Ć wiczenie 19

POMIARY ENERGII CZYNNEJ I BIERNEJ ZA POMOCĄ LICZNIKÓW INDUKCYJNYCH

1. CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i działaniem liczników indukcyj­nych energii elektrycznej, a także z metodami ich sprawdzania oraz regulacji.

2. WPROWADZENIE

Pomiar energii elektrycznej stanowi podstawę rozliczeń finansowych pomiędzy dostawcą a odbiorcą energii oraz umożliwia kontrolę jej rozpływu w sieciach.

Pomiar energii sprowadza się do pomiaru mocy z jednoczesnym całkowaniem jej w czasie. Pomiary te najczęściej wykonuje się przy użyciu liczników indukcyjnych. Za­letami tych liczników są: bardzo duża niezawodność i trwałość, niska cena oraz zado­walające właściwości metrologiczne.

Czołowe firmy produkują liczniki indukcyjne z elektronicznymi urządzeniami do­datkowymi. Systematycznie wprowadza się również zintegrowane liczniki elektronicz­ne, które umożliwiają mikrokomputerową kontrolę i sterowanie zużycia energii elektry­cznej. W sieciach przemysłowych, w których spodziewane są odkształcenia napięć i prądów, stosuje się coraz częściej liczniki z przetwornikiem Halla.

2.1. Zasada działania liczników indukcyjnych

Licznik indukcyjny jest to rodzaj tarczowego watomierza indukcyjnego, wyposażone­go w mechanizm zliczający liczbę obrotów tarczy. Zasada działania licznika jest przedsta­wiona na rysunku 19.1. Strumień magnetyczny Φ_i wytworzony przez cewki uzwojenia prą­dowego i przecina tarczę 3 dwukrotnie - w przeciwnych kierunkach. Uzwojenie napięcio­we 2 wytwarza strumień magnetyczny, który rozdziela się na dwie części: strumień roboczy

Φ_u oraz strumień jałowy Φ_b. Strumień Φ_u przecina tarczę licznika, natomiast strumień Φ_b zamyka się przez zworę magnetyczną (bocznik) i szczelinę powietrzną.

Strumień Φ_i oraz Φ_u indukują w tarczy siły elektromotoryczne, które z kolei po­wodują przepływ w tarczy prądów wirowych I_u oraz I_i proporcjonalnych do tych stru­mieni, przy czym:

427

Rys. 19.1. Zasada działania jednofazowego licznika indukcyjnego energii elektrycznej: 1 - uz­wojenie prądowe, 2 - uzwojenie napięciowe, 3 - tarcza aluminiowa, 4 - magnes trwały, 5 - li­czydło, 6 - zwoje zwarte

oraz

Współdziałanie strumienia Φ_u z prądami I_i oraz strumienia Φ_i z prądami I_u powoduje powstanie momentu napędowego

: (19.1)

gdzie:

C₁ - stała konstrukcyjna,

γ - kąt pomiędzy strumieniami Φ_u oraz Φ_i

Strumienie magnetyczne i prądy: Φ_u i I_i oraz Φ_i i I_u nie dają momentów napędowych, ponieważ przesunięcie fazowe pomiędzy nimi wynosi 90° Jeśli Φ_u ~ U, Φ_i ~ I oraz γ±φ = 90, otrzymujemy:

(19.2)

a więc moment napędowy jest proporcjonalny do mocy czynnej.

Uzyskanie wymaganego przesunięcia kątowego jest możliwe dzięki zastosowaniu odpowiedniej konstrukcji rdzenia napięciowego.

W liczniku przedstawionym na rysunku 19.1 poprzez zmianę strumienia jałowego (bocznika) Φ_b następuje zmiana kąta pomiędzy wektorami napięcia U i strumienia na­pięściowego Φ_u, a tym samym kąta γ._. Zmiany strumienia Φ_b dokonuje się obciążając go zwojami zwartymi 6. Uproszczony wykres wektorowy licznika przedstawiono na ry­sunku 19.2.

428

S trumień Φj opóźnia się względem prą­du / ze względu na straty w rdzeniu. Stru­mień Φ_u opóźnia się względem napięcia U o kąt mniejszy od 90° ze względu na straty w rdzeniu oraz na rezystancji cewki napię­ciowej.

Ruch tarczy jest przenoszony na bębny liczydła za pośrednictwem ślimaka umoco­wanego na osi tarczy i poprzez układ kół zę­batych.

Rys. 19.2. Wykres wektorowy licznika in­dukcyjnego

W wyniku oddziaływania magnesu trwa­łego 4 (rys. 19.1) na obracającą się tarczę po­wstają w niej prądy wirowe. Prądy te oddziały-wując ze strumieniem magnesu wytwarzają moment hamujący. Dodatkowe momenty ha­mujące wytwarzają ponadto strumień napię­ciowy i prądowy wskutek obrotu tarczy, przy czym udział tych składowych jest mniejszy niż wytwarzanej przez magnes trwały. Na ruch tarczy hamująco wpływa również moment tarcia w łożyskach i w liczydle.

Tarcza licznika obraca się ruchem jednostajnym, jeżeli jest spełniony warunek:
M_n = M_h + M, (19.3)

gdzie:

M_h - moment hamujący, M_t - moment tarcia.

Licznik indukcyjny mierzy energię czynną W, która jest całką z mocy P

: (19.4)

Liczba obrotów tarczy jest proporcjonalna do mierzonej energii. Współczynnik proporcjonalności nosi nazwę stałej licznika i wyraża się wzorem:

(19.5)

gdzie N - liczba obrotów tarczy odpowiadająca energii W.

Stała licznika przedstawia więc liczbę obrotów tarczy przypadającą na jednostkę energii elektrycznej. Błąd pomiaru energii jest wyrażony wzorem:

429

g dzie:

C_Γ — stała licznika rzeczywista, C_n - stała licznika znamionowa.

Błąd ten należy mierzyć przy określonych przez normy wartościach obciążenia i współczynnika mocy.

Do pomiaru energii czynnej w układach trójfazowych można użyć odpowiedniej liczby liczników jednofazowych, połączonych analogicznie jak watomierze stosowane do pomiaru całkowitej mocy czynnej. W praktyce jednak taki pomiar jest niekorzystny i w związku z tym stosuje się układy dwu- lub trój systemowe. Liczniki te łączy się zgodnie z zasadami pomiaru mocy czynnej dwoma lub trzema watomierzami. Momenty napędzające sumują się, w wyniku, czego liczba obrotów tarczy jest proporcjonalna do całkowitej mierzonej energii.

Liczniki dwusystemowe posiadają jedną lub dwie tarcze, natomiast w licznikach trój systemowych stosuje się trzy, względnie dwie tarcze. W tym ostatnim przypadku górna tarcza stanowi wspólny element dla dwóch systemów.

Liczniki dwusystemowe są stosowane w sieciach trójfazowych, trójprzewodowych, natomiast trójsystemowe - w sieciach trójfazowych czteroprzewodowych.

Liczniki trójfazowe mogą być wyposażone w blokadę ruchu wstecznego, co umo­żliwia stosowanie ich w przypadkach, w których przepływ energii może odbywać się w dwóch kierunkach.

Niektóre nowe liczniki indukcyjne są wyposażone w nadajnik impulsów. Umożli­wia on dokonywanie zdalnego odczytu pobranej energii, a także współpracę licznika in­dukcyjnego z systemem pomiarowym.

2.2. Liczniki energii biernej

Różnica pomiędzy licznikami indukcyjnymi energii czynnej i biernej polega na bu­dowie i sposobie włączenia obwodu napięciowego. W liczniku indukcyjnym energii biernej moment napędowy jest wyrażony wzorem:

M_n = CUIsinφ (19.7)

Aby warunek (19.7) był spełniony, zgodnie ze wzorem (19.1) kąt pomiędzy stru­mieniem prądowym i napięciowym musi być równy kątowi fazowemu (γ = φ). Oznacza to, że przy obciążeniu bezindukcyjnym φ = 0, a wiec obydwa strumienie Φ_u i Φ_i (rys. 19.3) muszą być w fazie.

430

Rys. 19.3. Schemat układu połączeń trójsystemowego licznika energii biernej oraz wykres wektorowy dla obciążenia symetrycznego przy

sinφ= 0,5 ind.

Kąt γ można zmniejszyć włączając w szereg z cewką napięciową rezystor, ale nie można w ten sposób zredukować go do zera.

