ИЗМЕРЕНИЕ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В 3-х ФАЗНЫХ ЦЕПЯХ

10.1. Цель работы.

10.1.1. Изучить основные методы измерения активной мощности в 3-х фазных цепях при помощи однофазных ваттметров;

10.1.2. Изучить устройство и принцип действия 3-х фазных ваттметров;

10.2. Основные теоретические положения.

Измерение мощности в цепи 3-х фазного тока может осуществляться обычными однофазными ваттметрами путем включения их по тем или иным схемам в зависимости от системы проводки (3-х проводная или 4-х проводная).

Для измерения мощности в 4-х проводной сети с нейтральным проводом необходимы 3 ваттметра, которые включаются по схеме рис. 10.1.

Общая активная мощность равна:

Р = Ра + Рв + Рс.

Данная схема измерения мощности при помощи трех ваттметров дает правильные результаты для любой нагрузки как равномерной, так и неравномерной.

При измерении мощности, потребляемой симметричной нагрузкой, пользуются одним ваттметром:

Р = 3Р _ф,

где Р_ф - активная мощность, потребляемая отдельной фазой симметричной нагрузки.

а) б) в)

Рис. 10.2.

Схемы двух ваттметров для измерения активной мощности в 3-х проводных цепях применяются как при соединении нагрузки звездой, так и при соединении - треугольником.

При непрерывном наблюдении за режимом работы стационарных 3-х фазных установок применяются 3-х фазные ваттметры.

Прибор имеет два отдельных магнитопровода с последовательными обмотками на них. В воздушном зазоре каждого из них находятся рамки с большим числом витков тонкой проволоки, жестко скрепленные между собой и образующие подвижную часть прибора.

Каждая из рамок через добавочные сопротивления включается на линейное напряжение 3-х фазной сети по одной из схем (Рис.10.2.).

Вращающие моменты, создаваемые каждой из подвижных рамок, складываются; отклонение стрелки прибора от нулевого положения в этом случае пропорционально сумме действий обеих рамок. В приборе происходит как бы автоматическое сложение показаний двух ваттметров, и шкала его градуируется в значениях мощности 3-х фазной цепи.

10.3. Проведение опыта.

В данной работе изучается метод измерения активной мощности в 3-х фазной цепи с помощью двухэлементного ваттметра.

10.3.1. Соберите схему рис. 10.3. Включите стенд тумблером «СЕТЬ», затем тумблер включения питания S5.

Рис. 10.3.

10.3.2. После подключения напряжения питания зафиксируйте показания приборов А1, V1, РW1, РW2 (ток и напряжение можно измерить в каждой фазе, для чего необходимо произвести необходимые перекоммутации при отключенной сети).

10.3.3. Повторите опыт, изменив величину нагрузки (закоротите группы резисторов R3, R6, R9 и далее R2, R5, R8).

10.3.4. Повторите опыт, подключив в качестве нагрузки индуктивности L1 – L9, установив перемычки показанные пунктирными линиям.

10.3.5. По окончании работы верните все аппараты в исходное положение и отключите стенд.

10.4. Обработка результатов опыта.

10.4.1. Произведите расчеты мощности по формулам:

Р = Uа Iа cosj_А + Uв Iв cosj_В + Uс Iс cosj_С - для несимметричной нагрузки,

Р = 3 Uф Iф cosj = 3 I²ф Rф

10.4.2. Сравните результаты расчета с показаниями 3-х фазного ваттметра.

10.5 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

10.5.1.Ознакомиться с устройством, принципом действия и схемами вклю­чения трехфазных счетчиков реактивной и активной энергии прямого включения.Записать параметры испытуемого счетчика: тип, род тока и число фаз,передаточное число счетчика А, номинальные напряжение, ток и его частота.

10.5.2.Собрать электрическую цепь по схеме рисунке 10.4, в которой в качестве нагрузки использованы асинхронный двигатель (АД) и батареи статических конденсаторов (БСК).

