Изменение мощностей и энергии в трехфазных цепях, отчет по лабораторной

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Теоретические основы электротехники»

Лабораторная работа № 65

« Изменение мощностей и энергии

в трехфазных цепях»

Выполнила студентка

Группы ЭТ-401

Кожевникова Е. М.

Санкт-Петербург

2006

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение 3

2. Условные обозначения 5

3. Таблица электроизмерительных приборов 6

4.  Схемы эксперимента 6

5.  Выполнение работы 7

6. Выводы 9

7. Список использованной литературы 10

1. Введение

Цель работы- изучение устройства трехфазного счетчика электри­ческой энергии и комбинированного прибора К-50, измерение мощности, активной и реактивной энергий и СО5ф в трехфазной цепи.

Комбинированное устройство К-505 представляет собой переносное измерительное устройство, содержащее комплект приборов, предназна­ченных для измерения тока, напряжения и мощности в трехфазных трех-проводных (при одинаковой нагрузке фаз) и четырехпроводных цепях (как при одинаковой, так и при неодинаковой нагрузке фаз).

К-505 имеет смонтированную основную схему с переключателем для переключения измерительных це­пей, амперметр и вольтметр электромагнитной системы, ваттметр ферро-динамической системы. Класс точности приборов 0,5. Амперметр и токо­вая обмотка ваттметра включены через измерительные трансформаторы тока (ИТТ), имеющиеся внутри прибора К-505.

Рисунки верхней панели прибора К – 50 и устройства счётчиков

 

Рис.1 Верхняя панель прибора К-50

 

 

Рис.2 Верхняя панель прибора К-505

На верхней панели прибора К-50 расположены:

- вольтметр

- амперметр

-однофазный ваттметр

-фазоуказатель

-кнопка (1) для включения фазоуказателя

-переключатель (2) для переключения цепей измерительных приборов из одной

фазы в другую без разрыва цепи тока

-переключатель пределов измерения тока (3) ампермпетра и ваттметра

-переключатель (4) для переключения параллельных цепей приборов

-переключатель (5) для преключения пределов измерения напряжения

-зажимы (6) для подключения прибора к измеряемой цепи при работе со внешним  трансформатором тока

-переключатель (7) для переключения полярности обмотки напряжения

-зажимы (8) и (9) для подключения генератора и нагрузки

-зажим «земля» (10) для заземления корпуса К-50

В процессе измерений вольтметр, амперметр и ваттметр подключа­ются переключателем 2 (см. рис. 1) поочередно ко всем трем линейным проводам.

Мощность Р, потребляемая трехфазным приемником при симмет­ричной системе токов и напряжений, определяется суммированием изме­ренных мощностей P_A, P_B, P_C каждой из фаз или умножением мощности одной фазы P_ф на 3:

P = P_A+ P_B+ P_C  = 3 P_ф

 

Рис 3.

           Вольтметр (см. рис. 3) измеряет фазное напряжение , амперметр -линейный ток  . Линейное напряжение подсчитывается по формуле:

В лабораторной работе исследуются трехфазные индукционные счетчики. Основными характеристиками счетчика являются:

1) номинальная постоянная счетчика С_н, представляющая собой величину энергии, зарегистрированную счетчиком за один оборот диска. Номинальная постоянная определяется по передаточному числу А, указан­ному на счетчике:

 

2) действительная постоянная счетчика С_д — величина энергии, действительно потребляемая в цепи за один оборот диска:

   

где t- время, в течение которого диск счетчика делает N оборотов;

3) относительная погрешность счетчика

Программа работы

1.  Знакомство с устройством трёхфазного счётчика САЗУ и с прибором К-50.

2.  Измерение мощности и энергии в трёхфазной цепи и опытное определение          погрешности счётчика при одинаковой нагрузке фаз и cosφ = 1.

3.  Измерение активной и реактивной энергий и cosφ в трёхфазных цепях с использованием измерительных трансформаторов тока и напряжения.

