Тема- Лічильники електричної енергії Мета- ознайомитись з історією виникнення лічильників вивчити їх види.html
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Блок 1. Пристрої передачі інформації.
Модуль 4. Мікропроцесорні пристрої збору та передачі інформації
Тема: Лічильники електричної енергії
Мета: ознайомитись з історією виникнення лічильників , вивчити їх види та типи, принципи роботи, методами вимірювання кількості електричної енергії, навчитись виконувати розв’язок задач.
План
- Історія.
- Типи та види лічильників.
- Конструкція індукційних електролічильників.
- Розв’язок задач.
- Історія
На завершальному етапі другої промислової революції, з винаходом динамо-машини з'явилася можливість виробляти електроенергію у великих кількостях. Першою областю масового застосування електрики стало освітлення. Коли цей новий продукт — електроенергію — почали продавати, виникла необхідність визначити ціну. Проте було неясно, в яких одиницях слід вести облік і які принципи вимірювання були б найзручнішими.
Перший точний, самописець споживання електроенергії розробив та запатентував в 1883 році доктор Герман Арон. Компанія General Electric представила перший взірець на комерційній основі у Великобританії в 1888 року.
У 1885 році італієць Галілео Ферраріс зробив важливе відкриття, що два поля змінного струму, які не збігаються за фазою, можуть змусити обертатися суцільний ротор, такий як диск або циліндр. У 1888 році, незалежно від нього, американець хорватського походження Нікола Тесла теж виявив явище обертання електричного поля. Ці відкриття стали основою для створення індукційних двигунів і відкрили шлях індукційним лічильникам.
У 1889 році угорець Отто Тітус Блаті , працюючи на завод «Ганц» (Ganz) в м. Будапешт, Угорщина, запатентував свій «Електричний лічильник для змінних струмів» (патент Німеччини № 52.793, патент США № 423.210).
Як описується в патенті, "Цей лічильник, по суті, складається з металевого обертового тіла, такого як диск або циліндр, на який діють два магнітних поля, зрушені по фазі один відносно одного. Цей зсув фаз є результатом того, що одне поле створюється головним струмом, у той час як інше поле утворюється за рахунок котушки з великою самоіндукцією, шунтуючої ті точки ланцюга, між якими вимірюється споживана енергія. Однак магнітні поля не перетинаються в тілі обертання, як в добре відомому механізмі Ферраріс, а проходять крізь різні його частини, незалежно один від одного ".
З таким пристроєм Блаті вдалося досягти внутрішнього зміщення фаз майже рівно на 90 °, тому лічильник відображав ват-години більш -менш коректно. У лічильнику використовувався гальмівний електромагніт для забезпечення широкого діапазону вимірювань, а також був передбачений циклометричний регістр. У тому ж році компанія «Ganz» приступила до виробництва. Перші лічильники кріпилися на дерев'яній основі, роблячи 240 оборотів на хвилину, і важили 23 кг. До 1914 року вага знизилася до 2,6 кг.
У 1894 році Олівер Блекбурн Шелленбергер розробив лічильник ват-годин індукційного типу для компанії «Вестінгхаус» (Westinghouse). У ньому котушки струму і напруги розташовувалися на протилежних сторонах диска, і два постійних магніти сповільнювали рух цього диску. Цей лічильник теж був великим і важким, вагою в 41 фунт. У нього був барабанний рахунковий механізм.
У наступні роки було досягнуто багато удосконалень:
- зменшення ваги і габаритів,
- розширення діапазону навантаження,
- компенсація зміни коефіцієнта навантаження, напруги і температури,
- усунення тертя шляхом заміни підп'ятників шарикопідшипниками, а потім подвійними камінням і магнітними підшипниками,
- продовження терміну стабільної роботи за рахунок поліпшення якісних характеристик гальмівних електромагнітів і видалення масла з опори і рахункового механізму.
До чергового сторіччя, були розроблені трифазні індукційні лічильники, які використовують дві або три системи виміру, встановлені на одному, двох або трьох дисках.
Найбільш загальноприйнята одиниця виміру на електроенергію кіловат-година, яка дорівнює сумі енергії, яка використовується при навантаженні в одному кіловат протягом одної години, або 3600000 Джоулі.
- Типи та види лічильників.
За способом включення лічильники можна розділити на 3 групи Лічильники безпосереднього включення (прямого включення), Включаються в мережу без вимірювальних трансформаторів. Такі лічильники випускаються для мереж 0,4 / 0,23 кВ на струми до 100 А.
