рсоб =1 … 6 Вт.

Порядок выполнения работы:

1. Ознакомиться с оборудованием

2. Изучить устройство прибора.

3. Изучить правила эксплуатации.

4. Составить отчет

5. Ответить на контрольные вопросы.

Содержание отчета:

1. Название и цель работы.

2. Оборудование для выполнения лабораторной работы

3. Описать устройство прибора.

4. Достоинства и недостатки приборов данной системы.

5. Выводы по работе.

6. Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1. Какие классы точности приборов существуют?

2. Что указывается на шкале прибора?

3. Что такое характеристика прибора?

4. Выбор типа прибора.

Список литературы

1. Башарин С.А., Теоретические основы электротехники. Теория электрических цепей и электромагнитного поля. М, ЗАО «КЖИ «За рулем», М., ИЦ «Академия», 2004 год.

2. Евдокимов Ф.Е., Теоретические основы электротехники. М., ИЦ «Академия», 2004 год.

3. Макиенко Н. И. Общий курс слесарного дела. — М.: Высшая школа, 2002 год

4. Соколовский Г.Г., Электроприводы переменного тока с частотным регулированием, учебник. ИЦ «Академия», 2006 год.

5. Никитин Е.М. Краткий курс теоретической механики для ВТУЗов DJVU. М.: Главная редакция физико-математической литературы издательства "Наука", 2001. - 400 с.

6. Шишмарев В.Ю., Средства измерений, учебник. ИЦ «Академия», 2006 год.

Лабораторная работа № 7

Изучение работы измерительных приборов электродинамической системы

ПМ.02. Проверка и наладка электрооборудования

МДК 02.02. Контрольно-измерительные приборы

Цель работы:

Материалы, оборудование:

Основные теоретические сведения

Электродинамическая система — измерительный механизм содержит две измерительные катушки: неподвижную и подвижную. Принцип действия основан на взаимодействии катушек, электромагнитные поля которых взаимодействуют в соответствии с формулой:

cos ,

где Mвр — вращающий момент; I1 — ток через неподвижную катушку;I 2 —

ток через подвижную катушку; — фазовый сдвиг между синусоидальными токами; М— коэффициент взаимной индуктивности катушек.

На основе электродинамического механизма в зависимости от схемы соединения обмоток могут выполняться вольтметры, амперметры, ваттметры. Досто- инством электродинамических вольтметров и амперметров является высокая точность на переменном токе. Предел основной приведенной погрешности может быть 0,1.. .0,2 %, что является наилучшим достижимым показателем для измерителыахх приборов переменного тока. По другим показателям электродинамические приборы близки к электромагнитным. Электродинамические приборы используются как образцовые лабораторные низкочастотные высокого класса точности измерительные приборы.

Класс точности 0,1 … 0,2,потребляемая мощность Рсоб = 1 Вт., частотный диапазон 0 … 5кГц.

1 - неподвижная катушка

2 - подвижная катушка

Порядок выполнения работы:

1. Ознакомиться с оборудованием

2. Изучить устройство прибора.

3. Изучить правила эксплуатации.

4. Составить отчет

5. Ответить на контрольные вопросы.

Содержание отчета:

1. Название и цель работы.

2. Оборудование для выполнения лабораторной работы

3. Описать устройство прибора.

4. Достоинства и недостатки приборов данной системы.

5. Выводы по работе.

6. Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1. Какие классы точности приборов существуют?

2. Что указывается на шкале прибора?

3. Что такое характеристика прибора?

4. Выбор типа прибора.

Список литературы

2. Евдокимов Ф.Е., Теоретические основы электротехники. М., ИЦ «Академия», 2004 год.

3. Макиенко Н. И. Общий курс слесарного дела. — М.: Высшая школа, 2002 год

6. Шишмарев В.Ю., Средства измерений, учебник. ИЦ «Академия», 2006 год.

Лабораторная работа № 8

Изучение принципа работы электросчетчиков

ПМ.02. Проверка и наладка электрооборудования

МДК 02.02. Контрольно-измерительные приборы

Цель работы: изучение принципа работы электросчетчиков.