W licznikach indukcyjnych jednofazowych do pomiaru energii biernej stosuje się w obwodzie napięciowym rezystor szeregowy, a w obwodzie prądowym - bocznik.

W najczęściej stosowanych trójfazowych licznikach energii biernej stosuje się na­tomiast specjalne układy połączeń polegające na tym, że do zasilania cewki napięciowe zamiast właściwego napięcia stosuje się inne, przesunięte względem niego w fazie.

Ogólnie rzecz biorąc, obwody napięciowe liczników dwu- lub trójsystemowych łą­czy się analogicznie jak układy watomierzy do pomiaru mocy biernej. Przykładów) układ połączeń, wraz z odpowiadającym mu wykresem wektorowym, przedstawiony jest na rysunku 19.3.

Znak momentu obrotowego, a tym samym kierunek wirowania tarczy oraz wska­zania liczydła, zależą od charakteru energii biernej (indukcyjna, pojemnościowa). Aby zapobiec „odkręcaniu się licznika" w przeciwnym kierunku, liczniki energii biernej wy­posażone są w urządzenia blokujące ruch wsteczny tarczy. Pomiar energii biernej poje­mnościowej wymaga, więc zastosowania odrębnego licznika.

2.3. Liczniki specjalne

Według opisanej zasady działania liczników indukcyjnych buduje się różne rodza­je liczników służące do specjalnych celów. Należą do nich następujące liczniki: wielotaryfowe, maksymalne, sumujące i różnicujące, szczytowe, samoinkasujące, opustowe, U²_t , I²_t .

431

Liczniki wielotaryfowe

Liczniki te posiadają specjalną konstrukcję, liczydła. W licznikach dwutaryfowych najczęściej stosuje się liczydła z przerzucaną osią, jedno- lub dwurzędowe. Energię w tzw. niskiej taryfie rejestruje liczydło dolne (NT), a w taryfie normalnej - liczydło górne (WT). Oś licznika jest przerzucana przez przekaźnik, którego pracą kieruje zegar sterujący.

Liczniki maksymalne

Są to liczniki przeznaczone do rejestrowania krótkotrwałych obciążeń. Wskazują one maksymalną średnią moc pobieraną w określonym przedziale czasu, zwykle 15 mi­nut. Chwilowe wzrosty mocy, spowodowane rozruchem maszyn, nie mają wpływu na wynik pomiaru mocy uśrednionej.

Niektóre liczniki posiadają wskaźnik maksymalnej mocy średniej. Specjalny zabierak odchyla wskazówkę pokazującą pobraną moc. Kąt odchylenia tej wskazówki w ciągu okresu całkowania jest proporcjonalny do średniej wartości mocy pobranej. Po każdym okresie całkowania mechanizm zegarowy odłącza zabierak od tarczy i zabierak wraca w położenie wyjściowe, natomiast wskazówka pozostaje w poprzednim położe­niu. Jeżeli w jednym z następnych okresów całkowania średnia moc przekroczy poprze­dnio zmierzoną wartość, to wskazówka zostaje przesunięta w dalsze położenie.

Niektóre liczniki maksymalnej średniej mocy są wyposażone w urządzenia reje­strujące, które umożliwiają stwierdzenie, kiedy wystąpiło największe obciążenie.

Liczniki sumujące

Liczniki te służą do sumarycznego pomiaru energii. W przypadku przenoszenia wskazania któregoś z liczników na pewną odległość, wyposaża się go w źródło impul­sów, które są przenoszone na przekaźnik liczydła sumującego.

Liczniki szczytowe

Liczniki te rejestrują energię elektryczną pobieraną powyżej pewnej ustalonej gra­nicy mocy. Zwykle posiadają one dwa liczydła, z których jedno mierzy całkowite zuży­cie, a drugie rejestruje energię zużywaną przy obciążeniu przekraczającym określony poziom.

Liczniki samoinkasujące

Tego rodzaju liczniki pozwalają na pobór określonej ilości energii elektrycznej po wrzuceniu do nich monety lub żetonu

Liczniki opustowe

Liczniki te instaluje się pomiędzy licznikiem głównym a licznikiem u odbiorcy. Licznik opustowy zostaje uruchomiony dopiero przy określonym obciążeniu, a różnica wskazań pomiędzy nim a licznikiem głównym pozwala na zastosowanie osobnych taryf dla odbiorcy.

