Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает индукционный счетчик электрической энергии

11 4.4. Индукционные приборы. Однофазный индукционный счётчик электрической энергии

Принцип действия индукционных приборов основан на взаимодействии переменного магнитного поля с вихревыми токами, индуцируемыми этим же полем в проводящем подвижном диске или цилиндре. Индукционные приборы пригодны лишь для переменных токов, так как ток в диске или цилиндре может индуцироваться лишь действием переменного магнитного потока. В настоящее время промышленность выпускает только индукционные счетчики электрической энергии.

Рис. 11.6. Схема навивки токовой катушки индукционного прибора

Индукционный счетчик имеет две катушки с сердечниками: токовую катушку и катушку напряжения. Поэтому переменное магнитное поле создается двумя магнитными потоками Ф1 и Ф2 сдвинутыми на некоторый угол по фазе и в пространстве. При этом осуществляется взаимодействие потоков с »чужими», (а не со «своими») индукционными токами.

Токовую катушку (рис. 11.6) навивают толстым проводом на стальной сердечник и включают последовательно с нагрузкой. Магнитный поток Ф1 в ней пропорционален току нагрузки. Катушку напряжения (рис. 11.7) навивают большим числом витков тонкого провода на стальной сердечник. Индуктивное сопротивление этого электромагнита несравненно больше активного, поэтому данную цепь можно считать чисто индуктивной (ток в катушке напряжения отстает по фазе на π/2).

Рис. 11.7. Схема навивки катанки напряжения

Таким образом, счетчик состоит из двух электромагнитов и подвижного алюминиевого диска.

Легкий алюминиевый диск укреплен на оси, которая связана с помощью червячной передачи со счетным механизмом, и вращается в зазоре электромагнитов. Магнитный поток Ф1 электромагнита U-образной формы (рис. 11.6) создается током приемника электрической энергии, так как его обмотка включена последовательно в цепь нагрузки. Можно считать, что Ф1 пропорционален току:

На втором электромагните (рис. 11.7) расположена обмотка, включенная параллельно приемнику электрической энергии, и ток в ней пропорционален напряжению сети U. Обмотка состоит из большого числа витков тонкого провода и создает магнитный поток Ф2 значение которого пропорционально U: Ф2

U. Индуктивное сопротивление этого электромагнита несравненно больше активного, поэтому можно считать, что ток в его обмотке сдвинут по фазе от напряжения на π/2. Таким образом, магнитные потоки, сдвинутые по фазе и в пространстве, образуют «бегущее» магнитное поле, пересекающее диск.

Вихревые токи, индуцируемые в диске магнитными потоками, пропорциональны им: Iв1

Ф2 . Среднее за период значение электромагнитной силы, возникающей при взаимодействии магнитного поля и вихревого тока и действующей на диск, определяется формулой

F = Ф I cosγ , где γ — угол сдвига по фазе между потоком Ф и током I . Из этой формулы видно, что взаимодействие между индуцированным током в диске и созданным им магнитным полем не создает электромагнитной силы, так как γ = 0. Электромагнитные силы появляются только в результате взаимодействия магнитного потока Ф1 с током Iв2 и потока Ф2 с током Iв1. Общий вращающий момент

где c1 и с2 — постоянные величины. После несложных преобразований получаем

где ψ — угол между потоками Ф1 и Ф2 равный, практически, π/2, с — постоянная величина. Поэтому

где k — постоянный коэффициент, Р — мощность, потребляемая нагрузкой.

Под действием этого вращающего момента диск пришел бы в ускоренное вращение, и число оборотов не соответствовало бы израсходованной электрической энергии. Поэтому необходимо наличие противодействующего момента.

Противодействующий момент Мпр создается постоянным магнитом, в поле которого вращается диск, и является тормозным моментом, пропорциональным частоте вращения диска Мпр=k’. Когда моменты равны, т.е. Мпр = Мвр, частота вращения диска постоянна (установившийся режим). При этом

P = .

Проинтегрировав это выражение за период T, получим

= .

Левая часть этого равенства определяет количество электрической энергии использованной за период, поэтому после интегрирования получаем:

W = 2 π N,

где N — число оборотов диска за период T. Таким образом, число оборотов диска пропорционально расходу электроэнергии.

