Метрология, стандартизация и сертификация

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОЛОГОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра электрооборудования

МЕТРОЛОГИЯ

Методические указания к выполнению контрольной работы

Институт машиностроения, энергетики и транспорта

Направление 13.03.02 - Электроэнергетика и электротехника

Составитель: Вяткина О.С., канд. техн. наук, доцент.

Вологда

2018

ВВЕДЕНИЕ

Основной целью дисциплины является формирование у студентов знаний о методах измерения электрических величин, принципах функционирования измерительных приборов и построения измерительных информационных систем. Представленные методические указания подходят для изучения дисциплины «Метрология» профилей «Электроснабжение» и «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений». электрическая величина измерение

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Контрольные задания служат для прочного закрепления учебного материала по данному курсу. Задания оформляются в виде записки, выполненной в соответствии с требованиями стандартов ВоГУ, на листах формата А4 с указанием института, кафедры, дисциплины, фамилии и инициалов студента и проверяющего преподавателя, шифра, и номера варианта.

Каждое контрольное задание по курсу состоит из трех задач по различным разделам дисциплины. Варианты задач выбираются по последней цифре шифра студента и первой букве его фамилии следующим образом: если фамилия начинается с буквы от А до К, то вариант соответствует последней цифре шифра; если фамилия начинается с буквы от Л до Х, то вариант соответствует последней цифре шифра +10; если фамилия начинается с буквы от Ц до Я, то вариант соответствует последней цифре шифра +20.

Задачи 1

0. Имеется стрелочный вольтметр с U_НОМ=10 В и R_ВН=1 кОм. Можно ли на его основе создать амперметр с I_НОМ=10 А? Если можно - привести схему и рассчитать параметры элементов.

Можно ли на основе аналогового амперметра с I_НОМ=1 А и R_ВН=1 Ом создать двухпредельный вольтметр с U_НОМ=100 В и U_НОМ=200 В? Если можно - привести схему и рассчитать параметры ее элементов.

Как на основе стрелочного миллиамперметра с I_НОМ=100 мА, R_ВН=0,5 Ом и числом делений N=100 создать вольтметр с U_НОМ=10 В? Привести схему, рассчитать ее параметры. Определить чувствительность нового прибора.

Как на основе однопредельного стрелочного вольтметра с U_НОМ=10 В и R_ВН=10 кОм создать двухпредельный вольтметр с U_НОМ1=100 В и U_НОМ2=400В? Привести схему и рассчитать ее параметры.

На основе электромагнитного измерительного механизма со следующими известными параметрами: U_ПО=100 мВ; I_ПО=10 мА требуется создать двухпредельный амперметр с I_НОМ1=100 мА, I_НОМ2=1 А. Как это сделать (привести схему и рассчитать ее параметры)?

Рассчитать и изобразить схему миллиамперметра с универсальным шунтом на три предела измерений: 0,2; 2 и 20 мА. Измеритель прибора - микроамперметр имеет данные: I_ПО = 150 мкА; R_ВН = 850 Ом. Определить допустимую мощность рассеивания для выбранных резисторов.

При измерении напряжения двумя параллельно включенными вольтметрами их показания были: U₁ = 29,2 В; U₂ = 30 В. Показания какого прибора точнее, если классы точности приборов: К₁ = 2,5 и К₂ = 1,0, а пределы измерения соответственно равны 30 В и 150 В.

Магнитоэлектрический прибор со шкалой на 100 делений имеет сопротивление катушки 25 Ом. Чувствительность по току прибора составляет 4 дел/мА. Определить предел измерения по напряжению и цену деления прибора в вольтах.

Рассчитать вольтметр со ступенчатым включением добавочных резисторов на три предела измерений: 10, 100 и 1000 В. Измерителем вольтметра служит микроамперметр с параметрами: I_ПО = 200 мкА, R_ВН = 900 Ом. Определить допустимую мощность рассеивания для выбранных резисторов.

При поверке амперметр с конечным значением шкалы 10 А, показал ток 7 А, а образцовый амперметр - 7,12 А. Найти поправку к показаниям прибора, абсолютную, относительную и приведенную погрешности.

