Наименование работы: Измерение электрических величин комбинированным прибором (измерительным комплектом).
Цель работы:
ознакомиться с комбинированными измерительными приборами; научиться пользоваться комбинированными измерительными приборами (комплектом измерительным К 505.)Приобретаемые умения и навыки:
уметь использовать измерительные приборы в практической деятельности.Общие сведения
Измерительный комплект К505 предназначен для измерения переменных (синусоидальных) токов, напряжений и активных мощностей в одно - и трехфазных трех - и четырехпроводных электрических цепях при равномерной и неравномерной нагрузках фаз.
В комплект встроены: амперметр и вольтметр электромагнитной системы, ваттметр ферродинамической системы, фазоуказатель, трансформатор тока, установленный в специальную ячейку.
Включение комплекта в одно - или трехфазную электрическую цепь для измерения токов, напряжений и активной мощности производите согласно схемам, приведенным на внутренней стороне крышки прибора (комплекта). При этом источник питания (генератор или сеть) подключается к группе зажимов «Генератор», а нагрузка — к группе зажимов «Нагрузка» в соответствии с указанной маркировкой фаз.
Измерение токов до 10 А на пределах 0,5; 1; 2,5; 5 и 10 А производится амперметром электромагнитной системы класса точности 0,5, подключенным к вторичной обмотке встроенного в комплект трансформатора тока с номинальным значением, равным 5 А.
Для расширения пределов измерения тока предусмотрен отдельный (выносной) трансформатор, позволяющий производить измерение до 600 А. В трехфазных электрических цепях при измерении токов до 10 А амперметр переключателем фаз ВЗ переключается из одной фазы трехфазной системы в другую без разрыва токовой цепи.
Измерение напряжений в однофазных или четырехпроводных трехфазных цепях на пределах 30; 75; 150; 300; 450 и 600 В производится вольтметром электромагнитной системы класса точности 0,5, включаемым между зажимом одной из фаз А, В или С и зажимом N нейтрального провода.
При измерениях напряжений в трехпроводных трехфазных электрических цепях вольтметр включается между зажимами соответствующей фазы и искусственной нейтральной точки N (при неравномерной нагрузке и соединении потребителя по схеме «звезда» показания вольтметра не соответствуют действительным значениям фазных напряжений).
Измерение активной мощности в одно - и трехфазной электрических цепях производится ферродинамическим ваттметром класса точности 0,5. Последовательная (токовая) цепь ваттметра, так же как и амперметр, подключена к вторичной обмотке встроенного трансформатора тока и может переключаться из одной фазы в другую без разрыва токовой цепи, а параллельная цепь ваттметра включается между зажимом соответствующей фазы и зажимом нейтрального провода (или искусственной нейтральной точки). Поэтому при измерениях активной мощности в трехфазных четырехпроводных электрических цепях с равномерной и неравномерной, а в трехпроводных трехфазных цепях с равномерной нагрузкой ваттметр показывает фазную мощность соответствующей фазы трехфазной системы.
При неравномерной нагрузке трехпроводной цепи ваттметр не показывает фазной мощности соответствующей фазы, однако сумма трех показаний ваттметра при этом равна суммарной активной мощности трехфазной цепи:
РА, РB, РC — показания ваттметра при наличии переключателя фаз В3 в положении А, В, С.
Основная погрешность приборов комплекта К505 в диапазоне частот 40—65 Гц при измерении токов до 10 А, напряжения от 75 до 600 В и мощностей, соответствующих указанным значениям токов и напряжений, не превышает + 0,5 % от конечного значения рабочей части шкалы приборов.
На лицевой панели комплекта К505 приведены таблицы цен делений шкал амперметра, вольтметра и ваттметра в соответствии с их номинальными значениями с учетом коэффициента трансформации выносного измерительного трансформатора тока УТТ-5М.
Комлект имеет встроенный фазоуказатель — прибор для проверки чередования фаз. Последовательность включения фаз определяется по направлению вращения диска фазоуказателя, на котором нанесена стрелка направления вращения при прямом чередовании фаз. Для обеспечения техники безопасности при работе с комплектом К505 зажим заземления соединяется с заземляющим зажимом лабораторного стенда.
Подготовка к работе и порядок работы.
Установите комплект в рабочее положение.
Установите стрелки приборов на нулевые отметки шкал корректором.
Измерение силы тока до 10 А, напряжений до 600 В, активной мощности до 6 кВт.
Установите переключатель номинальных токов «B1» в положение 10 А, переключатель работы «В2» комплекта с внешним трансформатором тока и без него в положение «Без Тр 2», переключатель фаз «В3» в положение «0», переключатель номинальных напряжений и полярности ваттметра «В4» - в положение «600 В» и «+». Зажим заземления комплекта соедините с заземляющим устройством.
Подключите комплект в схему для выполнения измерений (согласно схемам, приведенным на внутренней стороне крышки комплекта), источник питания (генератор) подключается к зажимам «генератор», потребитель к группе зажимов «нагрузка» в соответствии с маркировкой зажимов фаз.
Перед выполнением измерений установите переключатель фаз «В3» в положение фазы, в которой требуется произвести измерения.
При малых отклонениях указателей приборов переключателями пределов измерений необходимо выбрать диапазон, при котором указатели отклоняются примерно на 2/3 шкалы.
При измерении мощности следует иметь в виду, что при коэффициенте мощности меньше единицы (cosц < 1), может возникнуть недопустимая перегрузка ваттметра даже при мощности меньше номинальной, поэтому при измерениях необходимо следить за показаниями амперметра и вольтметра и не перегружать их.
