Работа № 5 Поверка однофазного счётчика (стр. 2 )

Рабочий поток пронизывает диск и создаёт в нем вихревые токи, поэтому вектор потока отстаёт от тока на угол больший .

Из векторной диаграммы следует, что . Если выполнить условие: , то

и тогда

. (5.5)

Вращающий момент механизма счётчика при выполнении указанных условий равен.

. (5.6)

Условие выполняется благодаря наличию нерабочего потока и точно регулируется изменением сопротивления дополнительной обмотки на последовательном электромагните.

Противодействующий момент создаётся вращением диска в поле постоянного магнита:

, (5.7)

где - магнитный поток постоянного магнита;

- величина индуцированных в диске вихревых токов.

Согласно закону электромагнитной индукции имеем:

, (5.8)

где - скорость вращения диска.

Тогда . (5.9)

Кроме имеется ещё два дополнительных противодействующих момента, создаваемых потоками и ; они также пропорциональны скорости вращения диска.

При установившейся скорости вращения диска:

или

, (5.10)

т. е. скорость вращения диска пропорциональна потребляемой мощности. Интегрируя (5.10) в пределах времени от до , получают

, (5.11)

или , (5.12)

где – энергия, израсходованная в цепи за промежуток времени ;

- количество оборотов диска счётчика за тот же промежуток времени.

Отсчёт энергии производится по показаниям счётного механизма, который считает обороты диска.

Единице регистрируемой энергии (1 кВтч) соответствует определенное количество оборотов диска (А – об/кВтч), называемое передаточным числом и указываемое на щитке счётчика.

Величина обратная передаточному числу называется номинальной постоянной счётчика

(5.13)

и показывает энергию, регистрируемую за один оборот диска.

Для данной конструкции величины и являются неизменными.

Действительная постоянная счётчика показывает энергию, израсходованную потребителем за время одного оборота диска, и она определяется при поверке счётчика.

Ввиду наличия трения в механизме счётчика и зависимости потоков от частоты, напряжения, тока нагрузки и , а также ряда других факторов, при одной и той же потребляемой мощности скорость вращения может изменяться в некоторых пределах. Поэтому действительная постоянная не совпадает с номинальной постоянной и она также меняется в некоторых пределах, вызывая появление погрешности показаний счётчика.

По известным постоянным и погрешность счётчика определяется следующим образом:

, (5.14)

где – регистрируемая энергия;

I/%

200

100

300

2,0

1,0

0

1,0

2,0

%

Рис.5.3 Зависимость погрешности счётчика от тока нагрузки.

- фактически израсходованная энергия, которая определяется при поверке счётчика опытным путём по показателям образцового ваттметра и секундомера:

Типичный характер изменения погрешности счётчика в зависимости от тока нагрузки показан на рис.5.3. Эта погрешность является основной для счётчика.

Точность определения относительной погрешности счётчика зависит только от точности определения действительной постоянной , так как номинальная постоянная , определяемая механической конструкцией счётного механизма, известна с большой точностью.

Согласно ГОСТ 6570-60 по точности учёта электрической энергии счётчики активной энергии изготавливаются следующих классов 1,0; 2,0 и 2,5 на номинальные токи 5; 10 и 20 А и номинальные напряжения 127 или 220 В.

Соответствие счётчика определенному классу определяется измерением его погрешностей в разных режимах работы, определяемых величиной тока нагрузки и, при соблюдении следующих условий:

а) изменение частоты не более чем 0,5% от номинальной;

б) отклонение напряжения не более чем 1% от номинального;

в) температура окружающего воздуха 203С;

г) не синусоидальность напряжения и тока не выше 5%;

д) предварительный прогрев цепей напряжения не менее 60 мин., цепей тока – 15 мин. под каждой нагрузкой;

е) одновременное изменение цифр счётного механизма не более ;

ж) напряженность внешнего магнитного поля не более 80 А/m;

з) отклонение от вертикального положения не более 1.

При соблюдении указанных условий относительно погрешности счётчика не должны превышать значений, указанных в таблице 5.1.

Допустимые пределы погрешностей индукционных счётчиков Таблица 5.1.