Материалы, оборудование: счетчики однофазные и трехфазные

Основные теоретические сведения

Счетчик электроэнергии является прибором, реагирующим не только на значение энергии, но и на направление ее передачи. Поскольку измеряемая электроэнергия пропорциональна мощности нагрузки, то в дальнейшем мы будем оперировать понятием «направление мощности».

Как известно, в электрической цепи активная энергия передается от ее источника (генератора) к приемнику (нагрузке). Разрежем один из проводов, соединяющих источник питания с электроприемником, с целью включения последовательной обмотки измерительного прибора. Конец провода, обращенный к источнику питания, можно назвать генераторным, а другой конец, обращенный к нагрузке, - нагрузочным.
В распределительных сетях, предназначенных для электроснабжения промышленных предприятий, объектов сельского хозяйства и других объектов, активная и реактивная мощности, как правило, передаются в одном направлении. Это объясняется тем, что электроприемники представляют собой активно-индуктивные сопротивления, т. е. наряду с активной потребляют и реактивную энергию.

При наличии у потребителя компенсирующих устройств направления активной и реактивной мощности могут быть, противоположными. Однако в большинстве случаев учет реактивной энергии, отдаваемой потребителем в сеть, не производится.
В замкнутых сетях направления активной и реактивной мощности могут быть различными и изменяющимися в зависимости от режима работы. Диск счетчика должен вращаться только в направлении, указанном стрелкой, так как в противном случае показания счетчика будут уменьшаться. Поэтому в таких сетях необходимы счетчики со стопорами, причем по два - для каждого вида энергии. Заметим, что направление мощности от шин в линию принято считать положительным, а от линии к шинам отрицательным

Порядок выполнения работы:

1. Ознакомиться с оборудованием

2. Изучить устройство прибора.

3. Изучить правила эксплуатации.

4. Составить отчет

5. Ответить на контрольные вопросы.

Содержание отчета:

1. Название и цель работы.

2. Оборудование для выполнения лабораторной работы

3. Описать устройство прибора.

4. Достоинства и недостатки приборов данной системы.

5. Выводы по работе.

6. Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1. Какие классы точности приборов существуют?

2. Что указывается на шкале прибора?

3. Что такое характеристика прибора?

4. Выбор типа прибора.

Список литературы

2. Евдокимов Ф.Е., Теоретические основы электротехники. М., ИЦ «Академия», 2004 год.

3. Макиенко Н. И. Общий курс слесарного дела. — М.: Высшая школа, 2002 год

6. Шишмарев В.Ю., Средства измерений, учебник. ИЦ «Академия», 2006 год.

Лабораторная работа № 9

Определение погрешности измерений

ПМ.02. Проверка и наладка электрооборудования

МДК 02.02. Контрольно-измерительные приборы

Цель работы: определение погрешности измерительных приборов.

Материалы, оборудование: амперметр, ваттметр, вольтметр.

Основные теоретические сведения

Технические характеристики средства измерения отражаются все основные его свойства (погрешность, чувствительность, габариты, масса и т.д.). Технические характеристики средств измерений, влияющие на результаты и погрешности измерений, называют метрологическими характеристиками.

Основными метрологическими характеристиками любого электроизмерительного прибора и устройства являются класс точности или предел допускаемой основной погрешности. Для большинства типов приборов в стандартах на конкретные виды приборов устанавливается в качестве основной характеристики класс точности.

Класс точности является обобщенной характеристикой средств измерений, определяющей пределы допускаемых основных и дополнительных погрешностей. Основная погрешность-это погрешность средства измерений, используемого в нормальных для него условиях эксплуатации (температура окружающего воздуха, влажность воздуха, атмосферное давление и др.).

Для приборов, у которых основная погрешность больше 4%, класс точности не устанавливается, и приборы характеризуются предельным значением основной погрешности.

Погрешность измерения — оценка отклонения измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения.

Пределы допускаемых основных и дополнительных погрешностей устанавливаются в виде абсолютных, относительных или приведенных погрешностей.