Во сколько раз чувствительность по напряжению у вольтметра с верхним пределом измерения 250 В и шкалой, имеющей 100 делений, отличается от чувствительности милливольтметра с верхним пределом 150 мВ и шкалой, имеющей 75 делений?

Определить чувствительность по току и напряжению для прибора с напряжением полного отклонения стрелки 150 мВ, сопротивлением катушки 10 Ом и шкалой на 1000 делений.

Рассчитать вольтметр с раздельными добавочными сопротивлениями на четыре предела измерений: 3, 10, 30, 100 В. В качестве измерителя применить микроамперметр с параметрами: I_ПО = 500 мкА, R_ВН = 150 Ом.

В цепь однофазного тока через измерительный трансформатор напряжения k_V = 6000/100 класса точности 0,5 включен вольтметр с номинальным напряжением 100 В класса точности 1,5. Определить величину напряжения сети и наибольшую возможную погрешность измерения, если вольтметр показал 20 В.

Определить значение переменного тока в однофазной цепи и наибольшую возможную погрешность измерения, если для измерения использован амперметр класса точности 0,5 с верхним пределом измерения 5 А, который включен через трансформатор тока k_Т = 100/5 класса точности 0,2.

Определить активное сопротивление электрической нагрузки методом амперметра и вольтметра, если амперметр показывает ток в нагрузке 5 А и имеет сопротивление 2 Ом, а вольтметр показывает падение напряжения на нагрузке 50 В. Амперметр включен последовательно с нагрузкой. Определить относительную погрешность.

Определить сопротивление методом амперметра и вольтметра, если вольтметр показывает 200 В, амперметр - 1 А, сопротивление вольтметра 3000 Ом и он включен параллельно измеряемому сопротивлению. Вычислить относительную погрешность.

Определить значения индуктивности L_X, сопротивления R_X, добротности Q_X в цепи уравновешенного моста (рис.1), если частота питающего моста напряжения f = 1000 Гц, R₃ = 1000 Ом, С₃ = 1 мкФ, R₂ = R₄ = 100 Ом.

Найти входное сопротивление R_ВХ уравновешенного моста (рис.1) со стороны зажимов диагонали индикатора равновесия (ИР), если R₁ = 10 Ом, L₁ = 0,01 Гн, R₂ = 100 Ом, R₃ = 1000 Ом, С₃ = 1 мкФ, R₄ = 100 Ом, частота питающего моста напряжения f =100 Гц.

В схеме моста (рис.2) измерение тангенса угла потерь катушки индуктивности осуществляется при следующих данных: С₃ = 0,1мкФ, R₃ = 1,6 52,2 Ом. Каково значение добротности при частоте измерения 1000Гц?

Определить емкость С_X и тангенс угла потерь конденсатора, если измерение выполнялось по схеме моста (рис.3) на частоте 1000 Гц; плечо множителя R₂ = 1000 Ом; плечо отсчета R₃ = 500 Ом; регулируемое сопротивление R₄ = 10 Ом, емкость образцового конденсатора С₄ = 0,1 мкФ.

В каких пределах может быть измерена добротность Q_X катушки, если в схеме моста (рис.1) сопротивление плеча сравнения R₃ представляет собой переменный резистор значением 49 кОм; С₃ = 1 мкФ; f = 100 Гц?

Рассчитать и изобразить схему амперметра постоянного тока с универсальным шунтом на пределы измерений: 0,15; 0,75; 1,5; 30 А. Измеритель прибора - микроамперметр имеет данные: I_ПО = 100 мкА; R_ВН = 1000 Ом. Рассчитать сопротивление шунтов и мощность рассеяния.

Рис.1Рис.2

Рис.3Рис.4

Рис.5Рис.6



Рис.7

Рассчитать и изобразить схему миллиамперметра постоянного тока с постоянным шунтом на пределы измерений: 0,3; 1; 3; 10; 30; 1000 А. Измеритель прибора - микроамперметр имеет данные: I_ПО = 150 мкА; R_ВН = 800 Ом. Рассчитать сопротивление шунтов и мощность рассеивания.

