Методика выполнения работы. Для выполнения п. 1. программы работы студент должен ознакомиться с устройством 3-фазных счетчиков электрической энергии по плакатам

Для выполнения п. 1. программы работы студент должен ознакомиться с устройством 3-фазных счетчиков электрической энергии по плакатам. Принцип действия счетчика электрической энергии заключается во взаимодействии двух синусоидальных изменяющихся магнитных потоков: потока Фi, который создается током нагрузок, и потока Фu, протекающего по параллельным обмоткам. Магнитные потоки Фi и Фu пересекают край алюминиевого диска, в котором находятся местные вихревые токи, порождающие в нем магнитные поля. Эти магнитные поля, взаимодействуя с основными магнитными потоками Фi и Фu, приводят диск во вращение. Количество оборотов диска регистрируется счетным механизмом, который дает отсчет в гектоватт·часах или киловатт·часах.

Постоянный магнит предназначен для торможения диска при включенной нагрузке. Для измерения расхода электроэнергии в однофазных цепях применяют однофазные счетчики, в трехфазных цепях без нулевого провода трехфазные трехпроводные и в трехфазных цепях с нулевым проводом - трехфазные четырехпроводные счетчики.

На шкале счетчика обычно указывается его тип, номинальные значения напряжения и тока, и постоянная счетчика или передаточное число. Передаточное число указывает, сколько оборотов сделает диск счетчика при потреблении в контролируемой цепи одного киловатт-часа электроэнергии. Постоянная счетчика — это количество электроэнергии, расходуемой в контролируемой цепи за один оборот счетчика. Счетчики выпускают, в основном, на ток 5 А и напряжение 127, 220 и 380 В для включения непосредственно или только с трансформаторами тока, а также, на 100 В для включения с трансформаторами напряжения и тока. Только для непосредственного включения предназначены счетчики, рассчитанные на токи 10, 20, 30 и 50 А и напряжения 127, 220 и 380 В.

Для расширения пределов измерения счетчика по току используют трансформаторы тока. Они рассчитаны на следующие значения токов (А): 10/5, 15/5, 20/5, 30/5, 40/5, 50/5, 60/5, 75/5, 100/5 и т. д. Соответственно, коэффициенты трансформации равны: 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 15, 20 и т. д. Цифра в числителе указывает номинальный ток первичной обмотки, включаемой последовательно с потребителем тока, а цифра в знаменателе — номинальный вторичный ток, равный номинальному току счетчика.

Расход электрической энергии (W) определяется как показание счетчика (Wсч), умноженное на коэффициент трансформации «К» трансформатора тока W=Wсч..К. Для защиты обслуживающего персонала и включенных во вторичную цепь приборов от высоких потенция лов, которые могут появиться на вторичной стороне в случае пробоя изоляции, вторичные обмотки трансформаторов тока нужно заземлять.

Для выполнения п. 2. программы работы необходимо подключить счетчики и трансформаторы тока в соответствии со схемой, представленной на лабораторном стенде. Затем, после проверки преподавателем правильности производственного монтажа, подключить схему к питающей сети автоматом АП-50.

Выключателями SА1, SА2, SA3 включить лампы накаливания EL1, EL2, EL3, а с помощью кнопки В1 «Пуск» и магнитного пускателя КМ включить электрический двигатель М в цепь.

Частота вращения диска счетчика прямо пропорцио­нальна суммарной мощности подключенных токоприемников.

На щитке счетчика указывается постоянное для данного счетчика число, равное частоте вращения диска, приходящейся на единицу израсходованной энергии. Например, 450 оборотов = 1 кВт ч. Таким образом, определив частоту вращения диска за определенный промежуток времени, можно определить расход электрической энергии за это время.

При подсчете расхода электрической энергии необходимо учесть величину коэффициента трансформации трансформаторов тока «К». Для этого величину расхода электрической энергии умножают на коэффициент трансформации. (В нашем опыте К=3).

Для определения степени неравномерности нагрузки фаз подключают все потребители и по показаниям амперметров, установленных на лицевой стороне стенда, определяют значения токов во всех фазах.

Степень неравномерности нагрузки фаз определяется из выражения:

,

где I_макс — ток в наиболее нагруженной фазе в момент максимума отдаваемой мощности, I_ср — средняя арифметическая величина тока трех фаз в момент максимума отдаваемой мощности.

Согласно правила устройств электроустановок (ПУЭ), однофазные нагрузки должны быть подключены так, чтобы степень неравномерности не превышала 20%.

В отчете по лабораторной работе необходимо:

1) привести паспортные данные 3-х фазных счетчиков электрической энергии и трансформаторов тока;

2) представить данные по измерению расхода активной и реактивной энергии за указанный промежуток времени;

3) представить данные расчетов по определению неравномерности нагрузки отдельных фаз;

4) начертить принципиальную электрическую схему включения счетчиков типов СА4У-И672 и СР4У-И673 в 4-х проводную сеть без трансформаторов тока.

Контрольные вопросы

1. Каков принцип действия счетчиков электрической энергии индукционной системы?

2. Что такое постоянная счетчика?

3. Как определить, есть ли у счетчика «самоход»?

4. Что понимается под степенью неравномерности нагрузки фаз?