Устройство счётчиков электрической энергии и их применение

1.  Цель и программа работы

Цель работы: знакомство с устройством различных счётчиков электрической энергии и их применением, опытное определение их основных характеристик.

Программа работы:

1. Поверка ферродинамического счётчика

2. Измерение энергии различными счётчиками

2. Спецификация приборов

Таблица 1. Измерительные приборы

Прибор	Цена деления	Предел измерения	Зав №	Система	Точность
Амперметр	3	0,02	70327	МЭ	0,5
Вольтметр	150	2	4435	МЭ	0,5

Таблица 2. Счетчики

Тип счетчика	Заводской номер	UH, B	IH, A	A, об/кВт×с	СН, Вт×с/об	f, Гц
Индук-ционный	4446	220	5	1200	3000	50
Феррод-инамиче-ский	02143	100	1,5	25000	144

3. Ферродинамический и индукционный счётчики

1. Ферродинамический счётчик

Принцип действия счётчика основан на взаимодействии магнитного потока и проводника с током. Ток нагрузки протекает по шунту, к которому присоединена неподвижная обмотка, уложенная в пазу цилиндрического сердечника. Магнитный поток создаваемый неподвижной обмоткой замыкается через воздушный зазор и внешний магнитопровод. Подвижная обмотка состоит из трёх одинаковых секций и вращается в зазоре между сердечником и внешним магнитом. Подвижная обмотка счётчика крепится на оси вместе с тормозным диском и червяком редуктора счётного механизма.

2. Однофазный индукционный счётчик

Принцип действия: ток в последовательной цепи счётчика создаёт магнитный поток, который проходит через сердечник второго электромагнита и дважды пересекает диск. Ток в параллельной цепи счётчика создаёт два потока. Первый, замыкаясь через противополюс, пересекает диск в одном месте. Второй поток замыкаясь через боковые стержни электромагнита, не пересекает диск и непосредственно в создании вращающего момента не участвует. Потоки в зазоре взаимодействуют с вихревыми токами, индуцируемыми в диске, что приводит диск в движение.

4. Поверка ферродинамического счётчика

 

Рис.1

Таблица 3. Поверка ферродинамического счетчика.

U, B	I		Imin, mA	N, об	tиз, с	P, кВт	tp, с	gОФ, %	S, %
	% IH	A
100	120	1,8	20	20	16	0,18	16	0	1,33
100	100	1,5	20	15	14	0,15	14,4	2,86
100	50	0,75	20	10	20	0,075	19,2	4
100	20	0,34	20	5	23	0,034	21,18	7,93

Пример расчёта мощности при I=1,8 А

P=U_H×I=100×1,8=0,18 кВт

U_H – номинальное напряжение.

I – ток нагрузки.

Пример расчёта времени при I=1,8 А

, c

А - передаточное число счётчика

N - число оборотов

Пример расчёта относительной погрешности при I=1,8 А

t_из - измеренное время.

Пример расчёта порога чувствительности S

I_min - ток, соответствующий началу вращения

I_H - номинальный ток счётчика

По результатам таблицы 3 построен график g_ОФ(I)

5. Измерение энергии различными счётчиками

Таблица 4. Измерение энергии различными счётчиками

Тип счетчика	U, B	I, A	N, об	tин, с	tф, с	W, Вт
Ферроди-намиче-ский	100	1,5	3		20	144
Индук-ционный			20	49		183,67

Расчёт энергии регистрируемой счётчиком за одну секунду

, Вт

С_ИН - номинальные постоянные счётчика.

W`_ИН - энергия, измеренная индукционным счётчиком за 1 секунду.

6. Заключение по проделанной работе.

В результате работы был поверен ферродинамический счётчик и определена энергия, сосчитанная индукционным и ферродинамическим счётчиками за один и тот же промежуток времени. Доказано, что с уменьшением тока нагрузки, точность показаний ферродинамического счётчика уменьшается, был  найден  порог  чувствительности ферродинамического счётчика. По результатам поверки сделаем вывод, что ферродинамический счётчик не удовлетворяет требованиям точности.

Энергия, сосчитанная однофазным индукционным счётчиком больше энергии сосчитанной ферродинамическим счётчиком энергии за тот же промежуток   времени. Это можно объяснить потерями   в преобразовательной установке