Лічильники напів-трансформаторного включення, Своїми струмовими обмотками включаються через трансформатори струму. Обмотки напруги включаються безпосередньо в мережу. Область застосування — мережі до 1 кВ.
Лічильники непрямого включення, Включаються в мережу через трансформатори струму та трансформатори напруги. Область застосування — Мережі вище 1 кВ. Лічильники непрямого включення виготовляються двох типів.
Трансформаторні лічильники призначені для включення через вимірювальні трансформатори, які мають певні наперед задані коефіцієнти трансформації. Ці лічильники мають десятковий перерахунковий коефіцієнт.
Трансформаторні універсальні лічильники — призначені для включення через вимірювальні трансформатори, що мають будь-які коефіцієнти трансформації. Для універсальних лічильників перерахунковий коефіцієнт визначається за коефіцієнтами трансформації встановлених вимірювальних трансформаторів.
В залежності від призначення лічильнику присвоюється умовне позначення. В позначенні лічильників букви і цифри означають:
С — лічильник;
О — однофазний;
А — Активної енергії;
Р — реактивної енергії;
У — універсальний; 3 або 4 для трьох-або чотирьохпровідної мережі.
Якщо на табличці лічильника поставлена буква М, це означає, що лічильник призначений для роботи при мінусових температурах (до −15 °С).
Відповідно до ГОСТ 6570-75 встановлено такі типи індукційних лічильників:
СО — активної енергії однофазні безпосереднього або трансформаторного включення;
СОУ — активної енергії однофазні трансформаторного включення універсальні;
СА3 — трифазні лічильники активної енергії безпосереднього або трансформаторного включення в трипроводну систему;
СА4 — трифазні лічильники активної енергії безпосереднього або трансформаторного включення в чотирипроводну систему;
СР3 — трифазні лічильники реактивної енергії безпосереднього або трансформаторного включення в трипроводну систему;
СР4 — трифазні лічильники реактивної енергії безпосереднього або трансформаторного включення в чотирипроводну систему;
СА3У — лічильники активної енергії трифазні трансформаторні універсальні трипроводні;
СА4У — лічильники активної енергії трифазні трансформаторні універсальні чотирипроводні;
СР3У — лічильники реактивної енергії трифазні трансформаторні універсальні трипроводні;
СР4У — лічильники реактивної енергії трифазні трансформаторні універсальні чотирипроводні.
По класу точності обліку електроенергії індукційні лічильники активної енергії діляться на класи точності 0,5; 1,0; 2,0 і 2,5, а індукційні лічильники реактивної енергії — на класи 1,5; 2,0 і 3,0. Клас точності лічильника визначає найбільшу припустиму відносну похибку лічильника у відсотках за нормальних умов роботи.
Лічильники активної та реактивної енергії, забезпечені додатковими пристроями, відносяться до лічильників спеціального призначення.
Двох тарифні і багато тарифні лічильники — застосовуються для обліку електроенергії, тариф на яку змінюється в залежності від часу доби.
Лічильники з попередньою оплатою — застосовуються для обліку електроенергії побутових споживачів, що живуть, як правило, у віддалених і важкодоступних населених пунктах.
Лічильники з фіксацією максимального навантаження — застосовуються для розрахунків із споживачами за двох ставковим тарифом (за спожиту електроенергію і максимальне навантаження).
Зразкові лічильники — (еталони) прилади обліку електричної електроенергії, за допомогою яких здійснюється повірка лічильників загального призначення.
- Конструкція індукційних електролічильників
Індукційний лічильник (рис. 1) складається з двох електромагнітів 4, 5, між полюсами яких розміщено алюмінієвий диск 3, насаджений на вертикальну вісь 2. Один з електромагнітів 5 має обмотку з товстого ізольованого дроту, яка є обмоткою струму і під’єднується в коло послідовно з навантаженням. Другий електромагніт 4 має обмотку з тонкого ізольованого дроту (обмотка напруги), що під’єднується в коло паралельно навантаженню. Змінний струм, проходячи по обмотці струму, створює магнітний потік Ф1, а проходячи по обмотці напруги — магнітний потік Ф2.
Змінні магнітні потоки Ф1 і Ф2 збуджують вихрові індукційні струми I1 і I2 в алюмінієвому диску. При взаємодії магнітного потоку Ф1 із струмом I2, магнітного потоку Ф2 із струмом І1 алюмінієвий диск під дією результуючого обертального моменту починає обертатися.