Индукционные счетчики обладают слабой чувствительностью к введшим магнитным полям и изменениям температуры окружающей среды и хорошо выдерживают перегрузки. Однако они очень чувствительны к изменению частоты переменного тока в сети, поэтому предназначаются для работы только на определенной частоте (обычно 50 Гц).

Читайте так же:
Показания счетчика электроэнергии еирц

Онлайн журнал электрика

Статьи по электроремонту и электромонтажу

  • Справочник электрика
    • Бытовые электроприборы
    • Библиотека электрика
    • Инструмент электрика
    • Квалификационные характеристики
    • Книги электрика
    • Полезные советы электрику
    • Электричество для чайников
  • Справочник электромонтажника
    • КИП и А
    • Полезная информация
    • Полезные советы
    • Пусконаладочные работы
  • Основы электротехники
    • Провода и кабели
    • Программа профессионального обучения
    • Ремонт в доме
    • Экономия электроэнергии
    • Учёт электроэнергии
    • Электрика на производстве
  • Ремонт электрооборудования
    • Трансформаторы и электрические машины
    • Уроки электротехники
    • Электрические аппараты
    • Эксплуатация электрооборудования
  • Электромонтажные работы
    • Электрические схемы
    • Электрические измерения
    • Электрическое освещение
    • Электробезопасность
    • Электроснабжение
    • Электротехнические материалы
    • Электротехнические устройства
    • Электротехнологические установки

Классификация и технические характеристики индукционных счетчиков

Различают однофазовые и трехфазные счетчики. Однофазовые счетчики используются для учета электроэнергии у потребителей, питание которых осуществляется однофазовым током (в главном, бытовых). Для учета электроэнергии трехфазного тока используются трех фазные счетчики.

Трехфазные счетчики можно систематизировать последующим образом.

По роду измеряемой энергии — на счетчики активной и реактивной энергии.

Зависимо от схемы электроснабжения, для которой они предусмотрены ,—
на трехпроводные счетчики, работающие в сети без нулевого провода, и
четырехпроводные, работающие в сети с нулевым проводом.

По методу включения счетчики можно поделить на
3 группы

— Счетчики конкретного включения (прямого включения) , врубаются в сеть без измерительных трансформаторов. Такие счетчики выпускаются для сетей 0,4/0,23 кВ на токи до 100 А.

— Счетчики полукосвенного включения , своими токовыми обмотками врубаются через трансформаторы тока. Обмотки напряжения врубаются конкретно в сеть. Область внедрения
— сети до 1 кВ.

— С четчики косвенного включения , врубаются в сеть через трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Область внедрения
— сети выше 1 кВ.

Счетчики косвенного включения изготовляются 2-ух типов.
Трансформаторные счетчики — созданы для включения через измерительные трансформаторы, имеющие определенные наперед данные коэффициенты трансформации. Эти счетчики имеют десятичный пересчетный коэффициент (10п).
Трансформаторные универсальные счетчики — созданы для включения через
измерительные трансформаторы, имеющие любые коэффициенты
трансформации. Для универсальных счетчиков пересчетный коэффициент определяется по коэффициентам
трансформации установленных измерительных трансформаторов.

Зависимо от предназначения счетчику присваивается условное обозначение. В
обозначениях счетчиков буковкы и числа означают: С — счетчик; О — однофазовый; Л
— активной энергии; Р — реактивной энергии; У — универсальный; 3 либо 4 для трех- либо
четырехпрводной сети.

Пример обозначения: СА4У — Трехфазный трансформаторный универсальный четырехпроводиый счетчик активной энергии.

Если па табличке счетчика поставлена буковка М, это
означает, что счетчик предназначен для работы и при отрицательных температурах (-15°
— +25°С).

Электросчетчики специального предназначения

Счетчики активной и реактивной энергии, снабженные дополнительными устройствами, относятся к счетчикам специального предназначения. Перечислим некие из их.

Двухтарифные и многоторифные счетчики — используются для учета электроэнергии, тариф на которую меняется зависимо от времени суток.

Счетчики с подготовительной оплатой — используются для учета электроэнергии бытовых потребителей, живущих в отдаленных и недоступных населенных пт.

Счетчики с указателем наибольшей нагрузки — используются для расчетов с потребителями по двухставочному тарифу (за израсходованную электроэнергию и критическую нагрузку).

