Часть 2. Изучение и исследование способов учета расхода электрической энергии.

Ц е л ь р а б о т ы: Практическое применение измерительных приборов на примере их включения для измерения расхода энергии в цепи однофазного переменного тока.

1. Задание к самостоятельной работе.

1.1. Ознакомиться со способами учета расхода электрической энергии /1, с.269-274/; /2, с.277-284/; /3, с.299-310/.

1.2. Начертить принципиальную схему определения расхода электрической энергии (рис.1.10) и таблицу 1.1.

1.3. Записать технические данные приборов.

Рис.1.10. Принципиальная схема определения расхода электрической энергии: кW - киловаттметр; А - амперметр; V - вольтметр; Wh - счетчик.

2. Общие сведения.

Измерение расхода электрической энергии можно произвести прямым и косвенным способами.

2.1. Счетчик является прибором для непосредственного измерения электрической энергии. Он показывает количество энергии в кВт.ч. Расход энергии за любой промежуток времени равен разности между конечными (Wh₂) и начальными (Wh₁) показаниями:

                     W _сч  = Wh ₂ - Wh ₁

Учет расхода энергии по счетчику наиболее точный, так как счетчик учитывает все изменения за время работы потребителей.

2.2. Косвенным методом расход энергии можно определить по: установленной мощности потребителя, показаниям амперметра и вольтметра, показаниям ваттметра.

2.2.1. Учет расхода электрической энергии по установленной мощности потребителя

Установленная мощность потребителя Р_уст - это паспортная мощность потребителя. Для группы потребителей она равна сумме установленных мощностей всех потребителей, т.е.

Расход электрической энергии за время t :

Этот способ очень не точен, так как фактически потребляемая мощность может отличаться от установленной из-за того, что:

а) напряжение на потребителе отличается от номинального;

б) загрузка потребителей Р не соответствует указанной в паспорте номинальной мощности:

Р = U / R

где U - напряжение на потребителях, В;

R - сопротивление потребителей (величина постоянная), Ом;

P - потребляемая мощность, Вт.

2.2.2. Учет расхода электрической энергии по показаниям амперметра, вольтметра и по времени работы потребителя.

Расход энергии находится следующим образом:

W = U I t / 1000 (кВт. ч)

где U - напряжение на потребителях, В;

   I - потребляемый ток, А;

   t - время работы, ч.

При этом способе возможны погрешности при колебаниях напряжения и тока в течение времени.

2.2.3. Учет расхода электрической энергии по показаниям ваттметра определяется с помощью формулы:

W_w = Р _w × t (кВт. ч)

Ваттметр одновременно учитывает изменения напряжения, тока и cos j, т.е. его показания соответствуют активной мощности:

Р _w = U I cos j

При этом способе учета неизбежны погрешности из-за возможных колебаний напряжения сети в течение времени.

3. Описание лабораторной установки.

На рабочем месте установлены: счетчик для измерения электрической энергии Wh; амперметр А; вольтметр V; ваттметр кW; 8 ламп (HL1-HL8), соединенных между собой параллельно. Рабочее место подключено к сети через автоматический выключатель QF.

Номинальное напряжение ламп накаливания на щите U = 127 В, номинальная мощность каждой лампы Р_н = 60 Вт .

4. Указания к выполнению работы.

4.1. Собрать монтажную схему (рис.1.12).

4.2. Записать начальное показание счетчика с точностью до третьего знака после запятой.

4.3. Включить автоматический включатель QF и заметить время. Продолжительность измерения должна составлять не менее 15 мин.

4.4. Записать в таблицу 1.1 показания амперметра, ваттметра и вольтметра.

4.5. По истечении времени выключить автоматический выключатель и записать конечные показания счетчика.

4.6. Подсчитать расход энергии всеми способами. Данные расчетов записать в таблицу 1.1.

4.7. Дать заключение по работе. Объяснить причину расхождения данных, полученных различными способами измерения.

Рис.1.12. Монтажная схема

Таблица 1.1