Рассчитать вольтметр с раздельным добавочным сопротивлением на пределы измерений: 1,5; 7,5; 15; 75; 150; 750 В. В качестве измерителя применить микроамперметр с параметрами: I_ПО = 500 мкА; R_ВН = 150 Ом. Определить допустимую мощность рассеивания для выбранных резисторов.

Через измерительный трансформатор напряжения k_V = 1000/100 класса точности 0,5 включен вольтметр с номинальным напряжением 300 В класса точности 1,5. Определить напряжение сети и наибольшую возможную погрешность измерения, если вольтметр показал 63 В.

Определить величину переменного тока и наибольшую возможную погрешность измерения, если для измерения использован амперметр класса точности 0,5 с верхним пределом измерения 5 А, который включен через трансформатор тока ТК - 20, имеющий k_Т = 1000/5 и класс точности 2,5.

Определить активное и реактивное сопротивления и индуктивность методом амперметра, вольтметра, фазометра, если амперметр показывает 1 А, вольтметр - 200 В, фазометр - cos = 0,5 отстающий, а частота сети равна 50 Гц.

Определить активное и реактивное сопротивления и емкость конденсатора методом амперметра, вольтметра, фазометра, если амперметр показывает 1А, вольтметр - 200 В, фазометр - cos опережающий, а частота сети равна 50Гц. Изобразить схему опыта.

Определить характер и величины сопротивлений, измеренных методом амперметра, вольтметра, фазометра, если амперметр показывает 2А, вольтметр - 220 В, а фазометр - сos = 0,707 отстающий. Частота сети равна 50 Гц. Изобразить схему опыта.

Задачи 2

0. Изобразить схему для включения трехфазного электрического счетчика реактивной энергии для учета последней в четырехпроводной сети напряжением 0,4 кВ и током нагрузки 80 А. Выбрать необходимые трансформаторы.

Во вторичные обмотки трансформаторов тока k_Т = 300/5 и напряжения k_V = 10000/100 включены амперметр, вольтметр и ваттметр. Определить мощность, потребляемую цепью, и показания ваттметра в делениях, если показания приборов равны: I_A = 4 A, U_V = 100 B, угол сдвига фаз между током и напряжением в цепи составляет 30. Ваттметр имеет верхние пределы измерения: I_Н = 5 А, U_Н = 150 В; число делений шкалы - 150. Представить схему измерения. Погрешностью пренебречь.

Для измерения активной мощности трехфазной симметричной цепи с линейным напряжением 380 В и соs = 0,5 использованы два одинаковых электродинамических ваттметра со шкалами на 150 делений. Известно, что активная мощность цепи равна 15 кВт. Определить линейный ток, подобрать ваттметры, определить показания каждого ваттметра в делениях, привести схему включения.

Для поверки счетчика индукционной системы класса 2 в цепь включен электродинамический ваттметр класса 0,5. На щитке счетчика написано:
1 кВтч - 3600 оборотов диска. Диск счетчика сделал 60 оборотов за 2 минуты. При этом ваттметр показывал неизменную мощность 480 Вт. Определить погрешность счетчика. Соответствует ли поверенный счетчик классу точности?

Активная мощность трехфазной цепи измерена методом двух ваттметров. Линейное напряжение равно 660 В, линейный ток - 20 А. Определить реактивную мощность сети, если показания ваттметров равны n₁ = 60 делений, n₂ = 60 делений.

Активная мощность трехфазной симметричной цепи измерена методом двух ваттметров. Линейное напряжение равно 380 В, линейный ток - 15 А. Определить реактивную мощность сети, если показания ваттметров равны n₁ = 30 делений, n₂ = 60 делений.

Активная мощность трехфазной симметричной цепи измерена методом двух ваттметров. Линейное напряжение равно 660 В, линейный ток - 10 А. Определить реактивную мощность сети, если показания ваттметров равны
n₁ = 0 делений, n₂ = 80 делений.

В цепи переменного тока необходимо измерить мощность с помощью трансформатора тока k_T = 1000/5, трансформатора напряжения k_V = 10000/100 и ваттметра, рассчитанного на 5 А и 150 В, со шкалой 150 делений. Чему равна потребляемая мощность, если показания ваттметра составляют 75 делений?

