Практическое руководство к лабораторным занятиям по курсу "Информационно измерительная техника". Часть I, страница 7

C_W0 – постоянная ваттметра W₀.

4. Содержание отчета

Отчет должен содержать цель работы, векторную диаграмму счетчика, упрощенную схему поверки счетчика, результаты эксперимента.

5. Контрольные вопросы

1. Как создаются тормозной и компенсационный моменты?

2. В чем заключается самоход счетчика и что предпринимают для его устранения?

3. Что такое порог чувствительности счетчика?

4. Какой порог чувствительности соответствует счетчикам 1 и 2 классов точности?

5. Как влияет изменения частоты сети на показания счетчика?

6. Как осуществляется поверка счетчика?

7. Как определить передаточное число счетчика?

8. Как определить номинальную постоянную счетчика и какова ее размерность?

9. Для чего служат короткозамкнутые витки на магнитопроводе токового электромагнита.

10. Для какой цели вводится обмотка с шунтирующим сопротивлением на магнитопроводе токового электромагнита?

11. Для чего служит противополюс?

12. Назначение потоков Ф_U и Ф_L.

13. Причины возникновения углов a_I, a_U, a_L.

14. В чем заключаются основная и дополнительная регулировки?

15. При каких нагрузках должна производиться поверка счетчиков?

16. Как устанавливается угол a_I, при котором счетчик реагирует только на активную мощность и не реагирует на реактивную.

Лабораторная работа №3

Измериние активной мощности и
энергии в трехфазных цепях

1. Цель работы

Ознакомиться с приборами и методиками измерения активной мощности и энергии в трехфазных цепях, изучить схемы измерения активной мощности и энергии, произвести поверку трехфазного счетчика активной энергии.

2. Основные теоретические сведения

Как известно, независимо от характера нагрузки и схемы соединения трехфазной системы активная мощность P и энергия W за время t₂ – t₁ определяются выражениями:

(3.1)

(3.2)

где U_ф, I_ф – соответственно фазные напряжения и токи;

j – угол между фазными напряжениями и токами.

В симметричной трехфазной системе, в которой все фазные и линейные напряжения, токи и углы сдвига между фазными напряжениями и токами равны между собой, эти уравнения примут вид:

                 (3.3)

            (3.4)

где U_л, I_л – соответственно линейные напряжения и токи.

 

Рис. 3.1. Схема измерения активной мощности в трехфазной цепи одним ваттметром при включении нагрузки звездой (а) и треугольником (б)

В трехфазной системе независимо от схемы соединения нагрузки – треугольником или звездой – мгновенное значение мощности p системы равняется сумме мгновенных значений мощности отдельных фаз.

На этом основании для схемы соединения нагрузки звездой (рис. 3.1,а) можно записать:

где u_AN, u_BN, u_CN – мгновенные значения фазных напряжений;

i_A, i_B, i_C – мгновенные значения фазных токов.

На основании закона Кирхгофа можно в этом выражении исключить один из токов. Учитывая также, что u_BC = u_BN – u_CN, а
u_AB = u_AN – u_BN, уравнения для мгновенных значений мощности можно представить в трех формах:

К таким же выводам можно прийти и при включении нагрузки треугольником (рис. 3.1, б).

Переходя от мгновенных значений активной мощности к средним, получим:

                 (3.5)

или

                 (3.6)

или

                 (3.7)

где U_AC, U_AB и т.д., а также I_A, I_B и I_C – действующие значения линейных напряжений и токов; b₁, b₂ и т.д. – углы сдвига фаз между соответствующими токами и напряжениями.

Из уравнений (3.1) – (3.7) видно, что для измерений мощности и энергии трехфазной системы могут быть применены один прибор (ваттметр или счетчик), два прибора или три прибора.

Метод одного прибора основывается на использовании выражений (3.3) – (3.4) и применяется в симметричных трехфазных системах. При асимметричной системе, в которой значения токов и напряжений отдельных фаз неодинаковы, а также различаются углы сдвига фаз между векторами токов и напряжений, используется метод двух приборов. Наконец в общем случае, в том числе и в четырехпроводной асимметричной системе на основании выражений (3.1) – (3.2) применяется метод трех приборов.