3 Практичні вказівки

3.1 Практичні вказівки до розв'язування задачі.

Схему вимірювання активної чи реактивної потужності вибирають на основі міркувань, викладених в п.2.

Сталу однофазного ватметра розраховують за формулою

, Вт (11.27)

де U_KW, I_KW - межі вимірювання ватметра за напругою та струмом;

cosφ_HW - номінальний коефіцієнт потужності ватметра;

N_{W, max} - максимальний відлік по шкалі ватметра.

Приклад 11.4 Виходячи із заданих приблизних значень лінійних напруг U_л = 240 В і лінійних струмів I_л =0,25 А та схеми ввімкнення трифазного споживача, вибрати схему вимірювання активної потужності споживача та оптимальні межі вимірювання необхідних приладів (ватметрів, вольтметрів та амперметрів).

.

Розв’язання задачі

При розв’язуванні задачі слід прийняти, що значення струму I_л в схемах рис. 11.2 дорівнює приблизному значенню струму споживача I_х, тобто I_л = I_х. Якщо значення I_х не перевищує межі вимірювання за струмом I_кw ватметра, наявного на робочому місці, то для вимірювання потужності можна використати одну зі схем рис. 11.2. Однак, слід мати на увазі, що при I_х < 0,5I_KW суттєво зростає похибка вимірювання потужності. Тому при малих значеннях струму I_х слід використати схему з ВТС (рис. 11.3).

1) Лінійний струм I_л I_кw, тому вибираємо підвищувальний коефіцієнт трансформації, наприклад, к_Iн = 0,5А/5А, і визначаємо струм у вимірювальному колі:

Оптимальні межі вимірювання необхідних приладів (ватметрів, вольтметрів і амперметрів) вибирають з умови забезпечення мінімальних значень основних відносних похибок показів приладів (11.23). У загальному випадку межі вимірювання вольтметра та ватметра за напругою повинні дещо перевищувати значення U_Лі, а межі вимірювання амперметра і ватметра за струмом - значення І_Лі.

2) Вибираємо межі вимірювання ватметра:

U_кw = 300 B, I_кw = 2,5 A, cos φ_Н = 1 N_мах.= 150под, γ_W,гр = ±0,5%,.

3) Визначимо сталу ватметра за формулою (11.27):

Експеримент проводять за схемою, зображеною на рис. 11.3.

3.2 Практичні вказівки до виконання експерименту.

УВАГА! Складання вимірювальних електричних кіл і їх зміни проводять при вимкненому джерелі живлення з дозволу викладача.

Для вимірювання активної чи реактивної потужності трифазного споживача слід скласти електричне коло за схемою, яка була вибрана в процесі розв'язування задачі, і на всіх приладах встановити вибрані межі вимірювання.

Вимірювання потужності споживача здійснюють після ввімкнення живлення схеми та встановлення показів всіх трьох вольтметрів U_vі, що дорівнюють відповідним значенням лінійних напруг U_Лі.

Потім, від'єднавши споживач, вимірюють потужність споживану вимірювальними приладами P_пр. Результати спостережень записати у таблиці 11.2.

3.3 Практичні вказівки до опрацювання результатів експериментів

На основі одержаних у п. 3.2 результатів експериментів слід обчислити значення всіх величин, що входять у табл. 11.2. Формули наведені в п. 2 даної інструкції.

Результати вимірювань записують у стандартній формі

де - граничне значення абсолютної похибки вимірювання активної потужності споживача, Вт;

- граничне значення абсолютної похибки вимірювання реактивної потужності споживача, ВАР.

Приклад 11.5. Ватметрами електродинамічної системи класу точності 0,5 з межею вимірювання за напругою U_кW = 300 В та струмом І_кW = 2,5 А, максимальною кількістю поділок N_W,max = 150под. у нормальних умовах виконали вимірювання потужності споживача у трьохфазному колі змінного струму і отримали покази N_W1 = 49, і N_W2 = 53. Споживання приладів становить Р_пр = 2 Вт. Покази вольтметрів наступні: U_АВ = 238 В, U_ВС = 241 В, та U_Ас = 238 В. Покази амперметрів наступні: I_А = 0,21 А, I_В = 0,11 А, та I_С = 0,16 А. Визначити граничне значення похибки вимірювання активної потужності споживача.

Розв’язання.

В колах вимірювання струму використані ВТС з номінальним коефіцієнтом трансформації к_ІН = 0,5/5 тоді покази амперметрів будуть: I_А = 2,1 А, I_В = 1,1 А, та I_С = 1,6 А.

1) Визначимо потужність споживача

Р = (Р_W1 + Р_W2 ) к_ІН = (245 + 265) 0,5/5 = 51 Вт

де ,

2) Усунемо потужність споживання приладів, яка становить Р_пр= 2Вт за формулою (11.18).

Р_х = Р - k P_пр = 51 - 1·2 = 49 Вт

3) Визначимо граничне значення основних відносних похибок показів ватметрів вимірювання активної потужності Р_Wi, за формулою (11.23)

Граничне значення кутової похибки зумовленої кутовими похибками і-го ватметра, і і-го ВТС (беруть з [1]) вираженої в %, визначають за формулою :

де φ_i- кут зсуву фаз між струмом і напругою і-го ватметра може бути визначений за формулою:

Максимально можливе значення кута , в кутових мінутах, визначають за формулою:

Граничне значення струмової похибки f_i,гр коефіцієнта трансформації ВТС можна прийняти рівною класу точності ВТС с = 0,2% [1]

Граничне значення абсолютної похибки вимірювання потужності Р_Wi і-тим ватметром

Визначимо граничні значення відносної похибки δ_Рх,гр вимірювання активної Р_x, трифазного споживача згідно виразу (11.19)

Сумарна похибка вимірювання потужності з врахуванням похибки ВТС

Результат вимірювання потужності споживача у трьохфазному колі представимо у спрощеній формі:

4. ЗМІСТ ЗВІТУ

1. Мета роботи.

2. Завдання.

3. Розв'язок задачі.

4. Схема експерименту.

5. Таблиця запису результатів експерименту (табл. 11.2).

6. Формули для обчислення всіх величин, що входять у табл. 11.2 (у загальному вигляді і з підставленими числовими значеннями, але без проміжних обчислень).

7. Технічні характеристики використаних засобів вимірювань (табл. 11.1).

8. Висновок.

Таблиця 11.1

Технічні характеристики використаних засобів вимірювань

№ з/п	Назва засобу вимірювання	Система (умовне позначення)	Межі вимірювання	Клас точності	Допоміжні параметри	Заводський номер, рік випуску
1	Ватметр	Електро-динамічна	І = 2,5; 5A U = 30; 75; 150; 300B	0,5	Rвх,UW = 50, 100, 150 кОм
2	Вольтметр	Електромаг-нітна	U=150; 300B	0,5	(150/300)В; (2,5/10) кОм
3	Амперметр	Електромаг-нітна	І = 2,5; 5А	0,5	(2,5/5)А; (0,016;/ 0,007)Ом
4	ВТС		fi,гр ±0,75%; ±0,32%; ±0,2%	0,2