ЛР№56

8

Министерство путей сообщения

Петербургский государственный университет путей сообщения

Кафедра «Теоретические основы электротехники»

Лаборатория электрических измерений

Отчёт по лабораторной работе № 56.

«Исследование счётчиков электрической энергии»

Проверил: Выполнил студент группы ЭТ–901

Ким К.К. Кадыков Д.А.

С.Петербург

2001

Содержание. стр.

1. Цель работы……………………………………………………………….3

2. Программа работы……………………………………………………….3

3. Перечень применявшихся приборов и их характеристики…….3

4. Формулы вращающих моментов для индукционного и ферродинамического счётчиков……………………………………..3

5. Краткое описание принципа действия

ферродинамического счётчика………………………………………..3

6. Краткое описание принципа действия

индукционного счётчика………………………………………………..4

7. Структурные схемы электронных счётчиков

с пояснением………………………………………………………………4

8. Схема соединений……………………………………………………….5

9. Таблицы наблюдений и вычислений……………………………….5

10. Расчётные формулы и примеры вычислений……………………6

11. Кривая относительных погрешностей для

ферродинамического счётчика………………………………………6

12. Выводы по работе………………………………………………………7

13. Список использованной литературы………………………………7

1. Цель работы:

Знакомство с устройством различных счетчиков электрической энергии и их применением, опытное определение их характеристик.

2. Программа работы:

1. Ознакомление с устройством исследуемых счетчиков.

2. Поверка ферродинамического счетчика.

3. Измерение энергии различными счетчиками.

3. Перечень применявшихся приборов.

Таблица 1.

Таблица счетчиков:

Тип счетчика	Заводской номер	Uн [В]	Iн [А]	f [Гц]	Сн, [Вт*с/об(имп)]	А [Об(имп)/кВт*ч]
Ферродинамический СКВТ-Д621	2143	100	1,5		144	25000
Индукционный СО-И446	5354707	220	5 - 17	50	3000	1200

Таблица 2.

Таблица измерительных приборов.

Название	Заводской номер	Система	Цена деления	Класс точности	Предел измерения
Амперметр	70327	магнитоэлектрический	0,02 А	0,5	3 А
Вольтметр	2555	магнитоэлектрический	2,5 В	0,5	150 В
Вольтметр	083682	электромагнитный	10 В	1,5	250 В

4. Формулы вращающих моментов для индукционого и ферродинамического счётчиков.

Ферродинамический счетчик.

М_вр= с₄*I*U = с₄*P

Индукционный счетчик.

М_вр= к*I*U cos = к*P

5. Краткое описание принципа действия ферродинамического счётчика.

Принцип действия счётчика основан на взаимодействии магнитного потока и проводника с током. В счётчике имеется неподвижная и подвижная обмотки. Неподвижная(токовая) обмотка уложена в пазу цилиндрического сердечника из пермаллоя и подключена к шунту Ш, по которой протекает ток нагрузки. Магнитный поток, создаваемый неподвижной обмоткой, замыкается через воздушный зазор и внешний магнитопровод. Индукция магнитного поля будет пропорциональна току нагрузки. Подвижная обмотка состоит из трёх одинаковых секций, расположенных под углом 120⁰. Секции соеденины между собой треугольником и подсоединены к коллектору. Каждая секция выполнена из

большого числа витков тонкого провода. Секции, прикреплённые к верхнему и нижнему алюминиевым каркасам, образуют жёсткую цилиндрическую конструкцию подвижной части счётчика, которая вращается в зазоре между сердечником и внешним магнитопроводом. Стальная ось, которая свободно проходит через отверстие в сердечнике, вращается в подшипниках. На оси крепятся подвижная обмотка счётчика, тормозной диск, червяк редуктора счётного механизма и коллектор. Через подвижную обмотку независимо от тока нагрузки, будет проходить ток, пропорциональный приложенному напряжению. При взаимодействии магнитного потока неподвижной обмотки и тока подвижной возникает вращающий момент.