Телеизмерительные счетчики — служат для учета электроэнергии и дистанционной передачи показаний.

К счетчикам специального предназначения относятся и примерные счетчики , созданные для поверки счетчиков общего предназначения.

Технические свойства электросчетчиков

Техно черта счетчика определяется последующими основными параметрами.

Номинальное напряжение и номинальный ток счетчиков — у трехфазных счетчиков указываются в виде произведения числа фаз на номинальные значения тока и напряжения, у четырехпроводных
счетчиков указываются линейные и фазные напряжения. Например- 3/5 А; 3X380/220 В.

У трансформаторных счетчиков заместо номинальных тока и напряжения указываются номинальные коэффициенты трансформации измерительных трансформаторов, для работы с которыми счетчик предназначен, к примеру: 3X150/5 А. 3X6000/100 В.

На счетчиках, именуемых перегрузочными, указывается значение наибольшего тока конкретно после номинального, к примеру 5
— 20 А.

Номинальное напряжение счетчиков прямого и полукосвенного включения должно соответствовать номинальному
напряжению сети, а счетчиков косвенного включения — вторичному номинальному напряжению трансформаторов напряжения.
Точно так же номинальный ток счетчика косвенного либо полукосвенного включения должен соответствовать вторичному номинальному току трансформатора тока (5 либо 1
А).

Читайте так же:
Как по току подобрать счетчик трехфазный

Счетчики допускают долгосрочную перегрузку по току без нарушения корректности учета: трансформаторные
и трансформаторные универсальные — 120%; счетчики прямого включения — 200% и поболее (зависимо от типа)

Класс точности счетчика — это его большая допустимая относительная погрешность, выраженная в процентах.
Счетчики активной энергии должны изготавливаться классов точности 0,5; 1,0; 2,0; 2,5; счетчики реактивной энергии
— классов точности 1,5; 2,0; 3,0.
Трансформаторные и трансформаторные универсальные счетчики учета активной и реактивной энергии должны быть класса точности 2,0 и поболее четкие.

Класс точности устанавливается для критерий работы, именуемых нормальными. К ним относятся: прямое чередование фаз; равномерность и симметричность нагрузок по фазам; синусоидальность тока и напряжения (коэффициент линейных искажений менее 5%); номинальная частота (50 Гц±0,5%); номинальное напряжение (±1%); номинальная нагрузка; cos
фи = l (для счетчиков активной энергии) и sin фи = 1 (для счетчиков реактивной энергии); температура окружающего воздуха 20°+3°С (для счетчиков внутренней установки); отсутствие наружных магнитных полей (индукция менее 0,5 мТл); вертикальное положение счетчика.

Передаточное число индукционного счетчика — это число оборотов его диска, соответственное единице измеряемой энергии.

К примеру, 1 кВт-ч равен 450 оборотам диска. Передаточное число указывается на табличке счетчика.

Неизменная индукционного счетчика — это значение энергии, которое он
определяет за 1 оборот диска.

Чувствительность индукционного счетчика — определяется минимальным значением тока (в процентах к номинальному) при номинальном напряжении и cos
фи = l (sin фи = 1),
который вызывает вращение диска без остановки. При всем этом допускается одновременное перемещение менее 2-ух роликов счетного механизма.

Порог чувствительности не должен превосходить: 0,4% — для счетчиков класса точности 0,5; 0,5%—для счетчиков классов точности 1,0; 1,5;
2 и 1,0% — для счетчиков класса точности 2,5 и 3,0

Емкость счетного механизма — определяется числом часов работы счетчика при номинальных напряжении и токе, по истечении которых счетчик дает начальные
показания.

Собственное потребление мощности (активной и полной) обмотками счетчиков — ограничено эталоном. Так, для трансформаторных и трансформаторных универсальных счетчиков потребляемая мощность в каждой токовой цепи при номинальном токе не должна превосходить 2,5 В-А для всех классов точности, не считая 0,5. Мощность, потребляемая одной обмоткой напряжения счетчиков до 250 В: для классов точности 0,5; 1;1,5 — активная
3 Вт, полная 12 В-А, для классов точности 2,0; 2,5; 3,0 —
соответственно 2 Вт и 8 В-А.