Абсолютная погрешность  прибора есть разность между показателем прибора Х_П и истинным значением Х измеряемой величины, т.е.:  = Х_П – Х.

Точность измерения оценивается обычно не абсолютной, а относительной погрешностью – выраженной процентным отношением.

Относительная погрешность  прибора представляет собой отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины. Относительная погрешность, обычно выражаемая в процентах, равно:

В связи с тем, что истинное значение величины остается неизвестным, при оценке погрешностей его заменяют приближающимся к нему значением, найденным экспериментальным путем и называемым действительным. При проверке прибора действительное значение обычно принимается равным показанию образцового прибора.

Для оценки точности электроизмерительных приборов служит приведенная погрешность.

Приведенная погрешность  прибора есть выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению Х _N :

Для приборов с нулевой отметкой на краю или вне шкалы нормирующее значение равно конечному значению диапазона измерений. Для приборов с двухсторонней шкалой, т.е. с отметками шкалы, расположенными по обе стороны от нуля, оно равно арифметической сумме конечных значений диапазона измерений.

Класс точности у различных средств измерений может выражаться одним числом или дробью.

В зависимости от способа, который используется для сравнения измеряемой величины с единицей измерения, электроизмерительные приборы подразделяются на приборы непосредственной оценки (вольтметр) и приборы сравнения, служащие для сравнения измеряемой величины с известными, которые иногда монтируются в прибор (мост для измерения сопротивления).

Приборы с непосредственным отсчетом, кроме того, подразделяются:

по принципу действия в зависимости от системы: приборы магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, электростатической систем; цифровые и т.д.

по степени точности: приборы классов точности 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 .

Каждый, даже самый лучший прибор, имеет некоторую погрешность измерения. По степени точности приборы делят на 8 классов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4, причем самый точный прибор имеет класс 0,05. Погрешность тем меньше, чем ближе измеряемая величина к номинальному значению прибора. Поэтому предпочтительно использовать такие приборы, у которых во время измерения стрелка будет находиться во второй половине шкалы.

Порядок выполнения работы:

1. Ознакомиться с оборудованием

2. Определить класс точности каждого прибора

3. Дать характеристику приборам.

4. Составить отчет

5. Ответить на контрольные вопросы.

Содержание отчета:

1. Название и цель работы.

2. Оборудование для выполнения лабораторной работы

3. Описать характеристику каждого прибора по условным обозначениям.

4. Выводы по работе.

5. Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1. Какие классы точности существуют?

2. Что называется абсолютной погрешностью?

3. Почему пользуются приведенной погрешностью?

4. Что влияет на точность измерений?

5. Достоинства комбинированных приборов.

Список литературы

2. Евдокимов Ф.Е., Теоретические основы электротехники. М., ИЦ «Академия», 2004 год.

3. Макиенко Н. И. Общий курс слесарного дела. — М.: Высшая школа, 2002 год

6. Шишмарев В.Ю., Средства измерений, учебник. ИЦ «Академия», 2006 год.

Лабораторная работа № 10

Определение мощностей по показаниям приборов

ПМ.02. Проверка и наладка электрооборудования

МДК 02.02. Контрольно-измерительные приборы

Цель работы: определить мощность в сети.

Материалы, оборудование: вольтметр, амперметр, ваттметр.

Основные теоретические сведения

Электрическая мощность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. При изучении сетей переменного тока, помимо мгновенной мощности, соответствующей общефизическому определению, вводятся также понятия активной мощности, равной среднему за период значению мгновенной, реактивной мощности, которая соответствует энергии, циркулирующей без диссипации от источника к потребителю и обратно, и полной мощности, вычисляемой как произведение действующих значений тока и напряжения без учёта сдвига фаз.

По назначению и диапазону частот ваттметры можно разделить на три категории — низкочастотные (и постоянного тока), радиочастотные и оптические. Ваттметры радиодиапазона по назначению делятся на два вида: проходящей мощности, включаемые в разрыв линии передачи, и поглощаемой мощности, подключаемые к концу линии в качестве согласованной нагрузки. В зависимости от способа функционального преобразования измерительной информации и её вывода оператору ваттметры бывают аналоговые (показывающие и самопишущие) и цифровые.

