Практическая работа № 4 "Расчет погрешности однофазного электросчетчика"
методическая разработка на тему

УТВЕРЖДЕНО

Председатель методической комиссии

______________Попов А.Э.

Профессия «Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования»

ОП 02         Электротехника

Раздел 2:        Электротехнические машины и устройства

Тема 1:        Электроизмерительные приборы

Разработал: Индык Леонид Николаевич

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4

«РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ОДНОФАЗНОГО ЭЛЕКТРОСЧЕТЧИКА»

Задание 

• Собрать электрические цепи, как показано на схемах
• Определить фактический расход электроэнергии, израсходованный на работу ламп, а также погрешность показаний электросчетчика

• Самостоятельно сформулировать выводы, сравнив полученные результаты.

Цель:        

1. Научиться пользоваться амперметром и вольтметром
2. .Понять причины возникновения погрешности при снятии показаний в однофазных электросчётчиков.

    Оборудование, инструмент и материалы: электросчётчик «Соло», автоматный выключатель, , соединительные провода, источник питания. Отвертки, плоскогубцы, бокорезы, нож монтажника. Приборы магнитно-электрической системы (вольтметр, амперметр). Тестер-мультиметр.

1. Краткое теоретическое описание

При выборе счетчика прежде всего надо точно знать тип электрической сети (однофазная или трёхфазная) и лимит электроэнергии, который определён для данного производственного участка. Выбирая модель счётчика исходя из потребляемой в вашем хозяйстве установленной мощности, узнают на какую максимальную величину тока он рассчитан.Немаловажное значение имеет количество потребляемой электроэнергии самим электросчётчиком. Выбранная модель обязательно должна быть сертифицирована. Учитывать габариты счётчика.

       По принципу действия бывают индукционные и электронные счётчики. Счётчики подразделяются на однофазные и трехфазные. Электронные счетчики бывают однотарифные и многотарифные. Электронный счетчик в отличие индукционного не содержит вращающихся частей. Сигналы тока и напряжения поступают с измерительных элементов, обрабатывает микроконтроллер, а результат сохраняется во встроенной памяти и выводится на электронный дисплей. Тип счётчика «Соло»:

1. Класс точности 1,0
2. Напряжение 220 В
3. Тип счетчика М

ЭЛЕКТРОСЧЕТЧИКИ

   Установка счетчика не вызывает затруднений. Щиток со счетчиком надо установить на четырех роликах (по углам щитка) в комнате вблизитого места, откуда проходит электропроводка от общего квартирного счетчика. Присоединять счетчик нужно по приводимой схеме.

Краткое теоретическое описание работы эл. счетчика

1 — токовая катушка (обмотка)

2 — катушка (обмотка) напряжения

3 — счетный механизм в виде червячной передачи

4 — постоянный магнит для создания торможения (плавности) хода диска

5 — алюминиевый диск

Счетный механизм в виде червячной передачи

Принцип работы

Фi — магнитный поток, который создается током нагрузки

Фu — магнитный поток, который создается током в катушке напряжения

Электросчетчик состоит из 2 катушек (обмоток): катушка напряжения и токовая катушка, электромагниты которых расположены под углом 90° относительно друг друга в пространстве. В зазоре между этими электромагнитами находится алюминиевый диск, который с нижней и верхней стороны крепится на подпятниках. На оси диска установлен червяк, который через зубчатые колеса передает вращение счетному механизму.

Токовая катушка включается в цепь последовательно и состоит из небольшого количества витков. Наматывается такая катушка толстым проводом, соответственно прямому номинальному току электросчетчика.

Катушка напряжения включается в цепь параллельно и состоит из большого количества витков. Наматывается тонким проводом, примерно с диаметром 0,06 — 0,12.

Проверка счетчика. 

Учет электроэнергии, потребляемой всеми приборами и лампами, имеющимися в квартире, производится электросчетчиками. По их показаниям и вычисляется оплата за пользование электроэнергией.
Если возникнут сомнения в правильности показаний счетчика, его можно легко проверить.

 Для этого надо, прежде всего отключить от сети все имеющиеся в квартире лампы, приборы, радиоприемники и убедиться в том, что диск счетчика, который виден в смотровом окне, не вращается. Если диск продолжает  вращаться, то это означает, что где-то остался не выключенный прибор.
Его надо выключить, иначе счетчик не проверишь.

 Счетчики бывают различные. Одни из них учитывают расход электроэнергии в киловатт-часах (квт-ч), другие — в гектоватт-часах (гвт-ч). На щитке каждого счетчика указано, сколько оборотов диска соответствует расходу одного киловатт-часа и гектоватт-часа электроэнергии.

Например, на щитке счетчика может быть написано: «1 гвт-ч=300 оборотам диска» или «I квт-ч = 5 000 оборотов диска».

Для проверки счетчика надо знать, какому количеству энергии соответствует один оборот диска. Эта величина обозначается Ссч. Очевидно, что если на счетчике указано. 1 квт-ч = 5 000 оборотов диска, то его

                     Ссч  =1 / 5000 кв-ч. 

Если же на счетчике указано, что 1 гвт-ч=300 оборотам диска, то  у этого счетчика

                     Ссч  = 1 / 300 гвт-ч. 

 При проверке такого счетчика величину
Ссч надо выразить в киловатт-часах. Так как 1 квт-ч=10 гвт-ч, то Ссч= 1 : 3000 квт-ч. Выяснив все эти данные, можно приступить к проверке счетчика. Лучше всего для проверки воспользоваться электрическими лампочками.Надо включить одну или две лампы общей мощностью 75—100 ватт (вт) и в течение 5 минут (5 : 0,6— часа ) подсчитать число оборотов диска по красной черте.

Расход энергии лампами определяется по формуле А1= 5 : 60 x Р 

где А1—фактический расход электроэнергии в киловатт-часах; Р — мощность включенных ламп в киловаттах (квт}.

Обычно мощность ламп указывается на их цоколях в ваттах, поэтому ее надо перевести в киловатты, исходя из того, что 1 квт =1000 вт. 

Например, 75 вт = 0,075 квт, 25 вт = 0,025 квт.

Расход энергии, показанный счетчиком, определяется так:

А2 = Ссчx N. 

где А2,— расход электроэнергии в киловатт-часах; Ссч— расход электроэнергии в киловатт-часах за время одного оборота
диска счетчика;

N — число оборотов диска за 5 минут.

Если А1 = А2, то счетчик работает правильно. Однако у бытовых счетчиков допустима погрешность, не превышающая 4%. Если разница между вычисленными значениями А1 и А2
больше 4%, то показания счетчика можно считать неправильными.

Правила безопасности.

1. При работе в лаборатории электротехники во избежание несчастных случаев, а также преждевременного выхода из строя приборов и электрооборудования учащийся при выполнении лабораторных работ должен строго выполнять следующие правила внутреннего распорядка и техники безопасности:

2.Приступая в лаборатории к работе, учащийся должен ознакомиться с правилами внутреннего распорядка и техники безопасности.