432

L iczniki U²_t oraz I²_t

Liczniki te służą do pomiaru strat energii: pierwszy - w żelazie, a drugi - strat ob­ciążeniowych.

2.4. Dokładność wskazań licznika indukcyjnego i możliwości regulacyjne

Źródłem błędów wskazań liczników energii są: moment tarcia, tłumienie napięcio­we, tłumienie prądowe, brak właściwego przesunięcia fazowego pomiędzy strumienia­mi Φ_u i Φ_i oraz zmiany napięcia, temperatury i częstotliwości.

Wpływ momentu tarciowego, zależny od wielu czynników, jest tym większy im mniejsze jest obciążenie (M_n). Celem ograniczenia tego wpływu wprowadza się mo­ment korygujący. Moment ten zostaje wytworzony w wyniku podziału roboczego stru­mienia napięciowego Φ_u na dwie części, przesunięte względem siebie w fazie i w przestrzeni. W liczniku przedstawionym na rysunku 19.4 regulacja zgrubna momentu korygującego tarcie odbywa się przez przecinanie miedzianych zwoi umieszczonych na bocznych ramionach rdzenia napięciowego, a regulacja dokładna - przez przekręcanie skrzydełek (2) na przeciwbiegunach rdzeni napięciowych.

Aby wyeliminować ruch tarczy przy braku obciążenia (I = 0), stosuje się specjalne urządzenie hamujące (6 - stalowa blaszka) magnesowane przez roboczy strumień na­pięciowy Φ_u. Odpowiednie ustawienie chorągiewki w stosunku do języczka hamujące­go pozwala zmieniać moc rozruchową licznika i zapobiega biegowi jałowemu.

Tłumienie napięciowe powstaje przy obrocie tarczy w polu strumienia napięciowe­go Φ_u i jest proporcjonalne do kwadratu napięcia. Kompensacja tego tłumienia dokonu­je się przez odpowiednie ustawienie magnesu hamującego względem osi tarczy za po­mocą wkrętu 5.

Tłumienie prądowe powstaje w wyniku obrotu tarczy w polu strumienia prądowe­go Φj i jest proporcjonalne do kwadratu natężenia prądu. Ponieważ natężenie prądu ob­ciążenia zmienia się w szerokich granicach, kompensacja tego tłumienia przez regulację momentu hamującego magnesu trwałego byłaby nieskuteczna. Regulację przeprowadza się za pomocą bocznika magnetycznego rdzenia prądowego, który nasyca się przy nie­wielkich wartościach natężenia prądu, w wyniku, czego składowa robocza strumienia prądowego, a tym samym moment napędowy rosną szybciej niż natężenie prądu.

Brak właściwego przesunięcia fazowego pomiędzy strumieniami Φ_u i Φ_i powoduje błąd, który wzrasta przy wzroście kąta przesunięcia fazowego. Wymagane przesunięcie fazowe uzyskuje się na drodze konstrukcyjnej, dzięki zastosowaniu pierścieni z cienkie­go drutu miedzianego na rdzeniu w obwodzie strumienia Φ_b (p. 2.1), a także w wyniku ustawienia blaszki mosiężnej w szczelinie powietrznej. Regulacja przesunięcia fazowe­go strumieni odbywa się również przez przecinanie ramek obciążających 3 (rys. 19.4)

433

Rys. 19.4. Elementy regulacyjne licznika indukcyjnego jednosystemowego: l - pierścień zwar­ty do regulacji zgrubnej momentu korygującego tarcie, 2 - skrzydełka regulacyjne do regulacji precyzyjnej momentu korygującego tarcie, 3 - ramki do regulacji zgrubnej przesunięcia strumie­ni aktywnych, 4 - zwora do regulacji precyzyjnej przesunięcia strumieni aktywnych, 5 - wkręt regulacji momentu hamującego, 6 -języczek hamujący, 7 - chorągiewka hamująca (kompensa­cja biegu jałowego)

Umieszczonych na rdzeniu prądowym (regulacja zgrubna) oraz przez przesuwanie zwory 4 (regulacja precyzyjna).

