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.