Рисунок 1 – Конструкція індукційного лічильника.
Наявність у лічильнику постійного магніту і створює гальмівний момент алюмінієвого диска аналогічно гальмівному моменту алюмінієвого каркаса в приладах магнітоелектричної системи. Крім цього гальмівного моменту в лічильнику створюється ще два гальмівних моменти від взаємодії електромагнітів з їхніми індукційними струмами. Результуючий гальмівний момент пропорційний швидкості обертання алюмінієвого диска.
- Розв’язок задач.
Задача №1
На лічильнику написано «400 обертів якоря = 1 гВт*год». Визначити споживану потужність, якщо диск виконав за 30с 10 обертів.
Розв’язок
- Для лічильника, дано, що 400 обертів = 1 гВт*год. Знаючи, що 1 гВт*год = 100 Вт, 1 год = 3600с, отримаємо:
- Визначаємо енергію, що реєструється лічильником за один оберт, :
де показання лічильника,
оберти лічильника, об.
- Визначаємо енергію, що реєструється лічильником за 30 с, :
де оберти лічильника за 30 с.
- Визначаємо потужність, що спожита навантаженням, Вт:
де час за який лічильник виконав 10 обертів.
Відповідь: 300 Вт.
Задача №2
При повірці лічильника постійного струму підтримувались незмінними: напруга 120В та струм 7А. Протягом трьох інтервалів часу , тривалістю 5хв кожен, були виміряні числа обертів лічильника, які рівні 175, 176, 174 обертів. Чому дорівнює постійна часу?
Розв’язок
- Визначаємо потужність споживача, Вт:
де напруга, прикладена до лічильника, В;
струм, що проходить через лічильник, А.
- Визначаємо середнє число обертів за 5хв, об.:
де
- Визначаємо енергію, споживана за проміжок часу, рівний 5хв, Вт*с
- Визначаємо постійну часу,
Відповідь:
Задача №3
Для повірки однофазного лічильника активної енергії типу СО на струм 5А та напругу 127 В, для якого 1 кВт*год дорівнює 2500 оборотів диску, скористались електродинамічним ватметром зі шкалою на 150 поділок при Відхилення ватметра склало 92 поділки. За 3 хв лічильник виконав 57 обертів. Визначити похибку лічильника.
Розв’язок
- Визначаємо номінальну постійну часу,
де енергія, що реєструється лічильником за визначене число обертів;
число обертів лічильника, об.
- Визначаємо ціну поділки ватметра, Вт/под:
де значення номінальної напруги ватметра, В;
значення номінального струму ватметра, А;
кількість поділок шкали ватметра, под.
- Визначаємо споживану потужність, Вт:
- Визначаємо дійсну постійну лічильника,
де час, за який лічильник виконав 57 обертів.
- Визначаємо абсолютну похибку лічильника, :
- Визначаємо відносну похибку лічильника, %:
Відповідь: -0,69%.
2. Move long is song by mericn rock bnd The llmericn Rejects relesed on Februry 27 2006
3. Тогда вероятность того что оба шара будут черными равна Ответ- 7-15 2 За успешное участие в соревнова
4. Выбор4 4. Вопросы типа Упорядочение147 5
5. Лабораторная работа 4 Применение электронных таблиц Microsoft Excel в вычислениях Цель работы- обучиться т
6. Курсовая работа Анализ процедуры профессиональнопсихологического отбора персонала
7. Мысль Философское наследие 1978
8. Планировка помещений столовой
9. Учение Павлова о высшей нервной деятельности
10. 1Титульный лист 3Резюме 3
11. Реферат- СПИД- Как предотвратить эпидемию
12. великий русский и советский ученый В
13. Реферат- История возникновения и основоположники развития экологических наук
14. на тему-Энергетические ресурсы Тихого океана Выполнил-Горняков А.
15. Биология преподаватель к
16. Так если о человеке известно что он честен не только перед налоговым инспектором но и перед родителями дет
17. Ампир начало XIX века франц
18. ЖИЛЕТ ~ лучше для мужчины нет; б КЛИНСКОЕ ПИВО ~ продвинутое пиво; в СЕЙФГАРТ ~ и ты на защите семьи
19. Натьяшастра [6.html
20. і. Сутність і структура політики як суспільного явища