Амперметры электромагнитной системы переменного тока с изоляцией на 2 кВ

Таблица 3

Вольтметры электромагнитной системы переменного тока с изоляцией на 2 кВ

Тип прибора	Э378	Э378	Э378	Э378
Класс точности, %	1,5	1,5	1,5 1	1,5
Предел измерения, U„, В	100	150	250	500
Число делений шкалы, а„	25	25	25	25

Таблица 4

Ватгметры ферродинамической системы для измерения активной мощности в цепях однофазного переменного тока,

Тип прибора		Д5004/1	Д5004/10	Д529/4	Д529/5
Класс точности, %		0,5	0,5	0,5	0,5
Пределы измерения	Катушки тока, 1н,А	5; 10	1; 5	2,5; 5	.5; 10
	Катушки на­пряжения, Uн, В	75; 150 300; 450 600	100; 150	75; 150 300; 600	37,5; 75 150; 300
Номинальное число делений шкалы, αн		150	100	150	150

Многопредельные с изоляцией на 2 кВ

Таблица 5

Данные измерительных трансформаторов напряжения

Трансформаторы однофазные двухобмоточные
Номинальное первичное напряжение, Uн1 кВ Класс точности, γд, %	3; 6; 10; 15; 35 0,2; 0,5; 1; 3
Трансформаторы трехфазные
Номинальное первичное напряжение, UH1, кВ Класс точности, γд %	3; 6; 10; 15; 0,2; 0,5; 1; 3

Таблица 6

Данные измерительных трансформаторов тока с изоляцией на 0,66 кВ, 10 кВ и 35 кВ

Трансформаторы однофазные
Номинальный первичный гок, Iн1, А	10; 15; 20; 30; 50; 75 100; 150; 200; 300; 400 600
Класс точности, γд , %	0,2; 0,5; 1; 3

Пример 4.

Необходимо измерить напряжение, ток и мощность трехфазного потребителя с равномерной нагрузкой фаз, имеющего номинальное напряжение U_H=10 кВ и номинальный ток 1_н=140 А.

Подобрать вольтметры, амперметры, ваттметры и измерительные трансформаторы, составить схему измерения.

Определить:

1. коэффициенты трансформации измерительных трансформаторов;

2. постоянную (цену деления) ваттметра;

3. напряжение установки, если вольтметр показал 95 В;

4. ток установки, если амперметр показал 4 А;

5. показание каждого ваттметра Р’₁ и Р^’₂ , если стрелка первого прибора отклонилась на α₁=75 делений, а второго - на α ₂=60 делений;

6. м

   ^ .

   ощность трехфазной установки

Решение

В высоковольтную цепь с напряжением 10 кВ измерительные приборы должны включаться через измерительные трансформаторы.

Следует применить схему с использованием трехфазных трансформаторов напряжения или однофазных, как в [2, рис. 110] или [4, рис.8-31].

Измерительные приборы, ТТ и ТН подбираем по данным таблиц 2, 3, 4, 5, 6.

Выбираем измерительные трансформаторы тока с номинальным первичным током I_H1=150 A и изоляцией на 10 кВ, класс точности γ_д=0,5%; трехфазный трансформатор напряжения с номинальным первичным напряжением U_H1=10 кВ, класс точности γ _д=0,5%; амперметры электромагнитной системы типа Э378, класс точности γ_д=1,5% на номинальный ток I_Н=5 А и шкалой на α_н=25 делений; вольтметры электромагнитной системы типа Э378, класс точности γ_д =1,5%, на номинальное напряжение U_H=100 В и шкалой на α_н =25 делений; ваттметры типа Д5004/10, класс точности γ_д =0,5%, с номинальными значениями I_Н=5 А. U_H=100 В и шкалой на α_н=100 делений.

1. Коэффициент трансформации трансформатора тока:

K_TT= I_H1 / I_H2 = 100/5

РОСЖЕЛДОР 1

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 1

«ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ» 1

Методические рекомендации и контрольные задания образовательных учреждений среднего профессионального образования по выполнению самостоятельной работы студентами 2-го курса специальности 1

«Электрические измерения». Методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы студентов 2-го курса по дисциплине «Электрические измерения». Составитель - Л.В.Богданова; ВТЖТ – филиал ФГБОУ ВПО РГУПС. – Волгоград, 2015. – 2

Пример 1. 19

γ_нвр-(γ_и 1 + γ _I 1) =-± (5 + 3)-= ±8%. 20

Пример2 А. Измерительный механизм магнитоэлектрической системы имеет внутреннее сопротивление Rи = 4 Ом, шкалу на 100 делений и рассчитан на номинальный то к I_н = 25 мА. Используя этот измерительный механизм, необходимо создать амперметр, имеющий предел измерения (номинальный ток) I Iн=30А. 21

U_Ш =Iн-I_u = 29,975 - 0,00334 = 0,1В = 100 мВ. 21

U_ш= Uи; U_{Ш =} I_Ш Rш = Iu Ru; 21

U_и = 25-10^-3 -4 = 100-10^-3В = 100 мВ. 21

Пример 3 В схеме для измерения сопротивления применяются амперметр и вольтметр, имеющие следующие внутренние сопротивления: 22

Решение 22

Rx =9 / (2-0,01) = 4,523 Ом . 23

∆Rx = R’x - Rx = 4,5 – 4,523 =- 0,023 Ом . 23

U1 – к_TН • U₂ =100 • 95 = 95005 = 9,5кВ. 30

I₁ = k _TT I₂ = 30 • 4=120 A. 30

Р’₂ = а₂ • С_р = 60•5 = 300Вт. 30

P = P_t+P₂, 30

Р₁ =P’₁ K_TH k_{TT =}-375-100-30-10-³ =1125к5т; 30

Р₂ = Р'₂ к_TH -k_TT = 300-100-ЗО-10 -³ = 900к5т; 30

Р = 1125 + 900 ~2025кВт. 30

С = 1/К_н = 1000•3600/2500 = 1440 Вт • с / об 31

Коэффициент трансформации трансформатора напряжения:

K_TH = U_{H1 /}^/ U_H2 = 10000 / 100

2. Постоянная (цена деления) ваттметра определяется по формуле:

с _р = (U_H • I_H) / α_н = 5 • 100 / 100 = 5Вт/дел

где: L_н - номинальный ток ваттметра;

U_H “ номинальное напряжение ваттметра;

α_н - количество делений шкалы прибора.

3. Напряжение установки при показании вольтметра U₂=95B.

U1 – к_TН • U₂ =100 • 95 = 95005 = 9,5кВ.

4. Ток установки при показании амперметра I₂=4 А

I₁ = k _TT I₂ = 30 • 4=120 A.

5. Показание первого ваттметра

P’₁ = =а₁ •-С_р = 75 5 = 375Bт; показание второго ваттметра

Р’₂ = а₂ • С_р = 60•5 = 300Вт.

6. Мощность трехфазной установки

P = P_t+P₂,

где:

Р₁ =P’₁ K_TH k_{TT =}-375-100-30-10-³ =1125к5т;

Р₂ = Р'₂ к_TH -k_TT = 300-100-ЗО-10 -³ = 900к5т;

Р = 1125 + 900 ~2025кВт.

В задачах №32, №34, №35, №38, №39 предусматривается расчет номинальной и действительной постоянной индукционного счетчика, его относительной погрешности, энергии, учтенной счетчиком и энергии, действительно израсходованной в цепи.

Перед началом решения этих задач необходимо изучить устройство счетчика, его принцип действия, схему включения в цепь по [1, 4].

Для измерения электрической энергии в цепях переменного тока служит индукционный счетчик.

Скорость вращения диска счетчика пропорциональна мощности цепи, в которую включен счетчик, и зависит от передаточного числа счетного механизма.