6. Краткое описание принципа действия индукционного счётчика.

Принцип действия основан на взаимодействии магнитных потоков, создаваемых двумя электромагнитами, с вихревыми токами, индуктируемыми в алюминиевом диске. Тормозной момент создаётся полем постоянного магнита. При установившейся скорости вращения диска энергия, регистрируемая счётчиком за какое-то время, будет пропорциональна числу оборотов за тоже время.

7. Структурные схемы электронных счетчиков с пояснением.

Рисунок 1

С труктурная схема счетчика Ф600 и его включение в цепь.

Рисунок 2

Структурная схема счетчика Ф604 и его включение в цепь.

Счетчик Ф604 имеет большую точность и содержит элементы интегральных схем, имеющих широкие функциональные возможности. Как видно из рисунка 2 в счетчике Ф604 используются блоки с иными, по сравнению с счетчиком Ф600,функциональными задачами, изменена также схема включения в цепь.

Рисунок 3.

С труктурная схема счетчика Ф440 и его включение в цепь.

Ф440 предназначен для учета активной энергии на электровозах переменного тока, а также на других потребителях переменного тока. В схеме используются интегральные микросхемы.

8. Схема соединений.

Рисунок 4.

Схема подключения счетчиков при измерениях.

9. Таблицы наблюдений и вычислений.

Таблица 3.

Тип счетчика	Измеряетя						Вычисляется
	U,В	I,		Imin,mA	N,об(имп)	tиз,с	P,кВт	tр,с	сф,%	S,%
		% Iн	А
Фд	100	120	1,8	30	15	12	0,18	12,0	0	2
	100	100	1,5	30	15	15	0,15	14,4	-4	2
	100	50	0,75	30	15	30	0,08	28,8	-4	2
	100	20	0,3	30	15	63	0,03	72	14,29	2

Тип счетчика	Измеряют				Вычисляют
	U,В	I,A	N,об	t,с	W',Вт
Инд	220	1,5	10	70	643
Фд	100	1,5	10	10	216

Таблица 4.

10. Расчётные формулы и примеры вычислений.

Формулы

Мощность, потребляемая нагрузкой :

P =I*Uн ,кВт

Расчетное время, за которое диск счетчика сделал бы заданное число оборотов при известной мощности Р, потребляемой нагрузкой :

tp = 3600*N/(P*A),c

Относительная погрешность :

_oф =((tp – tиз)/tиз )*100 , %

Порог чувствительности :

S = (Imin /Iн ) *100 ,%

где Imin –ток, соответствующий началу непрерывного вращения диска.

Энергия, которую измерил счетчик за одно и то же врмя :

W’_­­_ф = С_ф*N/t_ф,Вт

W’_­­_ин = С_ин*N/t_ин,Вт

Вычисления:

P = 1,8 *100/1000 =0,18 кВт

tp = 3600*15/(0,18*25000)=12 c

_оф = (12-12)/12 = 0 %

S = (0,03/1,5)*100 = 2 %

W’_ф = 144*15/ 10 =216 Вт

W’_ин = 3000*15/ 70 = 643 Вт

1 1. Кривая относительных погрешностей для ферродинамического счётчика.

Рисунок 5.

12. Выводы по работе.

1. В результате поверки ферродинамического счётчика выяснилось, что отностиельные погрешности соответствуют стандартам при токах, близких к номинальному при уменьшении тока нагрузки относительная погрешность принимает значения, которые являются больше допустимых. Порог чувствительности соответствует допустимому значению.

2. В результате измерения электрической энергии различными счётчиками выяснилось, что за одно и тоже количество оборотов ферродинамический счётчик регестрирует меньшую величину электроэнергии чем индукционный.

13. Список использованной литературы.

1. Методические указания к лабораторной работе №56.

«Исследование счётчиков электрической энергии»

Ленинград 1978 год