Л а б о р а т о р н а я р а б от а № 8

УЧЁТ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В СЕТЯХ

НАПРЯЖЕНИЕМ до 1000 В и ВЫШЕ 1 кВ

Цель работы:

1. Изучение схем включения однофазных и трёхфазных счётчиков для учёта активной и реактивной электроэнергии при различных видах нагрузки.

2. Определение мощности присоединения по показаниям счётчика и проверка счётчика.

3. Определение коэффициента мощности данного присоединения по одному трёхфазному счётчику активной энергии.

4. Снятие векторной диаграммы.

ЗАДАНИЕ

1. Ознакомиться с оборудованием и электрической схемой лабораторного стенда.

2. Собрать схему учёта активной и реактивной энергии в зависимости от вида нагрузки по указанию преподавателя.

3. После проверки преподавателем правильности монтажа схемы включить стенд и провести отсчёт по показаниям счётчиков расхода электрической энергии.

4. Определить по показаниям счётчиков мощность присоединения и его коэффициент мощности.

5. Снять векторную диаграмму с помощью ваттметра.

I. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

СХЕМЫ УЧЁТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТИПА СЧЁТЧИКОВ И ХАРАКТЕРА ТРЁХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ

В зависимости от способа соединения, условий нагрузки и симметричности напряжений трёхфазные системы подразделяются на:

1) симметричные, в которых все фазные и линейные напряжения, токи и углы сдвига между фазными напряжениями и токами равны между собой, т.е. ; ; ; ;

2) с простой асимметрией, когда напряжения симметричны, а токи в фазах не одинаковы, т.е. ; ;

3) с полной асимметрией, когда токи в фазах различны и напряжения несимметричны.

УЧЁТ АКТИВНОЙ ЭНЕРГИИ

Для трехфазной симметричной системы можно производить учет активной электрической энергии одним однофазным счетчиком.

На рис. 1 представлена система включения однофазного счетчика для учета активной энергии в трехпроводной сети напряжением 0,4 кВ.

Рис.1

Внимание! Схему по рис.1 на стенде собирать з а п р е щ е н о.

Последовательная обмотка счетчика включается на разность токов двух фаз, параллельная – на линейное напряжение тех же фаз. Частота вращения диска счетчика пропорциональна активной мощности нагрузки

,

где - междуфазное напряжение; - ток, протекающий по последовательной обмотке счетчика; - линейный ток трехфазной сети; - угол сдвига между фазным напряжением и током.

Расход активной энергии за определенное время t

.

Таким образом в симметричной трехпроводной сети однофазный счетчик фиксирует расход активной энергии во всех трех фазах.

На рис. 2 представлена схема учета активной электрической энергии однофазным счетчиком для симметричной четырехпроводной сети

,

где - фазное напряжение и ток.

Рис. 2

Расход активной электрической энергии в этой сети равен утроенному показанию счетчика (коэффициент схемы а = 3).

Измерение активной энергии в трехфазных трехпроводных сетях с простой асимметрией производится при помощи двух однофазных или одного трехфазного двухэлементного (с двумя магнитными системами) счетчика активной энергии.

На рис.3, а, б приведены схемы включения двух однофазных (рис. 3, а) и трехфазного двухэлементного счетчика (рис. 3, б) в сеть напряжением

0,4 кВ.

Суммарная частота вращения дисков счетчиков, включенных по схеме рис. 3, а пропорциональна активной мощности трех фаз.

Примечание:

При < показания счетчика 1 убывают, а второго – возрастают и фактический расход энергии тремя фазами равен разности показаний счетчиков за определенное время

.

Рис. 3, а

Рис. 3, б

Аналогично учитывается активная электрическая энергия в трехфазных двухэлементным счетчиком (рис. 3, б).

В четырехпроводных трехфазных сетях при неравномерной нагрузке фаз для учета активной энергии следует применять трехэлементные счетчики, а так же три однофазных счетчика, включенных по схеме рис. 4, а. С помощью трех однофазных счетчиков можно учитывать расход активной энергии в трехпроводной и четырехпроводной трехфазной сети.

Аналогичную схему включения для четырехпроводной сети имеет и трехсистемный счетчик рис. 4, б.

Рис. 4, а

Рис. 4, б

Для учета электрической энергии по схемам рис. 4, а и 4, б в трехпроводных сетях нулевая точка параллельных обмоток остается свободной.