НЧ-ваттметры используются преимущественно в сетях электропитания промышленной частоты для измерения потребляемой мощности, могут быть однофазные и трехфазные. Отдельную подгруппу составляют варметры — измерители реактивной мощности. Цифровые приборы обычно совмещают возможность измерения активной и реактивной мощности.

Чаще всего измерение мощности осуществляется одним прибором — ваттметром. Как было сказано ранее, для измерения мощности лучшей является электродинамическая система.

Ваттметр снабжен двумя измерительными элементами в виде двух катушек: последовательной и параллельной. По первой катушке течет ток, пропорциональный нагрузке, а по второй — пропорциональный напряжению в сети. Угол поворота подвижной части электродинамического ваттметра пропорционален произведению тока и напряжения в измерительных катушках:

α = k I U = k P

Схема включения ваттметра

При отсутствии ваттметра мощность определяется путем вычисления показателями вольтметра и амперметра.

Порядок выполнения работы:

1. Ознакомиться с оборудованием

2. Определить мощность сети при максимальной нагрузке.

3. Определить ток протекающий по двигателю, используя паспортную мощность.

4. Составить отчет

5. Ответить на контрольные вопросы.

Содержание отчета:

1. Название и цель работы.

2. Оборудование для выполнения лабораторной работы

3. Определение мощности всей нагрузки сети.

4. Выводы по работе.

5. Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1. Что такое мощность, единицы измерения?

2. Как определяется мощность в однофазных сетях?

3. Как определяется мощность в трехфазных сетях?

4. Для чего необходимо знать мощность потребителя?

5. Выбор вводных кабелей по нагрузке.

Список литературы

2. Евдокимов Ф.Е., Теоретические основы электротехники. М., ИЦ «Академия», 2004 год.

3. Макиенко Н. И. Общий курс слесарного дела. — М.: Высшая школа, 2002 год

1.1 Конструкция и принцип действия

Принцип действия индукционных приборов основан на взаимодействии двух или нескольких переменных магнитных потоков с токами, индуцированными в подвижном проводнике (например, диске). Типичным представителем этой системы является классический индукционный счетчик- измеритель активной энергии.

Рассмотрим устройство и принцип действия индукционного однофазного счетчика активной энергии. На рис 1 показана упрощенная конструкция такого прибора. Основными элементами прибора являются два магнитопровода со своими обмотками (напряжения и токовой),вращающийся диск и счетный механизм.

Рис. 1. Упрощенная конструкция индукционного однофазного счетчика

Рис. 2. Схема, поясняющая принцип действия счетчика:

Вращающий момент M в данной электромагнитной механической системе можно определить следующим образом:

Где k - общий коэффициент пропорциональности; sin - фазовый сдвиг

Для получения результата определения потребленной активной энергии достаточно проинтегрировать значения текущей мощности. Это интегрирование реализовано счетным механизмом 9, связанным с осью 7 червячной передачей 8.

Постоянный магнит служит для создания тормозного момента и обеспечения угловой скорости вращения, пропорциональной текущему значению активной мощности. Кроме того, в реальной конструкции есть элементы, обеспечивающий дополнительный момент, компенсирующий момент трения, а также элементы устранения «самохода».

1.2 Цель работы

Произвести частичную поверку однофазного счетчика активной энергии методом, предусматривающим применение ваттметра и секундомера.

1.3 Литература

1.Хрусталева З.А., Электротехнические измерения: учебник 2011-208с. (Среднее профессиональное образование)

2. Хрусталева З.А., Электротехнические измерения. Задачи и упражнения: учебное пособие, 2011. 256 с. (среднее профессиональное образование)

3. Хромоин П.К. Электротехнические измерения: учебное пособие 2019 г. – 288с. (Среднее профессиональное образование)

1.4 Оборудование

Лабораторный стенд, однофазные счетчики (классы точности: 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; и 3,0;)

1.5 Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с приборами, имеющимися на лабораторном стенде, внести в отчет их паспортные данные.

