Міністерство освіти, науки, молоді і спорту України
Національний Університет “Львівська політехніка”
Звіт до лабораторної роботи №3
“Вимірювання потужності споживачів в однофазних колах змінного струму”
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 = 63 Вт; Uxn = 220 В; cos φxn = 0,98; δpx.доп. = ±2,0 %
Ixn = = = 0,3 (А)
Ukw = 300 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*1 = 300 (Вт)
Тип Д 5065; кл.0,5; R=50кОм; Uп=300 В
Амперметр: Є538; кл. 0,5; R=50 кОм; Uн=300 В; Iн=2,5.
Вольтметер: АСТВ Uн=150 В; R=2,5 кОм; кл. 0,5.
Трансформатор: И 54; I1н=0,5А; I2н=5А; Кін=0,1; кл.0,2.
Таблиця результатів:
Nv
Cv,
B
Uv,
B
NA
CA,
A
IA,
A
КІн,
A/A
Ix,
A
Nw
Cw,
Вт
127
1
220
84
0.025
2.1
0.1
0.3
101
2,5
Pw,
Вт
Р,
Вт
Rv,
кОм
Ruw,
кОм
Pv,
Вт
Puw,
Вт
Рпр,
Вт
Рх,
Вт
Іv,
A
20
12
2,5
50
6,5
0.3
6,8
5,2
0.05
Iuw,
A
Sx,
B*A
cos φx
Qx,
BAP
δw.гр.
%
fI,
%
δ’
мін
δІ’
мін
δφ.гр.,
%
0,002
42,3
0.98
37,3
±0.6
±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 = 84 * (2,5/100) = 2,1 (A)
I = IA * КІн = 2.1 * 0.1 = 0.3 (A)
Pw = Nw * Cw = 101 * 2,5 = 120 (Вт)
P = Pw * КІн = 120 * 0.1 = 12 (Вт)
Pv = = = 6,5 (Вт)
Puw = = = 0.3 (Вт)
Pпр = Pv + Puw = 6,5 + 0,3 = 6,8 (Вт)
Рх = Р – Рпр = 12-6,8 = 5,2 (Вт)
Iv = Ux / Rv = 0.05 (A)
Iuw = Ux / Ruw = 0.002 (A)
Sx = Ux*Ix = 127*0.3 = 42,3 (B*A)
cos φx = Px / (Ux*Ix) = 0.98
Qx = Ux*Ix*sin φx = 37,3
Клас точності вибираємо 0,5.
δp = γ* = 0.5* = 5.35 %
5.35% > 2.5%
Тому вибираємо схему з ВТС (вимірювальним трансформатором струму).
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* = 0.6%
%.
δ’ = ±34*γ* cos φнw = ±34*0.6*1=±17.68
δφ.гр. = ±(0,03*( δ’+ δІ’)*tg φ) =±(0.03*(17.68+8)*0.01) = ±0.0077
δPx.гр. = ±(0.6%+0.2%+0.0077%) =± 0.7%
±0.7% < ± 2.5%
∆Рх.гр = (δPx.гр.* Рх) / 100 = ±(0.7*5,2) / 100 = 0.3 (Вт)
Висновок:
У даній лабораторній роботі я вивчив вимірювання потужності споживачів в однофазних колах змінного струму. Я навчилася вимірювати потужність із використанням вимірювального трансформатора, а саме вимірювального трансформатора струму.
