Лабораторна робота № 4

1. Короткий теоретичний опис.

У колах змінного струму для обліку витраченої електричної енергії використовують однофазні та трифазні лічильники індукційної системи. У колах постійного струму застосовують електродинамічні, феродинамічні й інші лічильники.

Індукційний лічильник є підсумовуючим приладом. Основна відмінність його від стрілкового приладу полягає в тому, що кут повороту його рухомої частини не обмежується пружиною, зростає, і покази лічильника сумуються. Кожному оберту диска лічильника відповідає певна кількість витраченої енергії.

При вмиканні лічильника змінний струм проходить по обмотках електромагнітів і утворює магнітні потоки, які перетинають алюмінієвий диск й індукують у ньому вихрові струми.

Вихрові струми в диску взаємодіють з магнітними полями електромагнітів, внаслідок чого диск обертається. Обертання диска через вісь і черв'ячну передачу передається лічильному механізму. Швидкість обертання диска пропорційна струму і напрузі, а число обертів N диска пропорційне швидкості й часу його обертання.

Отже, кількість енергії, витраченої на даній дільниці кола, можна визначити за числом обертів диска:

де W — кількість витраченої енергії, кВт год.;

Р — потужність електричного струму, кВт;

t — час проходження струму через лічильник год.;

k — стала лічильника, вимірюється у Ватт-секундах на один оберт диска;

N — кількість обертів диска;

n — швидкість обертання диска.

З формули випливає, що число обертів диска пропорційне витраченій енергії.

Для визначення енергії, витраченої за певний проміжок часу, потрібно з показів лічильника в кінці даного проміжку часу відняти його покази спочатку цього проміжку часу.

Вимірювання витрат електричної енергії у трифазних чотирипровідних колах проводиться триелементним лічильником. Він має три електромагнітні системи (як у однофазного лічильника), які впливають на три диски, закріплені на одній осі з шестернею для приведення в дію лічильного механізму.

У маркуванні лічильників букви і цифри означають: С — лічильник; О — однофазний; А — активної енергії; Р — реактивної енергії; 3 або 4 — для трипровідної або чотирипровідної мережі відповідно; У — універсальний; И — індукційної системи; 679, 672, 673 і т. д. — конструктивне виконання лічильника; П — прямострумовий (безпосереднього увімкнення); Т — тропічне виконання.

На шкалі лічильника зазначено його тип, номінальні значення струму і а напруги і стала лічильника. Лічильники випускають в основному на струм 5 А і напругу 127, 220 й 380 В для увімкнення безпосередньо або лише з трансформаторами струму, а також на 100 В для увімкнення з трансформаторами напруги. Тільки для безпосереднього увімкнення призначені лічильники, розраховані на струми 10, 20, 30, 50 А і напругою 127, 220 і 380 В.

У лічильниках затискачі позначаються буквами Г і Н та цифрами. Наприклад, трифазний лічильник типу САЗ, схема вмикання якого по казана на рис. 2, має три затискачі, позначені буквою Г (генератор), три буквою Н (навантаження) і три цифрами 1, 2, 3. Ці позначки нанесені на коробці затискачів. До затискачів, позначених буквою Г (генератор), приєднують проводи, що йдуть від джерела живлення (генератора), а до затискачів з позначкою Н — проводи, що йдуть до електроприймачів (навантаження). При вмиканні лічильника через трансформатор струму «генераторні» проводи підключають до затискачів И1, а «навантаження» — до затискачів И2 трансформатора струму. Затискачі 1, 2, 3 — це затискачі обмоток напруги, до них приєднують проводи, що йдуть від фаз А, В, С або від затискачів вторинних обмоток трансформаторів напруги, що увімкнені на ці фази.

2. Порядок виконання роботи.

При вмиканні лічильників у високовольтну мережу крім трансформаторів струму використовують трансформатори напруги. Для захисту обслуговуючого персоналу й увімкнутих у вторинне коло приладів від високих потенціалів, які можуть з'явитися на вторинній стороні в разі пробою ізоляції, вторинні обмотки трансформаторів струму і напруги заземлюють.

Рис. 1. Схеми приєднання лічильників:

а — однофазного безпосередньо в мережу; б — однофазного в мережу через трансформатор струму; в — трифазного в чотирипровідну мережу безпосередньо;                   г — трифазного в чотирипровідну мережу через трансформатори струму.

3. Контрольні питання.

3.1. Який принцип дії лічильника електричної енергії?

3.2. Як застосовуються прилади для вимірювання електричної енергії?

3.3. Які величини можна вимірювати за допомогою лічильника електричної енергії?

4. Зробіть висновок проведенної роботи.