Индукционный или электронный счетчик: делаем правильный выбор

Вы можете рассматривать устройства учета электроэнергии с самых разных ракурсов. Но основным остается вопрос, какой счетчик все-таки лучше — индукционный или электронный? Казалось бы, прогресс диктует однозначный ответ: систему учета пора модернизировать, меняя счетчики на электронные. И в то же время, более 50 миллионов старых индукционных моделей по сей день исправно работают в домах россиян.

Все дело в том, что переход на электронный счетчик должен быть разумным и обдуманным решением. Принять его вам помогут конкретные факты: какой тип электросчетчика превосходит “соперника”, и в какой категории. Заглядывая немного наперед, можем сообщить, что достоинства современного электросчетчика более многочисленны и по количеству сходны с недостатками индукционного счетчика электроэнергии.

Плюсы и минусы индукционной модели

Преимуществ у индукционного счетчика немного, но они весьма существенны:

  1. Огромный рабочий ресурс (десятки лет).
  2. Высокий уровень надежности.
  3. Скачки и “провалы” напряжения им не страшны.
  4. Экономически выгодны по сравнению с электронной версией.
  5. МПИ — межповерочный интервал — очень длительный.

А вот по недостаткам придется расписывать дольше:

  • крупные габариты, массивность;
  • устаревший дизайн;
  • низкий класс точности (2,0);
  • погрешность растет по мере снижения нагрузки;
  • устройство много потребляет для собственного питания по цепям напряжения и токовым цепям;
  • если стоит задача вести учет активной и реактивной электроэнергии, понадобится пара индукционных счетчиков;
  • учет электричества идет только в одном направлении.

Кроме того, защита от хищения электроэнергии не продумана.

Преимущества и недостатки электронных счетчиков

Небольшие высокоточные электронные счетчики электроэнергии, рассчитанные на несколько тарифов, стали настоящей необходимостью при организации современной домашней сети. Приводим немалый список их плюсов:

  1. Класс точности — 1,0 и даже выше.
  2. Возможность запрограммировать минимум 2 тарифа.
  3. Один прибор фиксирует разные виды электрической энергии.
  4. Учитываются оба направления электричества.
  5. Реализованы замеры качества и количества мощности электроэнергии.
  6. Факт несанкционированного доступа с целью хищения фиксируется.
  7. Информация со счетчика хранится достаточно долго, продуман элементарный доступ к этим данным.
  8. Показания счетчика можно снимать удаленно, используя удобный интерфейс связи.
  9. Совместимость электронного счетчика с автоматизированными системами учета электроэнергии, такими как АСТУЭ и АСКУЭ.
Читайте так же:
Когда счетчик электроэнергии подлежит замене

Компактность и приятный внешний вид дополнительные преимущества для эстетов, хоть это и не имеет отношение к функционалу и теххарактеристикам.

Минусы электронных устройств учета немногочисленны, но их достаточно, чтобы сделать выбор в пользу индукционных:

  • электросчетчик стоит дороже;
  • он не переносит перепадов напряжения, атмосферных и коммутационных перенапряжений;
  • в случае поломки ремонт бесполезен (к примеру, ошибка Err01).

Краткое резюме, какой тип счетчика лучше

Обращаем ваше внимание, что Постановление Правительства РФ №442 от 04.05.2012 “О функционировании розничных рынков электрической энергии, полном и (или) частичном ограничении режима потребления электрической энергии” разрешает гражданам использовать счетчики классом точности 2,0. То есть для бытовых целей индукционный электросчетчик вполне допустим.

Учет мощного потребления электроэнергии на предприятии осуществляется высокоточными электронными счетчиками.

Таблица поможет определиться, какой тип счетчика подойдет потребителю электроэнергии в зависимости от потребностей.

