Метрология-681.2.М54 - часть 2

3.4.2. Порядок выполнения работы

1)Ознакомиться с инструкцией по эксплуатации электронного осциллографа и подготовить его к работе.

2)Собрать электрическую цепь по схеме, представленной на рис. 3.12. В качестве нагрузки включен измерительный трансформатор тока на холостом ходу. Входное напряжение установить не более 30 В.

AT

Л1 Л2

И1 И2

Рис. 3.12. Схема для измерений осциллографом

3) Амперметром и вольтметром измерить действующие значения тока и напряжения при различных значениях коэффициента трансформации ИТТ. При этих же значениях измерить амплитудные значения тока и напряжения осциллографом. Для этого канал Y осциллографа сначала подключить к клеммам вольтметра, а затем к резистору R0. Убедиться в том, что ток имеет несинусоидальную форму, а напряжение осталось синусоидальным. При измерениях воспользоваться соотношениями для амплитудных значений:

60

где I, U – действующие значения измеренных величин.

Результаты для двух измерений и расчетов свести в табл. 3.6. Сделать вывод относительно коэффициента амплитуды для синусоидального и несинусоидального сигналов.

Kт.т – коэффициент трансформации измерительного трансформатора тока.

4) Зарисовать осциллограммы напряжения и тока на графиках, указав масштабы по времени и измеряемой величине.

Контрольные вопросы

1)Пояснить назначение электронно-лучевых осциллографов, назвать их разновидности.

2)Начертить упрощенную блок-схему электронно-лучевого осциллографа и описать принцип измерения с его помощью тока и частоты.

4)Пояснить принцип отклонения луча в горизонтальном и вертикальном положении.

3.5. Лабораторная работа 5

ПОВЕРКА ОДНОФАЗНОГО ЭЛЕКТРОННОГО СЧЕТЧИКА

Цель работы: изучение методики поверки однофазного электронного счетчика.

3.5.1. Основные теоретические сведения

Поверка заключается в сравнении расчетного значения относительной погрешности счетчика с допускаемой относительной погрешностью доп при различных значениях тока I и cos .

61

где W – значение электрической энергии, соответствующее показаниям поверяемого счетчика;

W0 – действительное значение энергии, прошедшей через счетчик. Значение доп определяется классом точности счетчика и задается табли-

цей для различных значений тока.

3.5.2. Порядок выполнения работы

1)Собрать электрическую цепь по схеме, приведенной на рис. 3.13. После проверки преподавателем включить установку и прогреть счетчик при его номинальных вторичных параметрах U 220 В и I 5А в течение 5 мин.

2)Установить ток в цепи I 0,5 А, что соответствует 10 % от номиналь-

ного вторичного тока. Определить значение cos φ (0,5 или 1,0) по показаниям вольтметра, амперметра и ваттметра, используя соотношение:

3)Дождаться на индикаторе счетчика ровных показаний и запустить секундомер. Остановить секундомер в момент, когда счетчик зафиксирует заданное преподавателем значение электрической энергии (оборотов диска).

Величина Wв определяется как произведение количества оборотов диска n и постоянной счетчика Cсч, указанной на лицевой части панели прибора.

4)Вычислить энергию, потребляемую на низкой стороне:

Kсч

где Kсч KU KI – коэффициент счетчика;

62

Рис. 3.13. Схема для поверки электронного счетчика

Номинальные параметры указываются на лицевой панели счетчика. 5) Определить расчетное значение потребленной энергии, Вт·с:

63

8)По формуле (3.17) вычислить относительную погрешность измерения энергии электронным счетчиком.

9)Провести опыты, описанные в п. 2 – 7 при I = 1; 2,5; 5 А, что составляет 20, 50 и 100 % от номинального тока.

10)Заполнить табл. 3.7.

11)Построить графики (I/I2ном), на которых отметить область допустимых значений доп (I/I2ном) для однофазного электронного счетчика Ф-442 класса точности 2 в соответствии с табл. 3.8. Сделать выводы по поверке.

Т а б л и ц а 3.8 Допустимые погрешности электронного счетчика Ф-442

64

Контрольные вопросы

1)Начертить блок-схему электронного счетчика и объяснить назначение его основных элементов.

2)Охарактеризовать метод поверки электронного счетчика.

3)Пояснить понятия «передаточное число», «постоянная счетчика», «порог чувствительности счетчика».

4)Назвать преимущества электронных счетчиков в сравнении с индукцион-

ными.

5)Охарактеризовать зависимость относительной погрешности счетчика от нагрузки.

3.6. Лабораторная работа 6

ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ В ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЯХ

Цель работы: изучение методов измерения активной и реактивной мощности в трехфазных цепях, приобретение навыков практического использования вольтамперфазометра.