2. Условные обозначения

- мощность фазы;

- фазное напряжение;

- линейный ток;

-линейное напряжение;

- номинальная постоянная счетчика;

- действительная постоянная счетчика;

- время за которое счетчик делает N оборотов;

- относительная погрешность счетчика;

-номинальные коэффициенты трансформации измерительных трансформаторов тока и напряжения;

- активная энергия;

- реактивная энергия;

- число оборотов;

- номинальные постоянные счетчика с учетом коэффициентов трансформации;

3. Таблица электроизмерительных приборов

Таблица 1. Измерительные приборы

Наименование прибора	Тип	Заводской  номер	Система прибора	Класс точности	Предел измерения	Цена деления
Счетчик трехфазный	САЗУ-И670М	916908	Индукционный	2,5
Счетчик трехфазный	САЗУ-И670	260519	Индукционный	2,5
Счетчик трехфазный	САЗУ-И670	401951	Индукционный	2,5
Амперметр		16948	Электромаг-нитный	0,5	5 А	0,05 A
Амперметр		88819	Электромаг-нитный	0,5	5 А	0,05 A
Амперметр		96719	Электромаг-нитный	0,5	5 А	0,05 A
Вольтметр		144082	Электромаг-нитный	0,5	300 В	2 B
Прибор комбинированный К-505
Амперметр		62138	Электромаг-нитный	0,5	5 А	0,05 A
Вольтметр		67946	Электромаг-нитный	0,5	300 В	2 B
Ваттметр		59596	Электродина-мический	0,5	1500 Вт	10 Вт

4. Схемы эксперимента

При измерении в цепях высокого напряжения и при больших токах из­мерительные приборы, в том числе счетчики, включаются через измеритель­ные трансформаторы тока и напряжения. В работе счетчики включаются с измерительными трансформаторами по схеме рис. 6. Счетчик Wh1 измеряет активную энергию, его включение соответствует схеме рис. 4; счетчик Wh2 измеряет реактивную энергию, его включение соответствует схеме рис. 5.

Рис 4.

Рис 5.

Рис 6.

5. Выполнение работы

Пункт 2. Собирается схема рис 4. Регулируем сопротивление так, чтобы токи

 в линейных проводах были одинаковыми (этому будут соответствовать одинаковые показания вольтметра U_A, U_B, U_C и ваттметра P_A, P_B, P_C). По секундомеру определяем время соответствующее 12 оборотам диска. Данные измерений заносим в таблицу наблюдений №1.

Таблица 1

Измеряемые величины								Вычисляемые величины
, В	, А	, Вт	, Вт	, Вт	, Вт	N, об	t, с	, Вт*с /об	, Вт*с /об		k
120	3.5	420	420	420	1260	12	41.5	4500	4357.5	3.27	2.5

Пример расчета:

Пункт 3. Собираем схему рис. 6 (счетчик Wh₁ включается по схеме для измерения активной энергии, счетчик Wh₂ -реактивной энергии.

По номинальным значениям линейных напряжений и токов первичной и вторичной цепей, величины которых указаны на трансформаторах, определяем номинальные коэффициенты трансформации измерительных трансформаторов  и  .

;     

Таблица 2

Счетчик активной энергии
, Вт*с /об			N1, об	t1, с	, Вт*с /об	, Вт*с
2057	0.4	1.94	10	32	1599	15990

Пример расчета:

Таблица 3

Счетчик реактивной энергии							Показания амперметра	Ток цепи
, Вт*с /об			N2, об	t2, с	, Вт*с /об	, Вар*с	, А	А
2057	0.4	1.94	3	135	1599	985	3.5	1.4

Пример расчета:

На основании полученных данных определим cosφ нагрузки по активным и реактивным энергиям:

6. Выводы

1.  При выполнении второго пункта работы была установлена величина относительной погрешности счётчика, равная 3,27 %. Величина полученной погрешности  соответствует классу точности 2,5. Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии счётчика классу точности 2,5.

2.  При выполнении третьего пункта работы были определены активная и реактивная       энергии приёмника. По полученным значениям энергий был определён cosφ, значение которого составило 0,998. Из этого можно сделать вывод о наиболее эффективном использовании источника электроэнергии в цепи, так как приемник имеет практически   активное сопротивление, а, следовательно, потребляется практически одна активная энергия, что выгодно для потребителя.

7.Список использованной литературы

1. Методические указания к лабораторной работе №65 «Измерение мощностей и энергии в трехфазных цепях». Санкт-Петербург, 2004г.