Электронный счетчикИндукционный счетчик
Высокоточный прибор, универсальный для дома и производстваКласс точности подходит только для бытовых сетей
Чувствительность к качеству электроэнергии, выход из строя случается чащеНадежность и долгий срок службы
Стоит дорожеСтоит дешевле
Экономно потребляет электроэнергиюВысокое собственное потребление
Огромная функциональность: настройка тарифов, фиксация разных видов электроэнергии, учет двух направлений тока, замер качества мощности, дистанционное снятие показанийОграниченная функциональность: просто учет одного типа электроэнергии в одном направлении
Есть защита от хищенияНет защиты от хищения электричества
Период между поверками составляет от 5 до 16 лет (СО-Ф663 — 5 лет; ЦЭ6807А-1 и -2, СОЭБ-1, двухтарифное оборудование СЭО-1 — 6 лет; А100D1B — 16 лет)Межповерочный интервал для индукционного оборудования составляет 16 лет (исключения с 8-летним МПИ — СО-1 на 5 и 10 Ампер номинального тока с тремя и четырьмя цифрами на счетном механизме)

Видео о счетчиках: индукционный или электронный

Всегда ли индукционный электросчетчик хуже современного электронного варианта? Смотрим нюансы выбора в видеоролике с YouTube.

Поверка индукционного счетчика активной энергии

Продолжительность лабораторной работы – 4 ч., самостоятельной работы – 2 ч.

Цель работы

— изучить назначение, конструкцию, принцип действия и основные технические, метрологические и эксплуатационные характеристики электромеханического счетчика индукционной системы для измерения активной энергии;

— усвоить методику поверки однофазного счетчика электрической энергии;

— приобрести навыки работы с электромеханическим счетчиком;

— научиться подключать прибор в сеть электропитания, определять класс точности, действительную и номинальную постоянные, строить и анализировать нагрузочную характеристику, определять порог чувствительности П счетчика.

Программа работы

1 Изучить электрическую схему поверки счетчика. Определить сопротивления обмоток счетчика с помощью универсального прибора типа 43101, и учесть, что последовательная обмотка RA (электромагнит последовательного подключения) имеет малое сопротивление, а параллельная обмотка RV (электромагнит параллельного подключения) – большое. Определить
генераторные зажимы обмоток счетчика.

2 Собрать схему поверки электромеханического счетчика (рисунок 7.3). Перед сборкой схемы лабораторный автотрансформатор (ЛАТР) должен быть отключен от сети, а движок регулятора напряжения установлен на 0.

Рисунок 7.3

3 Провести испытания счетчика, для чего включить схему под номинальное напряжение 220 В и произвести 10–15 замеров израсходованной электроэнергии, изменяя ток от минимального до номинального – 5 А. При нагрузках от 1 до 3 А определять время t двадцати, а при нагрузках свыше трех ампер – время пятидесяти оборотов диска. Отсчитывать необходимо
целое число оборотов по красной риске на торце диска, а время замерять
секундомером. Одновременно фиксировать показания электродинамического ваттметра класса точности 0,2. Результаты испытаний и расчетов записать
в таблицу 7.2.

Таблица 7.2 – Результаты испытаний электромеханического счетчика

U = UномIPNTCнCдγПримечание
ВАВтОбсВт×с/обВт×с/об%
0,25
0,5
0,75
1,0
1,25
1.75
2,0
2,5
2,75
3,0
3,5
4,0
4,25
4,5
5,0
Читайте так же:
Счетчик электроэнергии соэ 5250

4 Рассчитать постоянную номинальную Сн, используя паспортные данные счетчика типа СО-1. В обозначении счетчика: С – счетчик; О – однофазный. Номинальной постоянной счетчика называется величина, обратная передаточному числу, т.е. энергия, регистрируемая счетчиком за один оборот диска. Передаточное число указывается в паспортных данных счетчика,
например, 1 кВт×ч = 2500 об.

5 Определить по результатам математической обработки экспериментальных данных относительную погрешность g при различных значениях тока нагрузки и установить класс точности счетчика.

6 Определить с помощью моста постоянного тока МО-62 или универсального прибора 43101 сопротивление обмоток счетчика и вычислить собственное потребление активной мощности обмотками тока и напряжения.

7 Собрать схему (рисунок 7.4) для определения чувствительности и самохода счетчика.

Рисунок 7.4

8 Определить чувствительность счетчика. Порог чувствительности П определяется наименьшим значением тока, который вызывает вращение диска без остановки. Результат измерений занести в таблицу 7.2. Порог чувствительности для счетчика СО-1 класса точности 2,5 не должен превышать 1,0 %.

9 Проверить счетчик на самоход.

10 Построить нагрузочную кривую счетчика g = F(I/Iн), используя
результаты п. 3 программы работы (таблица 7.2 пп. 3 и 9).