10.5.2.1.Осуществить пуск АД на холостом ходу при отключенных БСК,для чего включить автоматический выключатель OF. Используя фазоуказатель из комплекта К-50, проверить и при необходимости установить прямую последовательность чередования фаз на зажимах счетчика согласно схеме подключения. Обратить внимание на правильность вращения диска счетчика(счетчик реактивной энергии имеет стопор).

10.5.2.2.Проверить правильность подключения счетчика. Для этого поочередно проверить правильность направления вращения диска при воздействии на подвижную систему каждого элемента в отдельности. Проверка производится следующим путем: асинхронный двигатель отключается от комплекта К-50 и вместо АД к каждой из фаз комплекта поочередно кратковременно подключается искусственная однофазная активно-индуктивная нагрузка, образованная из фаз статора АД

10.5.2.2.Проверить правильность подключения счетчика. Для этого поочередно проверить правильность направления вращения диска при воздействии на подвижную систему каждого элемента в отдельности. Проверка производится следующим путем: асинхронный двигатель отключается от комплекта К-50 и вместо АД к каждой из фаз комплекта поочередно кратковременно подключается искусственная однофазная активно-индуктивная нагрузка, образованная из фаз статора АД

Если счетчик подключен правильно, то каждый его элемент будет вращать диск вправо. Вращение диска в противоположную сторону указывает на прохождение тока в последовательной обмотке в обратном направлении. Для исправления ошибки необходимо поменять местами провода, присоединенные к данному элементу. Все переключения в схеме производить только при снятом напряжении,

10.5.3. Произвести испытания счетчика при следующих реактивных нагрузках: при работе АД на холостом ходу и отключенных БСК, а затем пои дополнительно включенных одной и двух батареях БСК1 и БСК2. Для этого при трех различных токах нагрузки за время Т=300 с по секундомеру отсчитать число оборотов диска а и записать показания всех приборов в таблицу 10.1.

Таблица 10.1

10.5.4. Произвести аналогичные п. 10.5.3. испытания счетчика при его ошибочном включении, когда один из его вращающих элементов будет тормозить диск. Результаты испытаний занести в таблицу 10.1:

Рис.10.4

10.6.МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБРАБОТКЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

Пользуясь данными опыта, рассчитать фазный ток статора I₁=(I_А+Iв+Iс/3 потребляемые из сети мощности Р₁=Р_A+Рв+Рс Q₁=3600×1000×n/(A×t), где A - передаточное число счетчика (А=450 об/квар×ч); Определить действительные С_д и номинальные С_н постоянные счетчика и его относительные погрешности по формулам: C_Д=3×U×I×t×sinφ_и/n; С_н=1000×3600/А[вар×с/об]; g = [(С_н - С_д)]/100% для всех нагрузок и на одном графике построить кривые относительных погрешностей g= f(I₁) - нагрузочные характеристики - для случаев правильного включения счетчика и для случая ошибочного включения. Сравнить их между собой.

10.7. Вопросы для самопроверки.

10.7.1. В каких случаях, и по каким схемам можно измерить активную мощность 3-х фазной системы одним однофазным ваттметром?

10.7.2. Когда для измерения активной мощности 3-х фазной системы можно пользоваться схемой двух ваттметров?

10.7.3. Устройство и принцип действия 3-х фазного ваттметра.

10.7.4. Основные характеристики трехфазных счетчиков активной и реактивной энергии.

10.7.5 критерии выбора трансформаторов для подключения счетчиков.

Литература

Основная: Раннев Г.Г. Информационно-измерительная техника и электроника. М. Академия 2006г.- 511с.

Дополнительная: ГОСТ 6570-75. Счетчики электрической активной и реактивной энергии индукционные.

Труб И.И. Обслуживание индукционных счетчиков и цепей учета в электроустановках.-М: Энергоатомиздат, 1983.-80с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N11

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: