10

Міністерство освіти і науки України

Вінницький національний технічний університет

Кафедра теоретичної електротехніки та електричних вимірювань

ОСНОВИ МЕТРОЛОГІЇ ТА

ЕЛЕКТРОВИМІРЮВАЛЬНА ТЕХНІКА

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

Лабораторна робота № 3

ВИМІРЮВАННЯ АКТИВНОЇ ТА РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТЕЙ В ТРИФАЗНИХ КОЛАХ

Вінниця, ВНТУ 2011

Мета роботи:

1. Навчитися застосовувати аналогові електромеханічні засоби для вимірювання потужності в трифазних колах.

2. Вивчити методи вимірювання активної та реактивної потужностей в трифазних колах.

1.Короткі теоретичні відомості

1.1.Варіанти схем вимірювання потужності

Схема вимірювання активної потужності в трифазному колі одним ватметром при включенні навантаження зіркою (а) та трикутником (б)

Схема вимірювання активної потужності в трифазному колі з штучною нульовою точкою (а) та векторна діаграма (б)

Схеми включення двох ватметрів для вимірювання

активної потужності в трифазного кола

Схема вимірювання активної потужності трьома ватметра ватметрами

Схема включення ватметра (а) для вимірювання реактивної потужності в симетричному 3-му колі та векторна діаграма (б)

Схема включення двох ватметрів при вимірюванні реактивної

потужності в несиметричному трифазному колі

Схема включення двох ватметрів (а) для вимірювання реактивної потужності в трифазному колі з частковою асиметрією та векторна діаграма

Щоб одержати сумарну реактивну потужність трифазного трипровідного кола, потрібно алгебраїчну суму показів ватметрів помножити на

Схема включення трьох ватметрів (а) для вимірювання три реактивної потужності в трифазному (чотирьох провідному) колі та векторна діаграма (б)

1.2.Опис комплекту вимірювальних приладів к505

Комплект К505 складається з амперметра, вольтметра, ватметра та вимірювального трансформатора струму УТТ – 5М. Клас точності комплекту 0,5; на кінцевому значенні діапазону вимірювань 30В – 1,0.

Комплект К505 призначений для вимірювання струму, напруги і потужності в однофазних та трифазних три провідних та чотирипровідних колах змінного струму з рівномірним та нерівномірним навантаженням фаз.

Комплект дозволяє виміряти:

• струм від 0,5 до 10А без трансформатора струму і 600А – з трансформатором струму;

• напруги – від 30 до 600В;

• потужність – від 0,015 до 360 кВТ.

Конструктивно комплект оформлений у вигляді ящика (чемодана) на верхній горизонтальній панелі якого знаходяться шкали амперметра, вольтметра та ватметра, а також затискачі для підключення проводів ліній і навантаження, і перемикачі В1, В2 і В4, які дозволяють установлювати необхідні границі вимірювань приладу (рис. 1.1). При струмах у колі від 1 до 10А кнопковий перемикач В2 повинен знаходитися у відпущеному (піднятому) положенні.

Комплект має вмонтований фазопокажчик (у вигляді асинхронного двигуна з к. з. ротором). Послідовність фаз визначається за напрямом обертання диска фазопокажчика. Прямій послідовності фаз відповідає обертання диска за годинниковою стрілкою, вказане стрілкою на ньому.

Нормальна область частот роботи комплекту 40 – 50 Гц.

Рис. 1.1

Схеми вмикання комплекту в коло показані на рис. 1.2:

а) в однофазне коло

Рис. 1.2. – а)

б) трифазне трипровідне коло

Рис. 1.2. – б)

в) трифазне чотирипровідне коло

Рис. 1.2. – в)

При вимірюванні активної потужності трифазного кола одним ватметром, який знаходиться в комплекті К505, використовується метод штучної нульової точки (рис. 1.3.)

У ватметрів електродинамічної чи феродинамічної систем опір паралельної обмотки можна вважати практично активним, тому штучна нульова точка може бути одержана при допомозі трьох активних опорів, які задовольняють умові:

r _w + r ₂ = r ₁ = r ₂ = r ₃ , де r _w - опір паралельного кола ватметра. Часто приймають r ₁ = 0, тоді r ₂ = r ₃ = r _w .

В комплекті К505 за допомогою перемикача В3 ватметр (а разом із ним амперметр та вольтметр ) вмикається по черзі у кожну із фаз кола.

На рис. 1.3 ватметр ввімкнений у фазу А ; при цьому вольтметр буде показувати фазну напругу U_A, амперметр – лінійний струм І _А. Лінійна ж напруга U_л = U_ф.

Рис. 1.3.

При вимірюваннях активної потужності в несиметричних трифазних колах за допомогою одного ватметра із штучною нульовою точкою необхідно мати на увазі, що активна потужність, яку показує ватметр, не дорівнює потужності фази приймача. Але сума показів ватметра, який по черзі вмикається у кожну з трьох фаз кола, дорівнює активній потужності трифазного приймача.