Міністерство освіти і науки України
Національний Університет “Львівська політехніка”
Кафедра ІВТ
Звіт до лабораторної роботи №3
з курсу “Метрологія та вимірювання електричних, магнітних і неелектричних величин”
на тему “Вимірювання потужності споживачів в однофазних колах змінного струму”
Варіант № 10
Мета роботи: вивчити основні методи вимірювання потужності споживачів в однофазних колах змінного струму та набути практичних навиків у використанні відповідних засобів вимірювань.
Задача:
Виходячи із приблизних значень потужності Pxn, напруги Uxn, струму Ixn і коефіцієнта потужності cos φxn однофазного споживача вибрати оптимальні характеристики ватметра (клас точності, границі вимірювання напруги Ukw і струму Ikw, номінальне значення коефіцієнта потужності cos φkw ) і схему вимірювання потужності споживача, які забезпечили б вимірювання потужності з похибкою δpx.гр., що не перевищує заданого значення δpx.доп.
Вибратиамперметр і вольтметр (систему, границі вимірювання і клас точності) для вимірювання сили струму та напруги в колі споживача.
Розв’язок задачі:
Pxn = 36 Вт
Uxn = 127 В
cos φxn = 0,98
δpx.доп. = ±2,5 %
Ixn = = = 0,29 (А)
Ukw = 150 В – границя вимірювання ватметра за напругою
Ikw = 2,5 А – границя вимірювання ватметра за струмом
cos φнw = 1 – номінальний коефіцієнт потужності ватметра
Pkw = Ukw * Ikw * cos φнw = 150*2.5*1 = 375 (Вт)
Таблиця результатів:
Nv
Cv,
B
Uv,
B
NA
CA,
A
IA,
A
КІн,
A/A
Ix,
A
Nw
Cw,
Вт
127
1
127
41
0.05
2.05
0.1
0.205
48
5
Pw,
Вт
Р,
Вт
Rv,
Ом
Ruw,
Ом
Pv,
Вт
Puw,
Вт
Рпр,
Вт
Рх,
Вт
Іv,
A
240
24
10000
100000
1.61
0.161
1.771
22.2
0.0127
Iuw,
A
Sx,
B*A
cos φx
Qx,
BAP
δw.гр.
%
fI,
%
δ’
мін
δІ’
мін
δφ.гр.,
%
0,00127
26.035
0.85
17.45
0.58
±0.2
±17.68
±8
±0.0077
δрх.гр.,
%
∆Рх.гр.,
Вт
Результат вимірювання
Рх±∆Рх.гр., Вт
±0.7
0,1
22.2 ± 0,5
Uv = Nv * Cv = 127 * (150/150) = 127 (B)
IA = NA * CA = 41 * (5/100) = 2.05 (A)
I = IA * КІн = 2.05 * 0.1 = 0.205 (A)
Pw = Nw * Cw = 48 * 5 = 240 (Вт)
P = Pw * КІн = 240 * 0.1 = 24 (Вт)
Pv = = = 1.61 (Вт)
Puw = = = 0.161 (Вт)
Pпр = Pv + Puw = 1.61 + 0,161 = 1.771 (Вт)
Рх = Р – Рпр = 24-1.771 = 22.2 (Вт)
Iv = Ux / Rv = 0.0127 (A)
Iuw = Ux / Ruw = 0.00127 (A)
Sx = Ux*Ix = 127*0.205 = 26.035 (B*A)
cos φx = Px / (Ux*Ix) = 22.2/26.035=0.85
Qx = Ux*Ix*sin φx = 25.77
δPx.гр. = ±(δw.гр. + fI + δφ.гр.)
Клас точності вибираємо 0,5.
Iн = 0,5 А – границя вимірювання для амперметра
Uн = 150 В – границя вимірювання для вольтметра
Клас точності амперметра вибираємо 0,5.
Клас точності вольтметра вибираємо 0,5.
Систему амперметра і вольтметра вибираємо магнітоелектричну.
δp = γ* = 0.5* = 5.39 %
5.39% > 2.5%
Тому вибираємо схему з ВТС (вимірювальним трансформатором струму).
I1н = 0,5 А, І2н = 5А – номінальні струми ВТС
КІн = I1н / І2н = 0,5/5 = 0,1 – номінальне значення коефіцієнта трансформації ВТС
ІА = Ixn / КІн = 0.29/0.1 = 2.9 (A)
δw.гр. = γ* = 0.5* = 0.52%
мін.
δ’ = ±34*γ* cos φнw = ±34*0.52*1=±17.68
δφ.гр. = ±(0,03*( δ’+ δІ’)*tg φ) =±(0.03*(17.68+8)*0.01) = ±0.0077
δPx.гр. = ±(0.52%+0.2%+0.0077%) =± 0.7%
±0.7% < ± 2.5%
∆Рх.гр = (δPx.гр.* Рх) / 100 = ±(0.7*22.2) / 100 = 0.1 (Вт)
Висновок:
У даній лабораторній роботі я вивчала вимірювання потужності споживачів в однофазних колах змінного струму. Я навчилася вимірювати потужність із використанням вимірювального трансформатора, а саме вимірювального трансформатора струму.
