Файл: Попов В.С. Электрические измерения (с лабораторными работами) учебник.pdf

Для того чтобы тормозной момент MTj, созданный после­ довательным потоком Ф/, в меньшей степени влиял на результирующий тормозной момент, поток Фг берут малым по сравнению с Ф т .

Параллельный рабочий поток Фир мало изменяется прп нормальной работе счетчпка, поэтому тормозиой момент MTUV, созданный этим потоком,можно рассматривать как дополнительный к основному тормозному моменту Мт, что и учитывается прп регулировке счетчика.

При неизменной мощности в измеряемой цепи устанав­ ливается постоянная частота вращения диска счетчпка,

Р цепи, а энергия, израсходованная за время t, W = Pt = knt — kN,

. т. е. число оборотов диска счетчика N за то же время t будет пропорционально израсходованной энергии. Следо­ вательно, израсходованную энергию можпо пзмерпть чпслом оборотов диска счетчика N.

Коэффициент пропорциональности к = WIN, численно равный энергии, израсходованной в сети за время одного оборота диска счетчика, называется действительной посто­ янной счетчика.

Червячная передача и шестерепки (рпс. 9-3) передают движение диска счетчика пяти роликам («барабанчикам»), на цилиндрических поверхностях которых расположены цифры .от 0 до 9. Барабанчики свободно надеты на ось. Первый барабанчик (рис. 9-3 правый), скрепленный с ше­ стеренкой, при движении диска беспрерывно вращается. Один оборот его вызывает поворот второго на 1/10 часть оборота. Полный оборот второго барабанчика вызывает поворот третьего на 1/10 часть оборота и т. д. Барабан­ чики прикрыты щитком с отверстиями, через которые видно только по одной цифре на каждом барабанчике. Про­ читанное через отверстия в щитке число дает значение энергии, зарегистрированной счетчиком за период его работы с момента нулевого показания. Энергия, израсхо­ дованная за определенный промежуток времени, находится как разность показаний счетчика в конце и начале этого промежутка.

260

Число оборотов диска счетчика, соответствующее еди­ нице энергии, регистрируемой счетчиком, называется передаточным числом. Оно дается на щитке счетчика, например 1 кВт-ч равен 1 ООО оборотов. Величина, обрат­ ная передаточному числу, т. е. энергия, регистрируемая счетчиком за один оборот его диска, носит название номи­ нальной постоянной счетчика кя.-

Разность между энергией, зарегистрированной счетчи­ ком W = knN, и действительной энергией, израсходован-

Р и с . 9-3. Схема устройства счетного меха­ низма.

ной за то же время в цепи W — kN, представляет собой - абсолютную погрешность счетчика, т. е.

т. е. погрешность счетчика равна погрешности его посто­ янной.

При работе счетчика возникает момент трения и погреш­ ность от трения, значительная при малых нагрузках. Поэтому момент трения компенсируют (при нагрузке 10% номинальной) добавочным вращающим моментом.

В счетчиках (рис. 9-1) в противополюс параллельного электромагнита ввертывают стальной винт Ъ. Через этот винт от потока Фщ отделяется небольшая часть его Фур, которая из-за потерь в винте отстает по фазе от остальной

261

части потока Ф^р. Разделение потока Фцр на две части приводит к получению добавочного момента, компенси­

тренпя, то диск счетчика-может вращаться при наличии напряжения на параллельной цепи и отсутствии нагруз-

ки — холостой ход или самоход счетчика. Он может воз­ никнуть от неправильной регулировки счетчика, повыше­ ния напряжения, вибрации опоры, на которой он кре­ пится, и т. п.

Для устранения самохода на сердечнике параллель­ ного электромагнита укрепляют стальную пластину — флажок Тх (рис. 9-1), а на оси счетчика — стальную про-

262

волоку — крючок Тг. При сближении крючка с флажком они притягиваются с силой, достаточной для прекраще­ ния самохода.

Наименьшая нагрузка, выраженная в процентах номи­ нальной, при которой диск счетчика начинает вращаться без остановки, называется чувствительностью (порогом чувствительности)

£ = (Рноим/^яом)-100%.

На рис. 9-5 даны кривые погрешностей некоторых наиболее широко распространенных отечественных счет­ чиков СО-1; СО-2; СО-5 и др., устройство которых мало отличается от рассмотренного выше счетчика.

Изгиб кривых при малой нагрузке объясняется влия­ нием трения; при 10%-ной нагрузке момент трения ком­ пенсирован; изгиб кривых при перегрузке объясняется торможением от магнитного потока Ф/.

Погрешности счетчика зависят также от температуры, частоты переменного тока и других факторов. Допусти­ мые погрешности для однофазных счетчиков согласно ГОСТ 6570-60 даны в табл. 9-1.'

Счетчик должен удовлетворять следующим требова­ ниям:

1. При прохождении тока только по параллельной цепи диск счетчика, сделав после включения не более одного оборота, должен оставаться неподвижным при напряже­ ниях 80—110% номинального.

263

2. Счетчик должен вращаться без остановки при номи­ нальных напряжении, частоте и cos ф = 1 при нагрузке 0 , 5 % номинальной для счетчиков класса 1 и 2 и 1 % номи­ нальной для счетчиков остальных классов.

9-3. И З М Е Р Е Н И Е А К Т И В Н О Й ЭНЕРГИИ В Т Р Е Х Ф А З Н Ы Х Ц Е П Я Х

Электрическая энергия в четырехпроводных трех­ фазных цепях измеряется трехэлементным счетчиком, например СА4-И672 (рис. 9-6), схема включения которого та же, что и соответствующего ваттметра (рис. 8-18). Счет­ чик имеет три электромаг­ нитные системы, воздей­ ствующие на три диска, укрепленные на одной оси,

движение которой передается счетному механизму. Уст­ ройство каждой из электромагнитных систем то же, что

иу; однофазного счетчика (рис. 9-1).

Втрехпроводных цепях трехфазного тока электриче­ ская энергия измеряется двухэлементными счетчиками,

264

например счетчиком типа САЗ-И670 (рис. 9-7), схема вклю­ чения которого та же, что и двухэлементного ваттметра. Две электромагнитные системы счетчика воздействуют на два алюминиевых диска, укрепленных на одной оси.

Погрешности двухэлементного двухдискового счетчика не зависят от неравномерности нагрузки фаз, несиммет­ рии напряжения и последовательности фаз, так как исклю­ чено влияние одного элемента на другой. Иногда вместо диухэлементных счетчиков применяют два однофазных счетчика (парные счетчики).

При измерении энергии парными счетчиками при фаз­ ном угле сдвига, большем 60°, один из счетчиков будет вращаться в обратную сторону вследствие отрицатель­ ного значения вращающего момента (см. § 8-5, в); из-за этого будет дополнительная погрешность, так как момент, компенсирующий трение, при перемене направления вра­ щения диска сохраняет свой знак и будет вызывать допол­ нительное торможение диска.

9-4. ИЗМЕРЕНИЕ Р Е А К Т И В Н О Й Э Н Е Р Г И И В Т Р Е Х Ф А З Н Ы Х Ц Е П Я Х

Реактивную энергию в четырехпроводной трехфазной цепи можно измерить трехэлементным счетчиком реактив­ ной энергии, например СР4-И673, устройство которого такое же, как и счетчика СА4-И672. Схема счетчика (рис. 9-8) аналогична схеме соединения ваттметра (рис. 8-26).

с одинаковым числом витков..

Исходя из схемы соединения и векторной, диаграммы (рис. 9-9) и допуская, что система напряжений симметрична, напишем выражения вращающих моментов, действующих

265