5 .Схема измерений. З адача №3

Для измерения активной энергии W_a, напряжения U и тока I в однофазной цепи частотой 50 Hz с коэффициентом мощности cosφ

Необходимо:

• выбрать измерительные трансформаторы тока и напряжения , амперметр, вольтметр и индукционный счетчик;

• проанализировать нагрузку вторичных цепей измерительных трансформаторов, используя ориентировочные значения мощностей собственного потребления обмотками приборов. При необходимости выбрать другие приборы;

• оценить погрешности измерения U, I, W_a при нормальных условиях эксплуатации и представить результаты измерений в установленной стандартом форме, если продолжительность измерения энергии составляет Δt часов;

• привести схему измерений.

Исходные данные: U=6,2 кV; cosφ=0,91; I=45 A; Δt=0,8h.

Решение:

1. Выберем измерительные трансформаторы тока и напряжения , амперметр, вольтметр и индукционный счетчик.

Выберем измерительные трансформаторы:

напряжения: тип И50

класс точности δ_ТИ = 0,1

номинальное первичное напряжение U_1н =6000 V

номинальное вторичное напряжение U_2н, = 100 V

номинальная нагрузка S_HTH = 15 V*A

тока: тип И56М

класс точности δ_тт = 0,2

номинальный первичный ток I1н = 40 А

номинальный вторичный ток I1н = 5 А

номинальная нагрузка S_нтт= 15 V^*A.

Примечание: Измерительные трансформаторы допускают перегрузку до 20%.

Определим значения напряжения и тока во вторичных цепях трансформаторов, рассчитав номинальные коэффициенты трансформации КнU и КнI, соответственно.

для напряжения коэффициент трансформации:

,

напряжение во вторичной цепи:

;

для тока коэффициент трансформации:

,

ток во вторичной цепи:

.

Выберем вольтметр, амперметр и индукционный счетчик для включения их во вторичные цепи измерительных трансформаторов, определим их метрологические характеристики.

Таблица 3.1.Выбраные приборы.

Название и тип прибора	Амперметр Э377	Вольтметр Э378	Счетчик СО-И445
Верхний предел диапазона измерения	7,5 А	150 V	-
Номинальные значения напряжения и тока (табл.3.5)	-	-	Uн= 110 V Iн = 5А
Частотный диапазон	50 Hz	50 Hz	50 Hz
Класс точности	1,0	1,5	2,0
Ориентировочное потребление мощности: - обмоткой напряжения -обмоткой тока	SA = 4 V*A	Sv = 3 V*A	SHwh=4V*A Sтwh=1V*A

2. Проанализируем нагрузку вторичных цепей измерительных трансформаторов, используя ориентировочные значения мощностей собственного потребления обмотками приборов.

Погрешность масштабного преобразования измерительных трансформаторов соответствует их классу точности, если мощность всех приборов, включенных в их

вторичные цепи, не больше номинальной нагрузки трансформатора.Так во вторичную цепь трансформатора тока включен амперметр и токовая обмотка счетчика. Их суммарная мощность

S _A + S_IWh=(4+1)V*A=5V*A,

что меньше номинальной мощности трансформатора тока (Sнтт = 15 V*A).

Для трансформатора напряжения:

Мощность вторичной цепи трансформатора Sнтн⁼ 15 V*A, a суммарная мощность,потребляемая вольтметром и параллельной обмоткой счетчика, составляет:

S_v + Suwh = 3 + 4 = 7 V*A.

3. Оценим погрешности измерения U, I, W_a при нормальных условиях эксплуатации и представим результаты измерений в установленной стандартом форме, если продолжительность измерения энергии составляет Δt=0,5h.

Погрешность δUи измерения равна:

напряжения δU = δV+δтн ;

тока δI = δA+δтт ;

энергии δw = δwh+δтт+ δтн;

где δV – относительная погрешность измерения напряжения вольтметром

δA - относительная погрешность измерения тока амперметром

δwh – класс точности счетчика.

При измерении напряжения U2=103,3 V выбранным вольтметром и трансформатором напряжения получим

при измерении тока I2=5,625 A

При измерении энергии

Значения погрешностей в абсолютной форме, соответственно равны:

напряжения

т ока

энергии

Результаты измерений величин U, I, Wa

4. Схема измерений.