Задача № 3. «Измерение мощности и энергии в однофазных цепях

«Измерение мощности и энергии в однофазных цепях. Поверка счетчика с помощью образцового ваттметра»

Для поверки счетчика электрической энергии Wh использовались ваттметр W и секундомер. Поверка производилась при последовательном включении их токовых обмоток. Исходные данные приведены в таблице №3.

Таблица №3

Фиксируемое время t работы счетчика, мин	ПОСЛЕДНЯЯ ЦИФРА ШИФРА
l
				1,5
Число n оборотов счетчика за время t
Показание ваттметра (число делений) а1
Передаточное число счетчика С	1квт/ч=2500 об.

Необходимо:

- составить схему включения ваттметра и индукционного измерительного механизма, применяемого при построении счетчиков;

- привести векторные диаграммы, поясняющие принцип их работы;

- дать краткие пояснения по принципам работы этих приборов;

- определить абсолютную и приведенную погрешность счётчика, считая, что ваттметр имеет нулевые погрешности.

Исходные данные ваттметра: Un = 150 В, In = 5 А, число делений шкалы λ= 150.

Исходные данные счетчика: Uh = 127 В, Ih=5 А.

Методика решения задачи и литература:

Теоретические сведения о принципах работы приборов, их схемные обозначения и векторные диаграммы приведены в литературе /1, с. 118-125; 3, с.21, рис.15 и 16/.

Порядок выполнения работы должен быть следующим. Сначала определяется номинальная постоянная счетчика С_n по формуле Cn=Pt/n, где Р, t и n определяют из передаточного числа счетчика. Далее определяют диапазон измерения ваттметра, его постоянную (цену деления шкалы) и его показания Р. При этом реальный расход энергии, определяемый показателями ваттметра и временем t, будет W_h(p)=Pt. Если бы счетчик не обладал погрешностью, то фиксируемый им расход энергии был бы численно равен W_h(p). На самом деле счетчик зафиксирует расход энергии, численно равный Wh=C_hn, где n-число оборотов диска счетчика за время t.

При определении абсолютной погрешности измерения расхода ΔР, а также его приведённой погрешности необходимо помнить, что нормирующим значением при вычислениях является величина Wh(p). Формулы для определения погрешностей

ΔP=/W_h(p) - W_h/; γ=(ΔР/ W_h(p))100%.

Пример 3. При поверке однофазного счетчика типа СО-1 (U_н = 127 В, I_н = 10 А,

1 квт×ч = 2500 об/мин, класс точности 2,5) на его зажимах поддерживалось номинальное напряжение, ток в активной нагрузке был равен 5 А. Диск счетчика совершил п = 28±1 об/мин.

При поверке использовались: амперметр типа АСТА класса точности 0,5 с пределами измерения 0; 5; 10 А, вольтметр типа АМВ класса точности 0,5 с пределами измерения 0; 75; 150; 300; 600 В и секундомер типа СМ-60 (цена деления секундной шкалы 0,2 сек).

Определить номинальную С_н и действительную С_д, постоянные счетчика, а также абсолютную DС и относительную g погрешности измерения постоянной счетчика.

Решение. Номинальная постоянная счетчика

,

где — номинальная энергия, кВт×ч;

— номинальная мощность, Вт;

— номинальное время, сек;

— номинальное число оборотов, об/мин.

Расчетная постоянная счетчика

.

Относительная погрешность измерения постоянной счетчика .

Действительная постоянная счетчика

.

Максимальная абсолютная погрешность измерения постоянной счетчика

.

Максимальная относительная погрешность измерения постоянной счетчика

.

Примечание. Поверка счетчика выполнена неудачно, так как максимальная относительная погрешность измерения постоянной счетчика оказалась больше точности счетчика в 4 раза. Если бы число оборотов диска счетчика подсчитывалось не за 1 мин, а за 4 мин, когда n > 100, то = 0,08%, = 0,90% (а не 3,57%) и относительная погрешность измерения постоянной счетчика 2,07% не превышала бы его класса точности.