Для поверки трехфазного счетчика воспользовались двумя одинаковыми ваттметрами, включенными по схеме двух ваттметров. В течение двух минут ваттметры давали постоянные отклонения n₁ = 40 делений и n₂ = 80 делений, а диск за это время сделал 25 оборотов. Определить погрешность счетчика, если номинальные данные ваттметров: 5 А; 150 В; 150 делений, а у счетчика 1 кВтч составляет 1200 оборотов диска. Привести схему включения всех приборов.

Для определения коэффициента мощности нагрузки в цепь переменного тока промышленной частоты включены амперметр класса точности 1,5 с I_Н = 5 А, вольтметр класса точности 1,5 с U_Н = 250 В и ваттметр класса точности 0,5 с U_Н = 300 В, I_Н = 5 А и шкалой на 150 делений. Показания приборов составили I_А = 4 A, U_V = 220 B, число делений по шкале ваттметр n = 60. Привести схему включения всех приборов. Определить соs и относительную погрешность его измерения.

Определить собственное потребление мощности ваттметра при номинальном напряжении U_Н = 300 В и тока I_Н = 10 А, если мощность, потребляемая токовой обмоткой, равна 3 Вт, а ток в потенциальной обмотке при номинальном напряжении равен 30 мА. Найти сопротивления обмоток ваттметра.

Для измерения мощности постоянного тока использовали ваттметр с верхним пределом измерения I_Н = 5 А, U_Н = 600 В. Сопротивление токовой обмотки R_А = 0,25 Ом, потенциальной обмотки R_V = 12 кОм. По какой схеме следует включить обмотку напряжения, чтобы при токе нагрузки 3 А и напряжении нагрузки 440 В получить наименьшую относительную погрешность результата измерения мощности?

Изобразите схему для включения трехфазного электрического счетчика реактивной энергии для учета последней в трехпроводной сети напряжением 10 кВ и током нагрузки 900 А. Выберите трансформаторы тока и напряжения.

Изобразите схему для включения трехфазного электрического счетчика активной энергии для учета последней в трехпроводной сети напряжением 6 кВ и током нагрузки 500 А. Выберите трансформаторы тока и напряжения.

Объясните, какую энергию учитывает счетчик активной энергии типа СО - И446, включенный по типовой схеме (рис.4). Для доказательства постройте векторную диаграмму токов и напряжений.

Можно ли определить реактивную мощность трехфазной сети по показаниям двух ваттметров, включенных в сети для измерения активной мощности (схема Арона)? Привести схему и вывод формулы для определения реактивной мощности.

Каким образом можно определить коэффициент мощности трехфазной сети по показаниям двух ваттметров, включенных в сети для измерения активной мощности (схема Арона)?

Доказать, что методом двух ваттметров можно измерить активную мощность в трехфазной трехпроводной цепи. Привести схему, вывод формул.

Во вторичные обмотки трансформаторов тока k_Т = 150/5 и напряжения k_V = 6000/100 включены амперметр, вольтметр и ваттметр. Определить мощность, потребляемую цепью, и показания ваттметра в делениях, если показания приборов равны: I_A = 3 A, U_V = 100 B, угол сдвига фаз между током и напряжением в цепи 30. Ваттметр имеет верхние пределы измерения: I_Н = 5 А, U_Н = 150 В; число делений шкалы N = 150. Погрешностями трансформаторов пренебречь. Представить схему измерения.

Для измерения активной мощности трехфазной симметричной цепи, равной 10 кВт, с линейным напряжением 220 В и соs = 0,866 использованы два одинаковых электродинамических ваттметра со шкалами на 150 делений. Определить линейный ток, подобрать ваттметры, определить показания каждого ваттметра в делениях, привести схему включения.

Для поверки счетчика индукционной системы в цепь включен электродинамический ваттметр высокого класса точности. На щитке счетчика написано: 1 кВт ч - 4500 оборотов диска. Диск счетчика сделал 50 оборотов за 2 минуты. При этом ваттметр показывал неизменную мощность 390 Вт. Определить постоянную счетчика и относительную погрешность его показаний. Являются ли его показания завышенными или заниженными?

Активная мощность трехфазной цепи измерена методом двух ваттметров. Линейное напряжение равно 380 В, линейный ток - 10 А. Определить реактивную мощность сети, не меняя схемы включения ваттметров, если их показания равны n₁ = 30 делений, n₂ = 60 делений.

