Измерение электрической энергии в сетях переменного тока: Методические рекомендации к выполнению лабораторной работы 2.2 по дисциплине "Информационно-измерительная техника"

Лабораторная работа 2_2

Измерение электрической энергии в сетях переменного тока

Цель работы. Изучение схем включения счетчиков электроэнергии и способов защиты от хищений.

Для выполнения лабораторной работы предлагаются модели в виде файлов: Lab_4\Lab_4_3\Модели\Counter_01.web, Counter_02.web, Counter_03.web, Counter_04.web, Counter_05.web, Counter_06.web, Counter_07.web, Counter_08.web, Counter_09.web, Test_01.web.

1 Теоретическая часть

Схема включения счетчика активной энергии представлена на рис. 1, а соответствующая модель на рис. 2 (файл Counter_01.web). Теория изложена в лекциях (Презентация\Lecture 07-08, Lecture 09-10).

1 Схема включения счетчика

2 Схема модели счетчика (блок Counter)

Модель счетчика содержит:

 Преобразователь напряжения (Converter U), преобразователь тока (Converter I), умножитель (Multiplicatior),  делитель (Divisor) реализованный на усилителе, преобразователь (Converter) реализованный на интеграторе, отображающее устройство (Indicator).

Преобразователь напряжения и тока измеряют соответствующие мгновенные значения, с помощью умножителя определяется мгновенная мощность, интегратор преобразует ее в энергию. Результат отображается с индикатором. Делитель используется для выбора передаточного числа счетчика. Внешние цепи подключаются к счетчику с помощью клемм 1...4.

2 Практическая часть

Задание 1

Ознакомиться с работой модели счетчика (файл Counter_01.web).

Измерить показания счетчика за 100 секунд (файл Counter_02.web), рассчитать коэффициент преобразования результата в кВт·час. На рис. 3 представлена модель для проведения измерений с помощью приборов измерения мощности (A, V) и секундомера. Выключатель TD запрограммирован на включение через 10 секунд после запуска программы и отключение при 110 сек на индикаторе текущего времени (нижний левый угол рабочего поля). Результат занести в таблицу 1.

На практике обычно используют известную нагрузку и секундомер, а целью измерений является поверка счетчика, например, для выявления хищений электроэнергии.

3 Схема модели поверки счетчика

Результат измерений                                                                                                                    Таблица 1

Коэффициент пересчета

Задание 2

Ознакомиться с работой модели счетчика (файл Counter_03.web).

Определить тип счетчика (одно, двух, трехэлементный), в каких электрических сетях он может использоваться (область применения).

Результаты занести в таблицу 2.

Результаты измерений                                                                                                                  Таблица 2

Тип счетчика	Область применения

Задание 3

Используя результаты, полученные в задании 1, определить энергию в электрической сети 6 кВ за 100 сек (рис. 4), файл Counter_04.web. Результаты занести в таблицу 3.

4 Схема модели трансформаторного счетчика

Результат измерений                                                                                                                    Таблица 3

Энергия, кВ·час

Хищения электроэнергии

Задание 4

В предложенных моделях определить способ хищения и указать, как их можно выявить. Электрические цепи, предназначенные для организации хищений, выделены красным цветом.

На рис. 5 представлена модель Counter_05.web. Для организации хищений к счетчику подключен выключатель 1. Результат указать в таблице 4.

Рис. 5 Модель хищений

Результат анализа                                                                                                                         Таблица 4

Способ хищений
Выявление хищений

Модель Counter_06.web. Нажатие на клавишу 1 переводит счетчик в режим хищений.

Результат анализа                                                                                                                         Таблица 5

Способ хищений
Выявление хищений

Модель Counter_07.web. Нажатие на клавишу 1 приводит к изменениям показаний  счетчика.

Результат анализа                                                                                                                         Таблица 6

Способ хищений
Выявление хищений

Модель Counter_08.web. Срабатывание выключателя переводит счетчик в режим хищений. Использование управляемого временем выключателя не является принципиальным в способе хищений и использовано для удобства моделирования.

Результат анализа                                                                                                                         Таблица 7

Способ хищений
Выявление хищений

Модель Counter_09.web. Нажатие на клавишу 1 переводит счетчик в режим хищений.

Результат анализа                                                                                                                         Таблица 8

Способ хищений
Выявление хищений

Для защиты от замыкания токовой обмотки в фазовом проводе (клеммы 1, 2) используется измерение тока в нулевом проводе (клеммы 3, 4). Если обнаруживается разница в значениях этих токов, то это свидетельствует о хищении электроэнергии. Модель устройства выявления данного факта (файл Test_01.ewb) содержит индикатор, мигание которого определят хищение.

Вопрос:

Как можно выявить факт замыкания обоих выключателей 1 и 2?

Ответ                                                                                                                                              Таблица 9

Выявление замыкания выключателей 1, 2

Выводы: