Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych

Laboratorium Metrologii II. 2004/05.

ćw. 4 / str. 1

Politechnika Rzeszowska

Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych

Laboratorium Metrologii II

Ocena

Nr. Ćwicz.

4

SPRAWDZANIE INDUKCYJNEGO

LICZNIKA ENERGII ELEKTRYCZNEJ

Grupa:
1…………….....................
kierownik
2........................................

3.........................................

4........................................

Data

opracował: dr inż. Andrzej Rylski

I . C e l ć w i c z e n i a

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadą działania i sprawdzenie wybranych

parametrów jednofazowego indukcyjnego licznika energii elektrycznej.

II. Zagadnienia

1. Schemat uproszczony budowy licznika indukcyjnego energii elektrycznej.
2. Schemat układu pomiarowego do wyznaczania stałej rzeczywistej licznika.
3. Definicja stałej znamionowej i stałej rzeczywistej licznika, błędu pomiaru energii.
4. Obliczanie niedokładności pomiaru stałej rzeczywistej licznika,.
5. Budowa i zasada działania dwustrumieniowego, indukcyjnego przetwornika

elektromechanicznego.

6. Zasada pracy, schemat blokowy elektronicznego licznika energii elektrycznej.
7. Budowa i właściwości przetwornika hallotronowego.

I II. P ro g ram ć w i c z e n i a

1. Zestawić układ pomiarowy do sprawdzania parametrów jednofazowego licznika indukcyjnego.

Zanotować dane znamionowe zastosowanych przyrządów. Po sprawdzeniu układu pomiarowego
przez prowadzącego włączyć zasilanie i sprawdzić zakresy nastawianego napięcia, prądu i
przesunięcia fazowego. Dla napięcia odniesienia i prądu bazowego licznika ustawić wskazówkę
przesuwnika fazowego zgodnie z rzeczywistym przesunięciem między napięciem i prądem
w układzie pomiarowym. W tym celu zmienić wartość przesunięcia fazy napięcia
w obwodzie napięciowym w stosunku do prądu w obwodzie prądowym w taki sposób, aby
wskazówka watomierza znalazła się na wskazie zerowym (cos

ϕ = 0) i tarcza licznika przestała

się obracać. Zamocować wskazówkę przesuwnika w pozycji 90

°. Po zamocowaniu wskazówki

można nastawić dowolne przesunięcie fazy pomiędzy napięciem i prądem posługując się
podziałką przesuwnika.

2. Dokonać sprawdzenia biegu jałowego licznika. Wirnik licznika nie powinien wykonać pełnego

obrotu przy braku prądu w torze prądowym i wartości napięć zasilających w zakresie od 80% do
110% napięcia odniesienia.

3. Dokonać sprawdzenia rozruchu licznika. W tym celu należy ustawić wartość napięcia

zasilającego równą wartości odniesienia licznika U

n

, kąt przesunięcia fazowego taki, aby uzyskać

wartość współczynnika mocy cos

ϕ = 1 i sprawdzić czy wirnik licznika ruszy i w dalszym ciągu

będzie się obracał przy podanej w tabeli wartości natężenia prądu.

Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych

Laboratorium Metrologii II. 2004/05.

ćw. 4 / str. 2

TABLICA 1

Klasa dokładności Wartość natężenia prądu zasilającego

w procentach natężenia

prądu bazowego I

b

Wartość

współczynnika

mocy

0,5 0,3 1

1 0,4 1

2 0,5 1

4. Wyznaczyć błędy licznika dla napięcia odniesienia U

n

oraz prądów wynoszących 5%, 10%, 50%

i 100% wartości natężenia prądu bazowego I

b

przy współczynniku mocy cos

ϕ = 1 oraz 10%,

50% i 100% I

b

przy cos

ϕ = 0,5 indukcyjnym i cosϕ = 0,8 pojemnościowym. Czas pomiaru N

pełnych obrotów tarczy (N >10) nie powinien być krótszy niż 200 s. Czas wyznaczyć z
rozdzielczościa co najmniej 0.1 s. Wyniki pomiarów i obliczeń zanotować w tabeli pomiarów i
porównać je z danymi zawartymi w normie. Prąd maksymalny I

max

= 1,25·I

b

. Sprawdzić

poprawność doboru aparatury kontrolnej do zadania pomiarowego.

TABLICA 2

Granice błędów wyrażonych w procentach dla

liczników klasy dokładności

Prąd

zasilający

Wsp. mocy

Dopuszczalny błąd

aparatury kontrolnej

0,5

1 2

0,05 I

b

1

±1,0

±1,5

±2,5

od 0,1 I

b

do I

max

1

± 0,4 %

±0,5

±1,0

±2,0

0,1 I

b

0,5

ind

0,8 poj

±1,3
±1,3

±1,5
±1,5

±2,5

-

od 0,2 I

b do

I

max

0,5

ind

0,8 poj

± 0,6 %

±0,8
±0,8

±1,0
±1,0

±2,0

-

I V . P r z e b i e g ć w i c z e n i a

1. Protokół sprawdzania licznika energii elektrycznej

Spis przyrządów

Licznik - sprawdzany licznik indukcyjny:

typ rok

produkcji

napięcie pracy

Zakres prądowy

klasa stała znamionowa

częstotliwość

średnica tarczy

C

n

=

80 mm

sekundomierz cyfrowy:

typ rozdzielczość dokładność

błąd czasu reakcji

Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych

Laboratorium Metrologii II. 2004/05.

ćw. 4 / str. 3

W watomierz z przetwornika PP9:

producent

typ

numer fabryczny

znamion. wsp. mocy

znamionowa
liczba ziaren N

n

błąd podstawowy P=(0-

170%)P

n

zakresy nap. U

n

U=(0-130)%U

n

zakresy prądowe I

n

I=(0-130)%I

n

V woltomierz z przetwornika PP9:

zakres pomiaru

napięcia U

n

[ ]

błąd podstawowy

U=(0-130%)U

n

N

n

[ ]

pasmo częstotliwości

typ

A amperomierz z przetwornika PP9:

zakres pomiaru

prądu I

n

błąd podstawowy I=(0-

130%)I

n

N

n

[ ]

pasmo częstotliwości

typ

Tp laboratoryjny przekładnik pomiarowy:

klasa kl

υ

prądy pierwotne

prąd wtórny

typ

Układ pomiarowy

Rys. 1. Schemat układu pomiarowego do sprawdzania licznika

Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych

Laboratorium Metrologii II. 2004/05.

ćw. 4 / str. 4

1.2

Sprawdzenie biegu jałowego licznika

Napięcie zasilające Natężenie prądu

w procentach napięcia

odniesienia U

n

U

[V]

I

[A]

Wirnik wykonał pełny

obrót?

(Tak/Nie)

80%

0

90%

0

100% 230

0

110%

0

1.3

Sprawdzenie rozruchu licznika

Wartość natężenia prądu zasilającego

w [%] natężenia prądu bazowego I

b

Klasa

dokładności

[ ]

%

100

I

I

b

⋅

I [ ]

Wartość

współczynnika

mocy

Wirnik ruszył

i obraca się?

(Tak/Nie)

0,5 0,3

%

1

1 0,4

%

1

2 0,5

%

1

1.4 Wyznaczanie

stałej rzeczywistej i błędów licznika

Wyniki pomiarów

T

p

PP9 Licznik

indukcyjny

ϑ cos

ϕ

U I

1

P

1

N t

Lp.

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

1.

2.

3.

4.

5.

U , I

1

, P

1

- wskazania przetwornika PP9 uwzględniają przekładnię

ϑ przekładnika

Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych

Laboratorium Metrologii II. 2004/05.

ćw. 4 / str. 5

Wyniki obliczeń

P-producent (dostawca energii), K-klient (odbiorca energii),

δ

dop

(patrz tablica 2)

W

1

W

2

C

r

δ

W

δ

P1

δ

N

δ

t

δ

Cr

Lp

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

KTO

TRACI?

P/K

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

δ

Cr

<

δ

dop

?

TAK/NIE

1.

2.

3.

4.

5.

Energia zmierzona watomierzem w czasie t:

t

P

W

1

1

⋅

=

Energia zmierzona badanym licznikiem:

n

2

C

N

W

=

Rzeczywista stała

licznika:

t

P

N

10

6

,

3

C

1

6

r

⋅

⋅

=

Dokładność

licznika:

100

W

W

W

100

C

C

C

1

1

2

r

r

n

W

⋅

−

=

⋅

−

=

δ

Dokładność

δ

Cr

wyznaczenia stałej rzeczywistej C

r

licznika

(

)

ϑ

δ

+

δ

+

δ

+

δ

±

=

δ

t

N

P

C

1

r

gdzie:

100

t

100

N

r

2

l

P

P

t

t

N

1

n

A

M

P

1

⋅

∆

±

=

δ

⋅

⋅

π

∆

±

=

δ

δ

+

δ

=

δ

δ

ϑ

= kl

ϑ

- gdy prąd płynący przez przekładnik jest w przybliżeniu równy jego zakresowi

Rys. 2. Wyznaczanie momentu przejścia znacznika przez punkt odniesienia

l

∆

l

∆

[ ]

-

mm

l

∆

niedokładność wyznaczenia
momentu przejścia znacznika na
tarczy względem punktu
odniesienia

mm

l

)

1

03

,

0

(

−

=

∆

±

Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych

Laboratorium Metrologii II. 2004/05.

ćw. 4 / str. 6

V . W n i o s k i

VI. Pytania kontrolne
1. Schemat uproszczony budowy i zasada działania licznika energii elektrycznej.
2. Podać schemat układu pomiarowego do wyznaczania stałej rzeczywistej licznika.
3. Podać sposób obliczania niedokładności pomiaru stałej rzeczywistej licznika.
4. Budowa i działanie jednofazowego, indukcyjnego licznika energii elektrycznej.
5. Podać definicję stałej znamionowej i stałej rzeczywistej licznika, błędu pomiaru energii.

Li te ra tura
1. Dyszyński J.: Metrologia elektryczna i elektroniczna - laboratorium cz.1, Rzeszów: skrypt

Politechniki Rzeszowskiej, 1997r.

2. Marcyniuk A. i inni: Podstawy metrologii elektrycznej, Warszawa: WNT, 1984r.
3. Chwaleba A. i inni: Metrologia elektryczna, Warszawa: WNT, 1994r.
4. Parchański J.: Miernictwo elektryczne i elektroniczne - Warszawa: WSiP, 1997r.
5. Rylski A.: Metrologia II prąd zmienny, Rzeszów: OWPRz, 2004.
6. PN-93/E-06504 - Sprawdzanie indukcyjnych jednofazowych i wielofazowych liczników energii

elektrycznej.