W wyniku zmiany napięcia ulegają zmianie momenty zależne od strumienia napię­ciowego Φ_u. Wpływ tego napięcia można skompensować stosując przy rdzeniu magne­tycznym bocznik magnetyczny, szybko nasycający się w przypadku przekroczenia na­pięcia znamionowego.

Ze wzrostem temperatury zwiększają się rezystancje tarczy oraz cewki napięciowej, maleje strumień magnesu trwałego, zmieniają się nieco wymiary szczeliny powietrznej.

434

Wpływy tych zjawisk częściowo znoszą się. Do kompensacji błędów temperaturo-wych stosuje się boczniki magnetyczne przy magnesach hamujących, wykonuje się zwoje zwarte z materiałów o dużej wartości współczynnika temperaturowego rezystyw-ności, stosuje się w rdzeniach blachy, których przenikalność magnetyczna maleje z wzrostem temperatury.

Zmiany częstotliwości mają dość duży wpływ na wskazania licznika, szczególn przy dużych kątach przesunięcia fazowego oraz małym obciążeniu. Wpływ zmian czę-stotliwości jest trudny do skompensowania.

Liczniki energii elektrycznej powinny spełniać wymagania obowiązujących norm [3, 4, 5, 6].

2.5. Pomiary energii przy odkształconych napięciach i prądach

W sieciach elektroenergetycznych występują znaczne odkształcenia napięć i prą dów. Współczynnik zawartości harmonicznych napięcia osiąga ok. 5%, a odkształcenia prądu są jeszcze większe. Energia czynna w przypadku odkształconych przebiegów na-pięcia i prądu jest określona wzorem:

(19.8)

gdzie:

U_n. I_n - wartości skuteczne napięcia i prądu harmonicznych n-tego rzędu,
φ_n - kąt fazowy n-tej harmonicznej.

Poprawny pomiar energii odpowiadającej poszczególnym harmonicznym wymaga płaskiej charakterystyki częstotliwościowej w całym paśmie częstotliwości odpowiadającym występującym harmonicznym. W praktyce liczniki indukcyjne nie spełniają tego warunku. Błąd częstotliwościowy można wyznaczyć ze wzoru:

(19.9)

gdzie:

W₁ - wskazania licznika,

W - energia wyznaczona na podstawie wskazań przyrządów wzorcowych.

W jednofazowych licznikach indukcyjnych energii elektrycznej biernej płaski odcinek charakterystyki częstotliwościowej jest węższy niż w analogicznym liczniku energii czynnej. W związku z tym większy jest wpływ wyższych harmonicznych napięcia i prądu na dokładność pomiaru.

435

W przypadku pomiarów energii biernej w sieciach trójfazowych pojawia się dodatko­wa składowa błędu zależna od składowych symetrycznych poszczególnych harmonicznych.

Większą dokładność pomiarów energii przy odkształconych przebiegach napięć i prądów można osiągnąć stosując liczniki elektroniczne.

Więcej szczegółów na temat pomiarów w takich warunkach można znaleźć w [1].

3. PROGRAM I PRZEBIEG ĆWICZENIA

W zakres ćwiczenia wchodzą:

• oględziny liczników energii elektrycznej różnego typu,

• badanie liczników trójfazowych energii czynnej i biernej,

• pomiar energii czynnej i biernej w układzie rzeczywistym za pomocą liczników
  trójfazowych i jednofazowych.

3.1. Oględziny

Korzystając z możliwości zdjęcia osłon liczników należy przeprowadzić oględziny znajdujących się na stanowisku liczników, zwracając szczególną uwagę na:

• dane znamionowe,

• budowę ustrojów poszczególnych liczników,

• elementy regulacyjne.

3.2. Sprawdzenie napięciowego biegu jałowego

Sprawdzenie to polega na obserwacji ruchu wirnika przy symetrycznym zasilaniu cewek napięciowych i braku prądu w obwodach cewek prądowych.

Schematy układów są przedstawione na rys. 19.5.

Wartość napięcia zasilającego należy zmieniać w zakresie od 0,8U_n do l, lU_n.Wir­nik licznika nie powinien wykonać więcej niż jeden obrót. Eliminację biegu jałowego można przeprowadzić przez odpowiednie dogięcie chorągiewki umieszczonej na osi wirnika do języczka znajdującego się na rdzeniu napięciowym.