2. Собрать схему рис. 13.13, обратив особое внимание на правильность включения генераторных зажимов образцового ваттметра PW и поверяемого счетчика PJ .

Рис.3. Схема поверки однофазного счетчика.

3. При замкнутых ключах SA 1 и SA 2 подать напряжение на собранную схему и установить по вольтметру с помощью однофазного регулятора напряжения T номинальное напряжение U _ном счетчика. Изменяя нагрузку R _наг, установить по амперметру номинальный ток I _ном счетчика ( U _ном и I _ном счетчика указаны на его щитке). Прогреть схему в течение 15 мин.

4. Проверить счетчик на отсутствие самохода. Для этого разомкнуть ключ SA 1 и при I =0 по вольтметру с помощью регулятора напряжения T установить напряжение питания счетчика равное 110% U _ном. Если при этом диск счетчика не совершает более одного полного оборота, то самоход у счетчика отсутствует.

5. Определить порог чувствительности счетчика. Для этого с помощью регулятора напряжения T по вольтметру установить U _ном счетчика, включить ключ SA 1 и путем увеличения сопротивления нагрузки R _наг получить минимально возможное показание амперметра, при этом диск счетчика должен быть неподвижен. Далее, разомкнуть ключ SA 2 и путем плавного уменьшения сопротивления нагрузки R _наг добиться начала движения и непрерывного вращения диска счетчика. Внести в отчёт значение тока I _порог, определенное по миллиамперметру; замкнуть ключ SA 2. Вычислить значение тока I _порог в процентах I _ном.

6. Определить относительную погрешность счетчика при U _ном= U I = I _ном. Установка значения тока I _ном осуществляется путём изменения нагрузки R _наг при замкнутом ключе SA 2.

Относительная погрешность счётчика в процентах определяется по формуле

Где W _сч – значение учтенной счётчиком энергии; W – действительное значение энергии, определенное по образцовому вольтметру.

Для определения W _сч необходимо с помощью секундомера измерить время вращения диска счётчика при совершении N целых оборотов. Число N выбирают таким, чтобы время t было не менее 50-60 секунд. Определение интервала времени t проверяют три раза. За измеренное значение t _и берут среднее арифметическое значение из трёх измерений. Значение W _сч определяется по формуле

Где C _ном – номинальное постоянная счётчика:

Здесь N ₀ – передаточное число счётчика, указанное на его щитке.

Значение W определяют по формуле

Где P _w – значение мощности, Вт, определенное по образцовому ваттметру:

Здесь c _ном – номинальная постоянная ваттметра; а – отсчёт по шкале ваттметра в делениях.

7. Используя имеющиеся в лаборатории выписки, определить заключение о допустимости определенных выше параметров счётчика с учетом обозначенного на щитке проверяемого счетчика класса точности.

8. Составить отчёт по требуемой формуле в форме.

1.6 Содержание отчёта.

1. Название и цель работы.

2. Исследуемые схемы, полученные показания приборов и результаты аналитических расчетов.

3. Выводы по лабораторной работе.

1.7 Контрольные вопросы

1. Какой измерительный механизм используется в однофазном счётчике?

2. Чему равен вращающий момент в индукционном измерительном механизме?

3. Как определить передаточное число счётчика?

4. Назовите величину, обратную передаточному числу счётчика.

5. По каким данным определяется энергия счетчика?

6. Как определить допустимую относительную погрешность счётчика в процентах?

Метрология лабы / Лабораторная работа № 8

Единице электрической энергии 1 кВтч, регистрируемой счётным механизмом, соответствует определённое число оборотов диска счётчика. Это соотношение называется передаточным числом Аи указывается на счётчике – 1 кВтч = N₀ оборотов диска.

Величина, обратная передаточному числу, т. е. энергия, регистрируемая счётчиком за 1 оборот, называется номинальной постоянной счётчика

, Втс/об.