11 Сделать письменный вывод о качестве поверенного счетчика на основе протокола поверки (таблица 7.2).

Приборы, используемые при выполнении лабораторной работы

1 Счетчик активной энергии СО-1.

2 Ваттметр электродинамический Д566.

3 Лабораторный автотрансформатор.

4 Амперметр Э538 (5 А).

5 Реостат нагрузочный (180 Ом, 5 А).

6 Реостат высокоомный (5 кОм, 0,25 А).

7 Вольтметр Э59 (250 В).

8 Миллиамперметр Э59 (50 мА).

9 Секундомер механический.

Пояснения к работе

Поверяемый счетчик представляет собой измерительное устройство, схема включения которого под нагрузку Н показана на рисунке 7.5, где Г – генераторный вход, I – ток электроприемника, U – напряжение электрической сети.

Отличительной особенностью индукционного счетчика от стрелочного прибора является то, что угол поворота алюминиевого диска не ограничивается противодействующей пружиной, а имеет нарастающее значение, причем каждому обороту диска соответствует определенное значение измеряемой физической величины.

Конструктивно индукционный счетчик состоит из подвижной и неподвижной частей. В подвижную часть входит круглый диск (3) из легкого электропроводящего металла или сплава, закрепленный на оси (4), керн-подпятник (5), часть зубчатой передачи (8); основные детали неподвижной части: электромагниты последовательного (2) и параллельного (1) подключения к нагрузке Н, подшипник (6), П-образный постоянный магнит (7), создающий противодействующий момент, Г-образная стальная пластина для устранения самохода диска, прикрепленная к сердечнику катушки напряжения.

Ток IV, протекающий по обмотке напряжения 1, создает переменный магнитный поток Фоб, часть которого Фv, пересекает диск. Значение этого потока пропорционально напряжению сети U.

Ток, протекающий через последовательную обмотку 2, создает переменный магнитный поток ФI также пересекающий диск. Так как магнитопровод имеет U-образную конструкцию, поток ФI пересекает диск дважды.
Согласно закону электромагнитной индукции, в диске наводятся вихревые токи (токи трансформации) iV и iI, которые замыкаются вокруг следов соответствующих потоков. Между током iI и потоком ФU с одной стороны и между током iU и потоком ФI с другой стороны возникают электромеханические
силы взаимодействия, которые и создают вращающий момент. Этот результирующий вращающий момент пропорционален произведению магнитных потоков и синусу угла сдвига фаз между ними y:

где k1 – коэффициент пропорциональности;

f – частота изменения потоков.

Анализ формулы вращающего момента показывает, что на постоянном токе Мвр = 0, т.е. счетчик неработоспособен.

Таким образом, для создания вращающего момента диска необходимо наличие двух потоков, сдвинутых по фазе и в пространстве /1/.

Активная мощность, потребляемая однофазным электроприемником, определяется по формуле

P = UIcosj,

где j – угол сдвига фаз между током и напряжением.

Если осуществить в счетчике каким-либо конструктивным приемом постоянное выполнение равенства

то вращающий момент счетчика будет пропорционален измеряемой активной мощности, т.е.

Скорость вращения диска стабилизируется, когда вращающий момент будет уравновешен тормозным. Чтобы значение тормозного момента было строго определенным, необходимо в конструкцию счетчика внести постоянный магнит, тогда диск, вращаясь между полюсами магнита пересекает его магнитные силовые линии. В диске наводится ЭДС, пропорциональная его частоте вращения. Электромеханическая сила взаимодействия потока и тока, им вызванного, направлена против движения диска, т.е. создает тормозной момент Мт. Этот момент так же, как и наведенная ЭДС, пропорционален скорости вращения диска:

Читайте так же:
Как учитывать электроэнергию без счетчика

,

где с2 – коэффициент пропорциональности; a – угол поворота диска.

Крепление магнита позволяет перемещать его в радиальном направлении. Этим обеспечивается регулировка тормозного момента Мт, а следовательно, и скорости вращения. При приближении магнита к центру скорость вращения диска уменьшается.

Определенная для данной нагрузки скорость вращения установится при равенстве вращающего и тормозного моментов, т.е.

с1 Р = .