3.6.1. Основные теоретические сведения

Активная мощность Р трехфазной цепи определяется суммой активных мощностей отдельных фаз:

65

где U AB , U BС , UCА , I A , IB , IC – действующие значения линейного напряжения и тока;

1 6 – углы сдвига фаз между соответствующими напряжениями и токами, например, 1 = (UAB, IA).

Из выражений (3.26) – (3.29) следует, что для измерения мощности любой трехфазной цепи достаточно двух однофазных ваттметров, включенных так, чтобы один из них показывал мощность, соответствующую первому слагаемому указанных выражений, а другой – второму.

В симметричных трехфазных цепях мощность во всех фазах потребляется одинаковая, поэтому для измерения всей мощности достаточно использовать один однофазный ваттметр. Включение ваттметра в одну из фаз показано на

Активная мощность симметричной и несимметричной трехфазной трехпроводной цепи измеряется с помощью двух однофазных ваттметров, схемы включения которых создаются в соответствии с уравнениями (3.26) – (3.28). Например, схема на рис. 3.15 соответствует выражению (3.26).

Общая мощность трехфазной системы в этом случае равна алгебраиче-

Реактивная мощность трехфазной цепи определяется суммой реактивных мощностей отдельных фаз:

66

где γ1 – γ3 – угол между векторами соответствующих линейных напряжения и тока.

В качестве примера на рис. 3.16 приведена схема, соответствующая выражению (3.33).

ваттметром

67

Рис. 3.17. Схема измерения реактивной мощности двумя ваттметрами

В этом случае реактивная мощность всей цепи определится по формуле:

2

г д е PW 3 , PW 4 – п о к а за н и я в а т т м е т р о в .

3 . 6 . 2 . П о р я д о к в ы п о л н е н и я р а б о т ы

1 ) С о б р а т ь э к с п е р и м е н т а л ь н у ю у с т а н о в к у (р и с . 3 .1 8 ) и п о д к л ю ч и т ь е е к т р е х ф а зн о й с е т и н а п р я ж е н и е м 3 6 В .

Э к с п е р и м е н т а л ь н а я у с т а н о в к а п р е д с т а в л я е т с о б о й т р е х ф а зн у ю R -L н а - г р у зк у , с о е д и н е н н у ю « зв е зд о й » б е з н у л е в о г о п р о в о д а . Н а г р у зк а ф а зы – п о с л е - д о в а т е л ь н о е с о е д и н е н и е к а т у ш к и и н д у к т и в н о с т и (R к , L к ) и р е зи с т о р а R .

Р и с . 3 .1 8 . С х е м а эк с п е р и м е н т а л ь н о й у с т а н о в к и

И зо б р а зи т ь с х е м у п о д к л ю ч е н и я в а т т м е т р о в д л я и зм е р е н и я а к т и в н о й и р е - а к т и в н о й м о щ н о с т и в с о о т в е т с т в и и с за д а н н ы м в а р и а н т о м .

З а ф и к с и р о в а т ь в р а б о ч е й т е т р а д и п а р а м е т р ы к а т у ш е к и н д у к т и в н о с т и и р е зи с т о р о в д л я за д а н н о го в а р и а н т а э к с п е р и м е н т а л ь н о й у с т а н о в к и (т а б л . 3 .9 ).

2 ) П о д г о т о в и т ь к р а б о т е в о л ь т а м п е р ф а зо м е т р « П а р м а В А Ф -А » .

68

Он представляет собой полностью автоматизированный универсальный прибор, укомплектованный двумя проводниками для измерения напряжения, токоизмерительными клещами и кабелем сетевого питания 220 В.

Технические характеристики вольтамперфазометра «Парма ВАФ-А»:

–предел измерения действующего значения напряжения, В, – 460;

–предел измерения действующего значения тока, А, – 10;

–предел измерения действующего значения активной (реактивной) мощности, кВт (квар), – 4,6;

–диапазон измерения угла сдвига фаз, град, – ª180;

–диапазон измерения частоты, Гц, – 45 – 65.

3)Определить последовательность чередования фаз. Для этого подключить фазы нагрузки к клеммам А, В, С прибора. При правильном подключении

всоответствии с маркировкой на дисплее выводится фраза «Прямое чередование фаз» (А–В–С), при неправильном – «Обратное чередование фаз» (А–С–В).

4)Определить действующие значений фазного и линейного напряжения.

Для этого подать поочередно фазное напряжение источника UА, UВ, UС на клеммы «Uизмер». Считать показания в вольтах. Подать на эти же клеммы линейное напряжение UАВ, UBC, UCA. Результаты занести в табл. 3.10.

5)Измерить действующие значения фазного (линейного) тока. С этой целью подключить токоизмерительные клещи к разъему «Iизмер», охватить соответствующий проводник (линейный провод) клещами, убедиться в том, что клещи надежно сомкнуты. Снять показания с дисплея в миллиамперах и занести в табл. 3.10

69