Лабораторная работа № 7 измерение энергии в трехфазной трехпроводной цепи

Цель работы: экспериментально проверить методы измерений активной и реактивной энергии в трехфазных электрических цепях.

Основные теоретические положения

В цепях переменного тока энергию измерят с помощью счет­чиков индукционной системы, измерительные механизмы которых со­держат катушки напряжений с большим числом витков и токовые ка­тушки, имеющие малое число витков. Для правильного подключения счетчиков один вывод каждой катушки имеет обозначение и (так на­зываемый генераторный вывод).

В трехфазных трехпроводных цепях при любой нагрузке для из­мерения активной энергии можно использовать метод двух счетчиков, включенных в цепь специальным образом (схема имеется на рабочем месте). Токовые катушки приборов включаются последова­тельно в два любых линейных провода, причем генераторные выво­ды должны располагаться со стороны источника питания. Катушки напряжения генераторными +выводами подключаются к этим же линей­ным проводам, а другими выводами - к третьему линейному прово­ду, в котором нет токовых катушек. Активная энергия, израсхо­дованная в цепи, находится как сумма показаний приборов:

ΔW_a = ΔW₁ + ΔW₂, где ΔW₁, ΔW₂ расходы энергии, измеренные каждым счетчиком.

При симметричной нагрузке эти же два прибора можно исполь­зовать для измерения реактивной энергии, которая определяется

по формуле ,^ _

ΔW_Р = ΔW₁ - ΔW₂)√3.

В методе двух счетчиков при Сй^< 0.5 диск одного из счет­чиков вращается в обратную сторону, я его расход энергии может получиться отрицательным.

■-■'■-""': ... ' ■ 31

Реактивную энергия в трехфазной цепи при симметричной наг­рузке можно измерять одним однофазным счетчиком, включенным на "чужие" фаэн (третий счетчик на схеме). Токовая катушка прибора включается в любой из линейных проводов, а катушка напряжения - к двум другим линейным проводам.

Реактивная энергия определяется по формуле:

где dW₃- расход энергии, измеренный счетчиком.

Результаты измерений активной и реактивной анергии за опре­деленный промежуток времени (месяц* год) позволяет вычислить с редневввеврнное значение йи^ потребителя за это время. От зна­чения Costftp зависит тариф за электроэнергию, согласно которому производят расчеты с энергоснабжающей организацией.

Приборы и оборудование

1.Потребитель - асинхронный двигатель, нагруженный генератором постоянного тока. Данные двигателя: Р_н-*1,в кВт; 1_Н "50 Гц; V„ -380/220 В.

2.Однофазный счетчик - 3 шт.

3.Трехфазный двухэлементный ваттметр на 3 кВт. 4. Трехфазный двухэлементный варметр на 3 кВАр.

5.Трехфазный двухэлементный счетчик.

6.Фазометр на C<tf£=(0,2-1-0,9).

Порядок выполнения работы

1В соответствии оо схемой подключить три однофазных счетчика и проверить цепь совместно с руководителем.

2.Записать в таблицу I начальные показания всех счетчиков и по­казать их руководителп.

3.Включить рубильник и, регулируя нагрузку с помощью ламп и рео­стата в цепи возбуждения генератора постоянного тока, произ­вести измерения в трех режимах:

^т)Со4<?<0,5. Выключены ъсе лампы и обмотка возбуждения. Один из счетчиков вращается в обратнув сторону. 2) C<ttV*=0,5. Включены одна или дзе лампы. Один из счетчиков ^52 >42 '■

неподвижен.

3)Cbsf>0,5. Включены все лампы. Все счетчики вращается в од­ну сторону. ,

Таблица I

7** •'-■•- •--'■	Метод двух счетчиков		Метод од­ного счет­чика	Контрольный счет­чик активной энергии
	w<	Wz	*5	*Ч
	кВт-час	кВт-час	»ВАр-час	кВт-час
Начальные пока­зания W»at.		«о£	г
Конечные пока­зания Wко».
Расход энергии	-.,			**■-■

Время работы в каждом режике задается руководителем.

Показания ваттметра, варметра, фазометра и направления вращения однофазных счетчиков в каждом режиме занести в табли­цу 2. -

Таблица 2

I режима	Наблюдается			.			Вычисляется
	Р	Q	cos<P	Направление вращения счетчиков			«*9>f.
	кВт	кВАр	-	I	2 » 3
I-
2.							,
з. -

Выключить рубильник к в таблицу I записать конечные показа­ния счетчиков. Вычислить расход энергии по каждому счетчику как разность конечных и начальных показаний.

Вычислить расход активной и реактивной энергий:

д ц^ -ft*", - *Wt)Ys -д^з J\S.

6. Рассчитать среднедзвешенный "оэфбициент мощности: - Cos<Pt/, *f*

• - yAW^t aw * и записать в таблицу 2. а f

Содержание отчета

В отчете представить:

Электрическую схему исследуемой цепи. I

Таблицы наблюдений. _;

Рабочие формулы и векторные диаграммы, доказывающие справедливость:

а) метода измерения активной энергия двумя счетчиками;

б) метода измерения реактивней энергии одним счетчиком, включенным на "Чужие" фазы.

Схема лабораторной установки

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение 3

Лабораторная работа * Ж Исследование режи­ мов работы линии электропередачи постоянною тока .*.*... б ,

Лабораторная работа * if. Исследование нели­ нейных цепей постоянного тока 10

Лабораторная работа * Ч.Исследование раз­ ветвленной цепи переменного тока 13

лабораторная работа *Х. Исследование цепи из последовательно соединенных резистивного, индуктивного и емкостного элементов при синусои­ дальном токе 10

Лабораторная работа * 6.Исследование систе­ мы трехфазного тока при соединении потребителей "звездой" 22

Лабораторная работа * 7.Исследование систе­ мы трехфазного тока При соединении потребителей "треугольником" ...» 27

Лабораторная работа £ 8.Измерение энергии в трехфазной трех про вод ной цепи 31

Ъ