Интегрируя обе части этого выражения, получим

,

PT = cN,

где N – число оборотов диска, сделанное за отрезок времени T;

c – постоянная счетчика.

Следовательно, чтобы определить энергию W, потребляемую нагрузкой за время T, необходимо число оборотов, которое сделает диск, умножить на постоянную индукционного механизма С.

Поверка счетчика – способ признания счетчика пригодным к применению на основании экспериментальных результатов контроля соответствия его метрологических характеристик установленным требованиям, может быть проведена с помощью образцового ваттметра и секундомера; образцового счетчика; контрольной станции.

Ток, протекающий по цепи «токовая обмотка счетчика – нагрузка Н», сопровождается потреблением энергии от генератора Г. Погрешность индукционного счетчика зависит от тока нагрузки. В области нагрузок до 5 % счетчик работает неустойчиво. В диапазоне 5-10 % счетчик работает с положительной погрешностью, объясняемой перекомпенсацией (компенсационный момент превышает момент трения подшипников). При дальнейшем увеличении нагрузки до 20 % погрешность счетчика становится отрицательной из-за изменения магнитной проницаемости стального сердечника при малых токах последовательной обмотки. С наименьшей погрешностью счетчик работает в пределах от 20 до 50 % нагрузки. Нагрузка счетчика свыше 100 % приводит к возникновению отрицательной погрешности из-за эффекта торможения алюминиевого диска рабочими потоками. При дальнейшей перегрузке отрицательная погрешность резко возрастает, что наглядно иллюстрируется нагрузочной характеристикой счетчика, приведенной на рисунке 7.6.

Относительная погрешность счетчика определяется выражением

где Сд = РТ/N –действительная постоянная счетчика, определяемая по данным опыта;

Сн = (3600·1000)/2500 – номинальная постоянная, определяемая по паспортным данным испытуемого счетчика.

Рисунок 7.6

Порог чувствительности П счетчика – чувствительность срабатывания вращающего элемента счетчика. Для определения П необходимо собрать схему (рисунок 7.4), включив в токовую цепь электромагнитный миллиамперметр (на 20–50 мА), ограничивающее ток сопротивление R на 5 кОм и
высокоомный реостат R1 (3–5 кОм). Подать в схему номинальное напряжение. Постепенно уменьшая сопротивление реостата, следует зафиксировать тот минимальный ток, при котором диск счетчика делает один оборот за время порядка 2-х минут. Порог чувствительности счетчика подсчитывается как

Вследствие трения, порог чувствительности электромеханического счетчика не может быть однозначным. Поэтому учитывают лишь верхнюю границу возможных значений порога чувствительности.

Самоход счетчика приводит к завышенным показаниям. Нежелательное явление самохода возникает под действием компенсатора трения. Противосамоходное устройство состоит из ферромагнитного флажка и пластины. Пластину прикрепляют на магнитопроводе обмотки напряжения, а флажок – на оси подвижной системы. Под действием сил притяжения, возникающих между флажком и пластиной, диск счетчика останавливается. Устранение самохода производят путем подгибания или отгибания флажка, установленного вблизи пластины.

Для выяснения самохода индукционного счетчика необходимо в схеме (рисунок 7.4) ключем S1 разорвать токовую цепь, установить напряжение порядка 80 % от номинального и постепенно увеличить его до 110 %. Если диск счетчика сделает более одного оборота, самоход есть.

Контрольные вопросы

1 Назовите методы поверки индукционных счетчиков активной энергии.

2 Объясните назначение, принцип действия и основные технические характеристики индукционного счетчика активной энергии.

3 Дайте определение класса точности счетчика.

4 Что называется нагрузочной характеристикой индукционного счетчика?

5 Как определить порог чувствительности счетчика?

6 Как определить действительную и номинальную постоянные счетчика?

7 Поясните назначение основных деталей индукционного счетчика.

8 Каковы причины самохода и каким образом его можно устранить?

9 Чем отличается индукционный счетчик от электродинамического ваттметра?

10 Запишите формулу вращающего момента счетчика и проанализируйте ее.

11 Выведите формулу, подтверждающую, что расход измеряемой электроэнергии пропорционален числу оборотов диска счетчика.

12 Запишите формулу определения относительной погрешности счетчика.

Литература

[1, С. 144-146, 166-170; 4, С. 91-96]

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector