Файл: Metodichka_po_elektrotekhnike_kolledzh (1).doc

Величина электрической энергии за некоторый промежуток времени определяется разностью отсчетов по счетному механизму в конце и начале данного отрезка времени. Каждой единице зарегистрированной электриче­ской энергии в соответствии со значением передаточного числа червячных и зубчатых передач между счетным механизмом и осью счетчика отвечает определенное число оборотов N_H, называемое передаточным числом счетного механизма. Передаточное число нанесено на табличку счетчика (рис. 1) в виде надписи «1 кВт • ч —N_h оборотов диска». На этой же табличке имеется стрелка с приводом через чер­вячную передачу от оси счет­чика, указывающая число оборотов диска.

Обратная передаточному числу счетного механизма, величина С_н, определяет энер­гию, зарегистрированную счет­чиком за один оборот диска, и называется номинальной по­стоянной счетчика. Если эта энергия измерена в , то номинальная постоянная счет­чика будет

Измерительный механизм счетчика имеет магнитную систему состоящую из двух электромагнитов переменного тока с магнитопроводами из тонких изолированных друг от друга листов электротехнической стали и неподвижными обмот­ками I и II (рис. 2).

Рис. 2 Магнитная система счетчика

Первая обмотка — параллельная — имеет боль­шое число витков тонкого провода и включается на напряжение сети. Вторая обмотка — последовательная — имеет малое число витков толстого провода; она соединена последовательно с приемниками, обусловливающими ток нагрузки. Так как магнитопровод электромагнита с параллельной обмоткой почти замкнутый, а магнитопровод электромагнита с последовательной об­моткой имеет большой воздушный участок в магнитной цепи, то переменные токи в обмотках I и II возбуждают магнитные потоки, пропорциональные соответственно напряжению U и току I, которые сдвинуты по фазе и не сов­падают в пространстве. В результате этого возбуждается бегущее магнитное поле, которое наводит в подвижном алюминиевом диске Д соответствующие ЭДС и вихревые токи. Эти токи взаимодействуют с бегущим магнитным полем и вовлекают диск в непрерывное вращение.

Средний вращающий момент определяется по формуле

где k₁ — коэффициент, зависящий от конструктивных особенностей счетчика;

U — напряжение на зажимах параллельной обмотки, В;

I — ток в последовательной обмотке счетчика, А;

cos — коэффициент мощности приемников.

Так как диск вращается в поле постоянного подковообразного магнита М и пересекает его магнитные линии, то в диске индуктируются ЭДС и возникают вихревые токи, которые взаимодействуют с магнитным полем посто­янного магнита, в результате чего создается тормозной момент

где k₂ — коэффициент пропорциональности;

п — частота вращения диска счетчика.

При равномерном движении диска и достаточно большой частоте его вращения, когда трением можно пренебречь, вращающий и тормозной мо­менты по абсолютным величинам одинаковы, т. е.

|М| = |М_Т| (4)

или

k₁UI cos =k₂n (5)

откуда

UI cos =Сп, (6)

где С — отношение постоянных коэффициентов k₂ и k₁. Из равенства (6) видно, что активная мощность

Р = UI cos (7)

пропорциональна частоте вращения п диска счетчика, т. е.

Р = Сп, (8),

а количество электрической энергии W за время t, учитываемое счетным ме­ханизмом счетчика, будет

где N — число оборотов диска счетчика за время t.

Величина называется действительной постоянной счетчика электрической энергии и представляет собой количество энергии, потребленное приемниками за время одного полного оборота диска.

Отклонение действительной постоянной С счетчика от его номинальной постоянной С_н характеризуется относительной погрешностью

где W — действительное значение величины электрической энергии, по- требленной за время t, определенное по показаниям образцовых приборов;

W_H — значение величины электрической энергии, определенное по по­казаниям поверяемого счетчика за то же время t, подсчитанное по формуле

где N — число оборотов диска за то же время t.

Определение относительной погрешности счетчика с роликовым счет­ным механизмом не должно проводиться, когда происходит одновременное перемещение более трех роликов.

Поверка правильности работы счетчика проводится контролем частоты вращения его диска по показаниям контрольных вольтметра и амперметра, образцового ваттметра и секундомера, причем полное число оборотов диска выбирают так, чтобы соответствующее ему время было не менее 50 с.

В неправильно отрегулированных счетчиках при отсутствии нагрузки мо­жет наблюдаться непрерывное вращение диска, получившее название самохода счетчика. При соответствующей регулировке самоход должен отсутствовать при изменении напряжения в пределах от 80 до 110% номинального, а вклю­чение ненагруженного счетчика может вызвать только поворот диска до од­ного оборота, а затем подвижная часть счетчика должна все время находиться в покое. Время определения отсутствия самохода счетчика должно быть не менее 10 мин.