3.3. Wyznaczenie błędu wskazań metodą pomiaru mocy i czasu przy obcią­
żeniu jednostronnym

Obciążenie jednostronne licznika trójfazowego polega na zasilaniu obwodów na­pięciowych symetrycznym układem napięć, przy przepływie prądu tylko przez jeden obwód prądowy.

436

Rys. 19.5. Schematy układów do sprawdzania biegu jałowego: a) dla liczników typu: B 52e, B 52abd, C 52 abd, b) dla licznika typu C 52ce, SG - stycznik główny, TPF - transformatorowy przesuwnik fazowy 380/380 V, M - silnik synchroniczny wskaźnika mocy, D - elektromagnes sterujący liczydłami taryf

Rys. 19.6. Schemat układu do badania licznika typu B 52e przy obciążeniu jednostronnym: M - silnik synchroniczny wskaźnika mocy, TPF - transformatorowy przesuwnik fazowy 380/380 V, Atr - autotransformator 1,5 kVA, PP - przekładnik prądowy, SG - stycznik główny

437

B adanie przeprowadza się rozdzielając trójfazowy obwód napięciowy od jednofa-wego obwodu prądowego.

Układy pomiarowe dla liczników maksymalnych typu B 52ce przedstawiono na rysunku 19.6 oraz 19.7.

rys. 19.7. Schemat układu do badania licznika typu C 52ce przy obciążeniu jednostronnym; połączenia jak na rysunku 19.6

s. 19.8. Schemat układu do badania liczników C 52abd oraz C 53abcd, przy obciążeniu jed-jednostronnym fazy L1

Układ pomiarowy dla liczników typu C 52abd oraz C 53abcd przedstawiono na ry-sunku 19.8.

Transformatorowy przesuwnik fazowy TPF służy do regulacji przesunięcia fazo-go pomiędzy napięciem i prądem w danej fazie. W układach do badania liczników energii czynnej watomierz W umożliwia ustawienie wartości cos φ =1 lub cos φ = 0,5.

438

W układach do badania liczników energii biernej watomierze mierzą moc bierną i służą do ustawiania wartości sin φ = l lub sin φ = 0,5. Wartość mocy biernej dla licz­ników typu C 52abd i C 53 abcd wyznacza się ze wzorów:

(19.10)

gdzie:

C_w - wartość wskazana przez watomierz [VAr], ν - przekładnia przekładnika prądowego.

Dla obciążenia znamionowego (P_n lub Q_n) należy przyjąć liczbę obrotów tarczy N-10. Czas znamionowy oblicza się wówczas ze wzoru:

(19.11)

Błąd pomiaru wyznacza się z zależności:

(19.12)

Wartość t₁ jest czasem odpowiadającym wybranej liczbie obrotów tarczy badane­go licznika, zmierzonym przy użyciu sekundomierza.

Pomiary należy przeprowadzić dla: cos φ = 1 i cos φ = 0,5 ind., względnie sin φ = 1 i sin φ = 0,5 ind.

Na podstawie uzyskanych wyników należy narysować charakterystyki błędów ba­danych liczników δ = f(I) dla poszczególnych wartości cos φ lub sin φ.

439

Rys. 19.9. Schemat układu do badania licznika typ B 52e przy obciążeniu symetrycznym: P - przełącznik trójkąt/gwiazda silnika indukcyj­nego M, G - generator napędzany przez silnik M, Ro - opornica regulacyjna, MP - prostownik w obwodzie wzbudzenia generatora G, Atr -autotransformator, pozostałe oznaczenia jak na rysunku 19.5

Rys. 19.10. Schemat połączeń liczników w sieci odbiorczej: O-odbiornik jednofazowy, pozostałe oznaczenia jak na rysunku 19.9

3.4. Wyznaczenie błędu wskazań licznika trójfazowego metodą pomiaru mocy i czasu przy obciążeniu symetrycznym

Przykładowy schemat stanowiska badawczego wraz z układem pomiarowym dla licznika np. typu B 52e jest przedstawiony na rysunku 19.9.

Watomierze W l i W2, połączone w układzie Arona, służą do ustawienia założone­go współczynnika mocy cos φ. Watomierze wskazują moc:

W = U_L1L2I_L1 * cos (φ + 30°) + U_L2L3I_L3 * cos (φ - 30°) (19.13)

a więc np. przy cos φ = 0,5 ind watomierz W l wskaże zero.