Для проверки правильности чередования фаз необходимо фазоуказатель включать кратковременным нажатием кнопки. Последовательность фаз определяется по направлению вращения знака фазоуказателя, на шкалу которого нанесена стрелка направления вращения при нормальном чередовании фаз.
Измерение силы тока от 15 до 600 А, напряжений до 600 В и соответственно активных мощностей.
Отвинтите центральный винт крышки задней части корпуса, откройте крышку и выньте трансформатор УТТ-5М.
Подключение измерительного трансформатора тока (УТТ-5М) и комплекта в схему для выполнения измерений производите согласно схеме, приведенной на внутренней стороне крышки комплекта. Подключение измерительного трансформатора тока (УТТ-5М) при необходимости может производиться поочередно в каждую фазу.
Установите переключатель номинальных токов «B1» в положение 5 А, переключатель работы «В2» комплекта с внешним трансформатором тока и без него в положение «СТр 2», переключатель фаз «В3» в положение «0», переключатель номинальных напряжений и полярности ваттметра «В4» - в положение «600 В» и «+». Зажим заземления комплекта соедините с заземляющим устройством.
Перед выполнением измерений установите переключатель фаз «В3» в положение фазы, в которой требуется произвести измерения.
При малых отклонениях указателей приборов переключателями пределов измерений необходимо выбрать диапазон, при котором указатели отклоняются примерно на 2/3 шкалы.
При измерении мощности следует иметь в виду, что при коэффициенте мощности меньше единицы (cosц < 1), может возникнуть недопустимая перегрузка ваттметра даже при мощности меньше номинальной, поэтому при измерениях необходимо следить за показаниями амперметра и вольтметра и не перегружать их.
Для проверки правильности чередования фаз необходимо фазоуказатель включать кратковременным нажатием кнопки. Последовательность фаз определяется по направлению вращения знака фазоуказателя, на шкалу которого нанесена стрелка направления вращения при нормальном чередовании фаз.
Указания к вычислению измеряемых величин.
Измерения в трехфазных цепях до 10 А, 600 В производится путем переключения приборов комплекта (амперметра, вольтметр и ваттметра) из одной фазы в другую переключателем «В3» без разрыва токовой цепи.
Измерения в трехфазных цепях до 600 А, 600 В производится с разрывом цепи переключением трансформатора УТТ-5М из одной фазы в другую (соответственно переключается и «В3»).
Мощность в трехфазной цепи (Р3~) определяется по формуле:
где РА, РB, РC — мощности, измеренные в фазах А, В, С.
Вольтметр комплекта измеряет фазное напряжение — Uф.
Линейное напряжение определяется по формуле:
Коэффициент мощности (cosц) можно определить только при равномерной (симметричной) нагрузке фаз по формуле:
Действительное значение измеряемого тока I в амперах; напряжения U в вольтах и мощности Р в ваттах определяются по формулам:
Где СI, СU, СP – цена деления амперметра, вольтметра и ваттметра соответственно в А/дел; В/дел; Вт/дел (помещены на лицевой панели комплекта.
бI, бU, бP – отсчет по шкале амперметра, вольтметра и ваттметра в делениях.
Оснащение рабочего места (используемые приборы и оборудование):
Приборы и оборудование | Тип (марка) | Кол-во | Пределы измерения | Примечание |
Стенд лабораторный | 1 | |||
Комплект измерительный | К505 | 1 | ||
Лампа накаливания | БК100* | 3 | Потребитель э/э | |
*- приборы и оборудование могут быть заменены аналогичными |
Задание по лабораторной работе:
1. Задание, выполняемое при подготовке к занятию (домашняя подготовка).
1.1. Пользуясь методическими указаниями, справочной литературой повторите методику проведения измерений с помощью измерительного комплекта.
1.2. Оформите бланк отчета по лабораторной работе, указав в нем:
- наименование лабораторной работы; цель работы, получаемые умения и навыки; используемые приборы и оборудование (в форме таблицы); требуемые в пунктах 2.1.-2.7. схемы, таблицы и результаты выполнения заданий.
Задание, выполняемое в лаборатории. Установите комплект в рабочее положение. Установите стрелки приборов на нулевые отметки шкал корректором. Установите переключатели измерительного комплекта в положения соответствующие измерению силы тока до 10 А, напряжений до 600 В, активной мощности до 6 кВт (см. Подготовка комплекта к работе и порядок работы). Подключите комплект в схему для выполнения измерений в однофазной цепи, согласно схеме, приведенной на внутренней стороне крышки комплекта (схема №1).
Подключите комплект в схему для выполнения измерений в трехфазной цепи при равномерной (симметричной) нагрузке фаз, согласно схеме, приведенной на внутренней стороне крышки комплекта (схема №2).
Таблица результатов измерений. Схема | № 1 | № 2 | №3 | ||||||
Фаза | А | В | С | А | В | С | А | В | С |
I, A | |||||||||
Uф, B | |||||||||
P, Вт | |||||||||
| — |
, ВтКонтрольные вопросы и задания:
Объясните последовательность действий при выполнении измерений с помощью измерительного комплекта. Какие у комплекта максимальные измеряемые величины тока, напряжения и мощности? Как определить цену деления амперметра? Как определить цену деления вольтметра? Как определить цену деления ваттметра? Как определить порядок чередования фаз?