Счётчик ватт-часов активной энергии переменного тока статический «Меркурий 200»

1. Описание счётчика и принципа его работы.

1.1 Назначение счётчика

1.1.1 Счётчик «МЕРКУРИЙ-200» предназначен для учёта активной электрической энергии в двухпроводных сетях переменного тока напряжением 220 В, частотой (50 ± 2,5) Гц, номинальным/максимальным током 5/50 А соответственно.

1.1.2 Счётчик многотарифный сохраняет в энергонезависимой памяти с возможностью последующего просмотра на индикаторе, значение учтенной активной энергии по четырём тарифам с момента ввода счётчика в эксплуатацию и значение учтенной активной энергии с начала эксплуатации на первое число каждого из предыдущих 11 месяцев по каждому действующему тарифу и сумму по всем тарифам с нарастающим итогом.

1.1.3 Счётчик многотарифный позволяет просмотреть значения энергии на индикаторе с помощью кнопок на передней панели счётчика.

1.1.4 Счётчик многотарифный имеет встроенный интерфейс «CAN» (модем «PLC») и может эксплуатироваться как самостоятельно, так и в составе автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии.

1.2 Условия окружающей среды

1.2.1 Счётчик предназначен для работы в закрытом помещении. По условиям эксплуатации относится к группе 4 ГОСТ 22261 с интервалом температур от минус 40 до плюс 55 °С.

1.3 Технические характеристики

1.3.1 Номинальное напряжение 220 В (U_ном)

1.3.2 Установленный рабочий диапазон напряжения от 0,9 до 1,1 U_ном.

1.3.3 Предельный рабочий диапазон напряжения от 0,8 до 1,15 U_ном.

1.3.4 Номинальное (максимальное) значение силы тока 5 (50) А.

1.3.5 Частота сети (50±2,5) Гц.

1.3.6 Чувствительность. Счётчики должны измерять энергию при мощности потребителя не ниже 5,5 Вт.

1.3.7 Погрешности счётчика при измерении энергии должны соответствовать классу точности 1и 2,0 согласно ГОСТ 30207-94.

1.3.8 Постоянная счётчиков «МЕРКУРИЙ-200.00» - 5000 имп/кВт-ч.

1.3.9 Предельная сила тока, которую должна выдерживать выходная цепь передающего устройства в состоянии «замкнуто», должна быть не менее 30 мА.

1.3.10 Отсчет потребляемой энергии ведется по жидкокристаллическому индикатору (ЖКИ). На ЖКИ однотарифных счётчиков отображаются данные учёта электроэнергии с начала эксплуатации в кВт-ч.

На ЖКИ многотарифных счётчиков может отображаться:

• номер текущего тарифа «Т1», «Т2», «ТЗ», «Т4»;

• значение потребляемой электроэнергии с начала эксплуатации по каждому тарифу и сумму по всем тарифам в кВт-ч;

• текущее значение активной мощности в нагрузке в кВт (справочное значение);

• текущее время;

• текущая дата - число, месяц, год;

• значение потребляемой электроэнергии с начала эксплуатации на первое число каждого из предыдущих 11 месяцев по каждому тарифу и сумму по всем тарифам (данные учёта электро­энергии отображаются в целых единицах кВт-ч);

• время переключения тарифных зон (тарифное расписание на текущий день).

1.3.11 Счётчики «МЕРКУРИЙ-200» обес­печивают программирование и считывание с помощью компьютера через интерфейс связи «CAN» следующих параметров:

• индивидуального адреса;

• группового адреса;

• тарифного расписания и расписания праздничных дней:

• текущего времени (часы, минуты, секунды);

• даты (числа, месяца, года);

• флага разрешения перехода с «летнего» времени на «зимнее» и обратно;

• чтение мощности нагрузки;

• флага разрешения коррекции времени кнопками счётчика;

• передаточного числа импульсного выхода;

• скорости обмена;

• разрешение циклической индикации и управление ею;

• числа действующих тарифов;

• лимита мощности;

• лимита энергии за месяц.

1.3.12 Счётчики выполняют функцию управления нагрузкой.

1.3.13 Активная и полная мощность, потребляемая параллельной цепью счётчиков при номинальном напряжении, не превышает 2 Вт и 10 ВА соответственно.

1.3.14 Самоход. При отсутствии тока в последовательной цепи и значении напряжения 1,15 U_ном, испытательный выход счётчиков не должен создавать более одного импульса в течение времени, равного 60000/К в минутах,

где К - число импульсов, создаваемых выходным устройством счётчика на каждый кВт-ч.

1.3.15 Установленный предельный рабочий диапазон температур от минус 40 до плюс 55 °С.