Передаточное число равно числу оборотов диска, приходящихся на единицу учтенной счетным механизмом энергии.

К н = N/W , об/(кВт ч)

На щитке счетчика передаточное число записывается следующим выражением, например:

1 кВт ч=2500 оборотов диска.

Зная передаточное число счетчика, можно определить его номинальную постоянную С_н.

Номинальная постоянная счетчика показывает, сколько энергии, учтенной счетным механизмом, приходится на один оборот диска.

Например, на щитке счетчика указано: 1 кВт ч=2500 оборотов диска.

Номинальная постоянная равна:

С = 1/К_н = 1000•3600/2500 = 1440 Вт • с / об

Относительная погрешность счетчика определяется:

где: Wн - энергия, учтенная счётчиком;

W_д - энергия, израсходованная в цепи;

С_Д - действительная постоянная счетчика.

Схема включения счетчика в однофазную цепь приведена в [1, рис.13.4]; [4, рис.9-1] или [2, рис.116].

Изображение обмоток счетчика должно соответствовать ГОСТ. Активную энергию в трехпроводных трехфазных цепях переменного тока можно измерить двумя однофазными счетчиками.

Схема включения двух счетчиков активной энергии в трехпроводную сеть приведена в [1, рис. 13.4] и [2, рис. 1176].

Эта схема может применяться для измерения активной энергии при равномерной и неравномерной нагрузке фаз. Активная энергия трехфазной сети определяется по показаниям счетчиков

Wα-W₁₊W₂.

При равномерной нагрузке фаз по показаниям счетчиков может быть определена и реактивная энергия

Два однофазных счетчика могут быть заменены одним двухэлементным, который состоит из двух измерительных элементов, действующих на общую подвижную часть.

Схема включения такого счетчика в трехфазную цепь приведена в [1, рис.13.5], [4, рис.9-7] и [2, рис.119].

Со схемой включения трехэлементного счетчика в четырехпроводную трехфазную цепь можно ознакомиться в [4, рис.9-6] или [1, рис. 13.9].

Пример 2

Измерение расхода электроэнергии трехфазной установкой, имеющей равномерную нагрузку фаз, выполнялось двумя однофазными счетчиками. За 200 часов работы показания каждого из счетчиков увеличились соответственно на W₁=4000 кВтч и W₂=2000 кВт'Ч.

Определить активную и реактивную энергии, полученные установкой за 200 часов работы, средневзвешенный коэффициент мощности.

Решение.

1. Активная энергия, полученная электроустановкой

W_a= W₁+W₂ =- 4000 + 2000 = 6000кВт • ч.

2. Реактивная энергия, полученная электроустановкой Средневзвешенный коэффициент мощности cos φ:

По таблицам тригонометрических функций находится значение угла φ=30° и коэффициент мощности cos φ =0,866.

Пример 6.

Однофазный индукционный счетчик имеет номинальную

постоянную С_н = 2000 Вт с/об и класс точности γ_н=2,5%.

При поверке счетчика поддерживалась неизменной активная мощность цепи Р=550 Вт.

При этом за время t=0,5 часа диск счетчика сделал N=500 оборотов.

Определить номинальное передаточное число счетчика К_н, действительную постоянную счетчика С_д, относительную по­грешность счетчика γ _w, сделать вывод о соответствии счетчика указанному на нем классу точности.

Решение:

Номинальное передаточное число счетчика

1 1000 3600

1. К_н = — = ----------------- = 1800 об / кВт ч

С_н 2000

2. Действительная постоянная счетчика

С _д = P t / N = 550 1800 / 500 =1980 кВт с / об

3. Относительная погрешность счетчика

γ_w = (С_н – С_д) /С_д = (2000 – 1980) / 1980 100% = 1,01 %

4. Так как относительная погрешность счетчика γ_w = l,01% меньше класса точности счетчика γ_Д=2,5%, счегчик соответствует указанному на нем классу точности.