Под действительной постоянной счётчика понимается количество энергии, действительно израсходованной в цепи за время одного оборота диска счётчика. Эта энергия измеряется образцовыми приборами, например, ваттметром и секундомером. Действительнаяпостоянная счётчика, в отличие от номинальной, зависит от режима работы счётчика, а также от внешних условий. Зная значения постоянныхC₀ и C, можно определить относительную погрешность счётчика

, (8.1)

где W_X – энергия, измеренная счётчиком; W – действительное значение энергии, израсходованной в цепи.

Поверку счётчиков осуществляют, согласно требованиям ГОСТ 14767-89. Перед определением погрешностей (в целях прогрева измерительного механизма) счётчик должен находиться в течение 15 минут под номинальным напряжением и номинальным током. Счётчик активной энергии при этом должен работать при cos = 1, а счётчик реактивной энергии – при sin  = 1. При этом записывают промежуток времени, в течение которого счётчик прогревался, и показания счётного механизма до и после прогрева. Эти данные предназначаются для контроля правильности работы счётного механизма: произведение средней мощности нагрузки на время работы счётчика должно равняться разности показаний счётного механизма на один знак низшего разряда. Погрешность счетчика определяется

. (8.2)

У каждого счётчика определяют отсутствие самохода и порог чувствительности.

Отсутствие самохода у счётчиков переменного тока проверяют при напряжении равном 110 % от номинального значения. При этом диск счётчика должен сделать не более одного полного оборота при отсутствии тока в цепи последовательной обмотки. Время определения отсутствия самохода должно быть не менее 10 минут.

Порог чувствительности определяют при номинальном напряжении. Под порогом чувствительности счётчика понимают минимальный ток в процентах от номинального, при котором диск при номинальном значении напряжения, номинальной частоте и cos = 1начинает безостановочно вращаться.

1. Ознакомиться со схемой рис. 8.1.

Рис. 8.1. Схема поверки однофазного счётчика активной энергии

2. Установив заданную нагрузку, отсчитать по секундомеру время t (не менее 50–60 с), в течение которого диск сделает целое число оборотов, и произвести запись показаний ваттметра. Измерение времени при одной и той же нагрузке и при одном и том же числе оборотов N произвести не менее 2 раз. За действительное значение времени принять среднее арифметическое.

3. Результаты поверки счётчика представить в виде табл. 8.1. Поверку произвести дважды: при cos = 1 и cos = 0,5.

4. Сделать выводы по результатам поверки.

5. Построить нагрузочную кривую счётчика. Объяснить характер её изменения.

Лабораторная работа изучение счетчиков электрической энергии

Принцип действия и устройство счётчиков электрической энергии

С помощью электросчетчиков осуществляется учет израсходованной электрической энергии. Электросчетчики бывают индукционные и электронные.

Измерительный механизм индукционного однофазного счетчика электрической энергии (электроизмерительный прибор индукционной системы) состоит из двух электромагнитов, расположенных под углом 90° друг к другу, в магнитном поле которых находится легкий алюминиевый диск. Схема устройства счетчика электрической энергии показана на рисунке 1.

Для включения счетчика в цепь его токовую обмотку соединяют с электроприемниками последовательно, а обмотку напряжения - параллельно. При прохождении по обмоткам индукционного счетчика переменного тока в сердечниках обмоток возникают переменные магнитные потоки, которые, пронизывая алюминиевый диск, индуцируют в нем вихревые токи.

Взаимодействие вихревых токов с магнитными потоками электромагнитов создает усилие, под действием которого диск вращается. Последний связан со счетным механизмом, учитывающим частоту вращения диска, т.е. расход электрической энергии.

Рис. 1. Схема устройства счетчика электрической энергии: 1 - обмотка тока, 2 - обмотка напряжения, 3 - червячный механизм, 4 - счетный механизм, 5 - алюминиевый диск, б - магнит для притормаживания диска.

Рис. 2. Устройство индукционного электросчетчика

Для учета потребленной электроэнергии в сетях переменного трехфазного тока применяются трехфазные индукционные электросчетчики, принцип действия которых аналогичен однофазным.