3. Учащиеся обязаны не только строго выполнять эти правила, но и требовать неуклонного выполнения их от своих товарищей.
4. После ознакомления с правилами внутреннего распорядка и инструктажа по технике безопасности учащийся должен расписаться в соответствующем журнале.
5. При работе в лаборатории категорически запрещается загромождать рабочие места и способствовать созданию условий, могущих привести к нарушению правил техники безопасности.
6. В лаборатории запрещается громко разговаривать, покидать рабочие места и переходить от одного стенда к другому.
7. Приступая к работе в лаборатории, группа учащихся делится на бригады, которые затем распределяются по лабораторным стендам..
8. Сборку электрической цепи производят соединительными проводами при выключенном напряжении питания в строгом соответствии со схемой, обеспечивая при этом надежность электрических контактов всех разъемных соединений.
9. Приступая к сборке электрической цепи, необходимо убедиться в том, что к стенду не подано напряжение.
10. При сборке электрической цепи необходимо следить затем, чтобы соединительные провода не перегибались и не скручивались петлями. Приборы и электрооборудование расставляются так, чтобы было удобно ими пользоваться.
11. Собранная электрическая цепь предъявляется для проверки преподавателю или лаборанту.
12. Включение электрической цепи под напряжение (после проверки) производится только с разрешения и в присутствии преподавателя или лаборанта.
13. При обнаружении неисправностей в электрической цепи необходимо немедленно отключить ее от питающей сети и доложить об этом преподавателю или лаборанту.
14. Переключения и исправления в собранной электрической цепи разрешается производить только при отключенном напряжении питания.
15. Запрещается прикасаться пальцами, карандашами и другими предметами к оголенным токоведущим частям электрической цепи, находящимся под напряжением.
16. При работе с конденсаторами следует помнить, что на их зажимах, отключенных от сети, некоторое время сохраняется электрический заряд, могущий быть причиной поражения электрическим током.
17. При обнаружении повреждений электрического оборудования и приборов стенда, а также при появлении дыма, специфического запаха или искрения необходимо немедленно выключить напряжение питания стенда и известить об этом преподавателя или лаборанта.
18. После выполнения практической работы необходимо выключить напряжение питания стенда, разобрать исследуемую электрическую цепь и привести в порядок рабочее место.
19. В случае поражения человека электрическим током необходимо немедленно обесточить стенд, выключив напряжение питания. При потере сознания и остановке дыхания необходимо немедленно освободить пострадавшего от стесняющей его одежды и делать искусственное дыхание до прибытия врача.

указания по выполнению работы

Соберите цепь по схеме, изображенной на рисунке.

.

Определите фактический расход электроэнергии, израсходованной на работу ламп, а так же погрешность показаний электросчетчика.

В сеть включены две лампы мощностью 55 и 75 вт. Диск счетчика при контрольном замере сделал за 5 минут 60 оборотов. На щитке счетчика указано, что 1 гвт-ч = 558 оборотам диска, т. е. Ссч= 1 : 558 гвт-ч, или 1 : 5580 квт-ч. Определим  фактический расход электроэнергии, израсходованной на
горение ламп.

Мощность ламп равна: 55 вт +75 вт = 130 вт = 0,13 квт. В течение 5 минут эти две лампы должны потребить электроэнергии:

А1= 5 : 60 x 0,13 = 0,01 квт-ч.

Расход энергии, показанный зато же время счетчиком.

А2 =  1 : 5800 x 60= 0,01 квт-ч.
А1 = А2. 

Следовательно, счетчик показывает правильно. Установка контрольного счетчика. Для учета расхода электроэнергии в каждой   квартире  устанавливается
только один счетчик, находящийся под контролем Энергосбыта. Однако в тех случаях, когда в квартире проживает несколько жильцов и каждый из них пользуется различными бытовыми электроприборами, расчет за  пользование электроэнергией вызывает иногда затруднения. Поэтому многие жильцы устанавливают в своих комнатах так называемые контрольные счетчики. Такие счетчики не контролируются организациями Энергосбыта, но служат для учета электроэнергии, расходуемой отдельными жильцами, и  обеспечивают правильный расчет между ними. Контрольные счетчики продаются в торговой сети как отдельно, так и  смонтированными на щитке вместе с пробочными предохранителями. Счетчики рассчитаны на определенное напряжение (127 или 220 в) и на определенную силу электрического тока (5 или 10 А). При наличии бытовых электроприборов следует приобретать счетчик на 10 А и на то  напряжение, которое имеется в квартире.

4. Контрольные вопросы

4.1. Принцип работы индукционного счётчика.

4.2. Принцип работы электронного счётчика.

4.3. Что такое мощность?

4.4. Параллельное и последовательное соединение электроприёмников.

Таблица отчета о выполнении работы (Измерение сопротивления, силы тока и напряжения. Расчет простой электрической цепи)

Литература:

1. Лабораторно-практические работы по электротехнике : учеб. пособие для студ. учреждений сред. профобразования / В. М. Прошин. — 8-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2014. — 208 с.
2. Электротехника : учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / JI. И.Фуфаева. — 2-е изд., испр. — М. : Издательский центр «Академия», 2013. — 384 с.
3. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. — СПб.: Издательство ДЕАН, 2011. — 208 с.