2.3 Контрольні запитання

1. Поясніть принцип роботи лічильника електричної енергії.

2. Нарисуйте схему увімкнення лічильника.

3. Що називають сталою лічильника?

4. Поясніть різницю між номінальною та дійсною сталою лічильника.

5. Що характеризує передатне число лічильника?

6. Що являє собою самохід лічильника? Як його визначити? 7. Як визначити чутливість лічильника?

8. Як перевірити правильність роботи лічильника?

9. Як визначити відносну похибку лічильника?

Лабораторна робота №3

Перевірка схем увімкнення індукційних лічильників електроенергії

Мета роботи: Ознайомитися з методами побудови векторних діаграм трифазних лічильників та схемами їх увімкнення.

3.1 Основні відомості

Обертовий момент однофазного індукційного лічиль-ника активної енергії пропорційний потужності навантаження

, (3.1)

де - коефіцієнт пропорційності;

- струм у послідовному колі;

- напруга, прикладена до паралельної котушки;

- кут зсуву фаз між струмом і напругою.

Коефіцієнт потужності додатний при кутах від +90⁰ до -90⁰, тобто при активно-індуктивному та активно - ємнісному навантаженні. Для кутів , більших ±90⁰, від’ємний, і обертовий момент змінює свій знак, що відповідає зміні напряму передачі потужності. Якщо при додатному значенні замінити місцями провідники, приєднані до котушки струму, то це буде відповідати зміні фази струму на 180⁰, тому момент змінить свій знак на протилежний. При цьому значення буде від’ємним, і диск буде обертатися у зворотному напрямі. Те саме відбудеться, коли замінити місцями провідники, приєднані до обмотки напруги. Одночасна заміна місцями провідників обмоток струму та напруги не змінить напрям руху диска. Таким чином, обмотки струму і напруги потрібно вмикати узгоджено, відповідно зі схемою увімкнення лічильника, де однополярні затискачі позначають зіркою (*).

На рисунку 3.1 зображені схеми увімкнення вимірювальних трансформаторів струму та напруги й відповідні їм векторні діаграми.

Рисунок 3.1 – Схеми увімкнення вимірювальних

трансформаторів струму й напруги та їх векторні діаграми

Для лічильників, які вмикають через вимірювальні трансформатори, потрібно врахувати полярність обмоток як трансформаторів струму, так і трансформаторів напруги.

Струмові затискачі, які приєднують до лінії живлення, позначають буквою Г (генератор), а з боку навантаження - буквою Н. Однополярний затискач кола напруги однофазного лічильника розміщений поруч з відповідним генераторним затискачем котушки струму, і в лічильниках прямого увімкнення ці затискачі з’єднують перекладкою. Вхідні затискачі кіл напруги трифазних лічильників позначають цифрами 1, 2, 3 за прямим порядком чергування фаз, при якому регулюють лічильник.

Навантаження R_н трансформатора струму потрібно увімкнути так, щоб струм у вторинній обмотці збігався за фазою зі струмом у первинній обмотці (рисунок 3.1, а).

Якщо замінити місцями провідники, приєднані до виводів В₁ і В₂, або провідники первинного кола, приєднані до виводів Л₁ і Л₂, то напрям вторинного струму відносно первинного зміниться на протилежний, що відповідає зміні фази струму на 180⁰ (рисунок 3.1, б, в). Одночасна заміна виводів первинної та вторинної обмоток не змінить фазу струму (рисунок 3.1, г).

Аналогічно на 180⁰ зміниться фаза вторинної напруги відносно первинної для вимірювальних транс-форматорів напруги, якщо замінити місцями провідники, приєднані до їх первинних чи вторинних обмоток (рисунки 3.1,ж,з). Неправильна полярність вимірювальних транс-форматорів призводить до неправильної роботи лічильника.

Отже, для нормальної роботи лічильників, які вмикають разом з вимірювальними трансформаторами, потрібно забезпечити правильну полярність обмоток вимірювальних трансформаторів і обмоток лічильників. З метою перевірки правильності схем увімкнення трифазних лічильників на діючих установках знімають векторні діаграми і порівнюють їх з діаграмами, побудованими для різних схем увімкнення цих лічильників.

На рисунку 3.2 зображені принципова схема увімкнення однофазного лічильника та векторна діаграма напруги й струму для активно-індуктивного навантаження.

Рисунок 3.2 – Схема увімкнення однофазного лічильника (а) та його векторна діаграма (б)

Принципова схема увімкнення трифазного лічильника активної енергії у трипровідну мережу та його векторна діаграма зображені на рисунку 3.3. Аналогічні векторні діаграми можна побудувати для інших лічильників.

Рисунок 3.3 – Схема увімкнення трифазного двоелементного

лічильника (а) та його векторна діаграма (б)

Помилкові варіанти увімкнення трифазних лічильників на діючій електроустановці виявити важко, так як у більшості випадків диск лічильника обертається у правильному напрямі, але похибка обліку електроенергії може бути великою і досягати сотень відсотків.

Можливі схеми увімкнення трифазного лічильника з прямою послідовністю фаз 1, 2, 3 та їх векторні діаграми за умови заземлення середньої фази ТН і обертання диска лічильника у правильному напрямі (що не важко проконтролювати) зображені на рисунку 3.4. І тільки дві з них, зображені на рисунках 3.4, а і 3.4, г правильні.

Рисунок 3.4 – Можливі схеми увімкнення трифазних

лічильників з прямою послідовністю фаз та їх

векторні діаграми

Рисунок 3.5 – Можливі схеми увімкнення трифазних

лічильників з прямою послідовністю фаз та їх

векторні діаграми

Зняти векторні діаграми лічильника можна класичним способом за допомогою ватметра або застосувавши вольтамперфазоіндикатор типу ВАФ-8544 чи інші спеціальні прилади.

Рисунок 3.6 – Схема увімкнення ватметра (а) та його векторна діаграма (б)

Розглянемо спосіб зняття векторної діаграми за допомогою ватметра (рисунок 3.6) , який вимірює активну потужність кола

, (3.2)

де добуток є проекцією вектора струму I на вектор напруги U і характеризує активну складову струму.

Так як для всіх кутів від +90⁰ до -90⁰ , то покази ватметра будуть додатними. Для і покази ватметра будуть від’ємними (для того, щоб виміряти цю потужність, потрібно змінити полярність однієї з обмоток ватметра перемикачем). Від’ємні покази ватметра відповідають проекції вектора струму, зміщеній на 180⁰. Для кутів і покази ватметра дорівнюватимуть нулю. Цю властивість ватметра змінювати свої покази залежно від зміни кута за незмінних значень струму і напруги використовують при знятті векторних діаграм. За допомогою ватметра визначають положення вектора струму, тобто його фазу відносно заданих векторів напруги.