В настоящее время все более широкое применение получили электронные (цифровые) электросчетчики. Электронные счетчики обладают рядом преимуществ по сравнению с индукционными счетчиками:

- малые габаритные размеры,

- отсутствие вращающихся частей,

- возможность учета электроэнергии по нескольким тарифам,

- измерение суточных максимумов нагрузки,

- учет как активной, так и реактивной мощности,

- более высокий класс точности,

- возможность дистанционного учета электроэнергии.

Рис. 3. Схема устройства электронного счетчика электроэнергии

В настоящее время учёт электроэнергии, в основном, производится по одному тарифу (то есть стоимость электроэнергии одинакова независимо от времени потребления). Однако, начинает вводится многотарифные системы оплаты, при которых стоимость электрической энергии различна по часам суток или по дням недели.

Указанный подход обеспечит более равномерное потребление электроэнергии потребителями и снижение максимальной нагрузки энергосистемы. Поэтому уже выпускаются электронные счётчики со встроенными часами, которые питаются от аккумуляторной батареи, что обеспечивает учёт электроэнергии по разным интервалам времени, задаваемым программно.

Как правило, электронные счётчики имеют жидкокристаллический индикатор, на котором отображаются потребляемая электроэнергия по каждому из тарифов, текущая потребляемая мощность, текущее время и дата и другие измеряемые прибором параметры.

2. Классификация и технические характеристики индукционных счетчиков

Различают однофазные и трехфазные счетчики. Однофазные счетчики применяются для учета электроэнергии у потребителей, питание которых осуществляется однофазным током (в основном, бытовых). Для учета электроэнергии трехфазного тока применяются трех фазные счетчики.

Трехфазные счетчики можно классифицировать следующим образом.

По роду измеряемой энергии — на счетчики активной и реактивной энергии.

В зависимости от схемы электроснабжения, для которой они предназначены,— на трехпроводные счетчики, работающие в сети без нулевого провода, и четырехпроводные, работающие в сети с нулевым проводом.

По способу включения счетчики можно разделить на 3 группы

- Счетчики непосредственного включения (прямого включения), включаются в сеть без измерительных трансформаторов. Такие счетчики выпускаются для сетей 0,4/0,23 кВ на токи до 100 А.

- Счетчики полукосвенного включения, своими токовыми обмотками включаются через трансформаторы тока. Обмотки напряжения включаются непосредственно в сеть. Область применения - сети до 1 кВ.

- Счетчики косвенного включения, включаются в сеть через трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Область применения - сети выше 1 кВ.

Счетчики косвенного включения изготовляются двух типов. Трансформаторные счетчики — предназначены для включения через измерительные трансформаторы, имеющие определенные наперед заданные коэффициенты трансформации. Эти счетчики имеют десятичный пересчетный коэффициент (10п). Трансформаторные универсальные счетчики — предназначены для включения через измерительные трансформаторы, имеющие любые коэффициенты трансформации. Для универсальных счетчиков пересчетный коэффициент определяется по коэффициентам трансформации установленных измерительных трансформаторов.

Изучение и поверка однофазного счетчика активной энергии: Методические указания к лабораторной работе

Рассмотрено устройство, принцип действия и основные характеристики однофазных счетчиков активной энергии. Представлены методические указания по порядку их поверки и обработке результатов поверки. Для студентов направления 140200 - "Электроэнергетика" специальности: 140211 - "Электроснабжение" и 140205 - "Электроэнергетические системы и сети".

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.

Читайте также:

Проверка счетчика электрической энергии лабораторная работа

Практическая работа № 4 "Расчет погрешности однофазного электросчетчика" методическая разработка на тему

Методические указания к лабораторным работам ПМ02 по профессии Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования

1.1 Конструкция и принцип действия

1.2 Цель работы

1.3 Литература

1.4 Оборудование

1.5 Порядок выполнения работы

1.6 Содержание отчёта.

1.7 Контрольные вопросы

Метрология лабы / Лабораторная работа № 8

Лабораторная работа изучение счетчиков электрической энергии

Принцип действия и устройство счётчиков электрической энергии

Изучение и поверка однофазного счетчика активной энергии: Методические указания к лабораторной работе

Практическая работа № 4 "Расчет погрешности однофазного электросчетчика"
методическая разработка на тему