Regulacja natężenia prądu pobieranego przez silnik M następuje poprzez zmianę prądu wzbudzenia I_w prądnicy prądu stałego G.

Uwaga! podczas rozruchu silnika należy zewrzeć cewki prądowe obu watomierzy oraz amperomierza A l.

Wyznaczenie błędu wskazań δ licznika należy przeprowadzić przy cos φ = 1 oraz cos φ = 0,5 ind. Przyjąć stałą liczbę obrotów tarczy N = 10 i dla każdej z powyższych wartości prądu I₁ obliczyć czas znamionowy t_n ze wzoru:

(19.14)

gdzie:

P =

dla liczników energii czynnej.

W przypadku badania licznika energii biernej do wzoru (19.14) w miejsce wielko­ści P należy wstawić:

Q =

Błąd wskazań oblicza się ze wzoru (19.12), a czas t_l mierzy się w sposób analogi­czny jak w p. 3.3. Wyniki pomiarów i obliczeń należy zestawić w tablicy 19.2.

442

Na podstawie uzyskanych wyników należy narysować charakterystyki błędów ba­danych liczników δ_L = f(I₁) oraz porównać je z błędami uzyskanymi przy obciążeniu jednostronnym.

3.5. Sprawdzenie przekładni licznika trójfazowego

Badanie to ma na celu sprawdzenie poprawności podanej na tabliczce znamiono­wej licznika stałej C. Należy je przeprowadzić dla wybranego licznika trójfazowego w układzie według rysunku 19.9 do badania liczników przy obciążeniu symetrycznym i przy natężeniu prądu silnika / = 7 A. Czas trwania próby: 0,1 h. Na podstawie wyni­ków pomiarów obliczyć błąd przekładni δ_p ze wzoru:

(19.15)

A_w=A_w2-A_w1 - wartość energii wskazana przez licznik, A_p= - poprawna wartość energii czynnej,

lub Ap= - poprawna wartość energii biernej.

gdzie:

Przekładnię liczników dwutaryfowych należy sprawdzić dla obu taryf. Wyniki po­miarów i obliczeń należy zestawić w tablicy 19.3.

3.6. Wyznaczenie błędów wskaźnika uśrednionej mocy maksymalnej

Pomiar ten należy przeprowadzić w układzie przedstawionym na rysunku 19.10 przy znamionowych wartościach napięcia, prądu i współczynnika mocy.

Wskaźnik mocy maksymalnej powinien wskazywać zero. Licznik podłącza się na okres 15 min, a następnie dokonuje się odczytu mocy na wskaźniku. Błąd wskaźnika wyznacza się ze wzoru:

(19.16)

443

gdzie:

P_w - moc wskazana przez wskaźnik mocy maksymalnej, P_p - poprawna wartość mocy, zmierzona w układzie Arona.

Znając błąd wskazań badanego licznika δ_L wyznaczony w p. 3.4 można wyzna­czyć błąd własny wskaźnika mocy maksymalnej ze wzoru:

(19.17)

gdzie:

P_g - moc graniczna wskaźnika mocy maksymalnej.

3.7. Pomiar energii czynnej i biernej w układzie rzeczywistym za pomocą liczników trójfazowych i jednofazowych

Pomiary należy przeprowadzić w układzie przedstawionym na rysunku 19.10.

W odróżnieniu od poprzednich układów wszystkie liczniki jedno- i trójfazowe podłączono bez sztucznego rozdzielenia obwodów prądowych i napięciowych.

Dla każdego licznika należy odczytać energię pobraną w okresie t - 6 min i po­równać z energią zmierzoną metodą pomiaru mocy i czasu.

Pomiary należy przeprowadzić dla prądów obciążenia I₁ = 2,7 A (bieg jałowy sil­nika M), 5 A i 7 A (prąd dopuszczalny). W ostatniej fazie badań można dołączyć od­biornik jednofazowy „O" i porównać wyniki pomiarów liczników:

• C 52ce (w sieci czteroprzewodowej),

• B 52abd (w sieci trójprzewodowej).

Wyniki pomiarów należy umieścić w tablicy 19.4.