В цепи переменного тока необходимо измерить мощность с помощью трансформатора тока (k_T = 400/5), трансформатора напряжения (k_V = 6000/100), ваттметра, рассчитанного на 5 А и 150 В, со шкалой 150 делений. Чему равна потребляемая мощность, если показания ваттметра составляют 60 делений?

Для поверки трехфазного счетчика воспользовались двумя одинаковыми однофазными ваттметрами, включенными по схеме двух ваттметров. В течение одной минуты ваттметры давали постоянные отклонения n₁ = 60 делений и n₂ = 90 делений, а диск за это время сделал 9 оборотов. Определить погрешность счетчика, если номинальные данные ваттметров: 5 А, 150 В, 150 делений, а у счетчика 1 кВт ч соответствует 750 оборотов диска. Привести схему включения всех приборов.

Для определения коэффициента мощности нагрузки в цепь переменного тока промышленной частоты включены амперметр класса точности 1,5 с I_Н = 3 А, вольтметр класса точности 1,5 с U_Н = 150 В и ваттметр класса точности 0,5 с U_Н = 150 В, I_Н = 5 А со шкалой на 150 делений. Показание приборов I_А = 2,4 A, U_V = 125 B, число делений по ваттметру n = 36. Определить соs и относительную погрешность его измерения.

Для измерения мощности постоянного тока использован ваттметр с верхним пределом измерения I_Н = 2 А, U_Н = 300 В. Сопротивление токовой обмотки R_А = 0,3 Ом, обмотки напряжения R_V = 8 кОм. По какой схеме следует включить обмотку напряжения, чтобы при токе нагрузки 1 А и напряжении нагрузки 220 В получить наименьшую погрешность результата измерения мощности?

Определить собственное потребление мощности ваттметра при номинальном напряжении U_Н = 250 В и тока I_Н = 5 А, если мощность, потребляемая токовой обмоткой, равна 5,5 Вт, а ток в обмотке напряжения при номинальном напряжении равен 50 мА. Найти сопротивления обмоток ваттметра.

Какую мощность измеряет ваттметр в схеме, изображенной на рис.5? Ответ обоснуйте.

Какую мощность измеряет ваттметр в схеме, изображенной на рис.6? Ответ обоснуйте.

Каково показание ваттметра в схеме, изображенной на рис.7, если
U_Л = 380В, R₁ = R₂ = R₃ = 20 Ом, частота f = 50 Гц? Ответ обоснуйте.

Задачи 3

Задача 3 является комплексной. Необходимо разработать систему измерения электрических величин и учета электроэнергии для участка цепи (рис.8 13).

Решение задачи должно содержать следующие разделы:

- определение номинальных (максимальных) токов присоединений;

- определение величин, которые необходимо измерять на присоединениях в соответствии с требованиями ПУЭ [4];

- выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения;

- выбор измерительных приборов;

- проверка возможности использования выбранных приборов совместно с выбранными трансформаторами тока и напряжения. При необходимости - корректировка выбора;

- полная электрическая принципиальная схема цепей измерений для всех присоединений заданного участка сети.



Рис.8Рис.9

Рис.10Рис.11

Рис.12Рис.13

Таблица 1 - Исходные данные для решения задачи 3

№ вар.	Напряжение сети, кВ	Двигатель асинхронный	Генератор	Мощность конденсаторной батареи, кВАр	Мощность нагрузки, кВА	Мощность трансформаторной КТП, кВА	Рис.
		Мощность, кВт	cos	КПД	Мощность, кВт	cos
0	6	100	0,87	0,94	-	-	900	-	-	8
1	10	800	0,88	0,95	-	-	-	1600	-	9
2	6	-	-	-	1600	0,8	-	2000	-	10
3	0,4/0,23	315	0,91	0,93	-	-	-	400	2500	11
4	0,4/0,23	-	-	-	500	0,8	-	150	1000	12
5	0,4/0,23	75	0,89	0,91	-	-	150	-	400	13
6	6	500	0,88	0,95	-	-	4350	-	-	8
7	10	1000	0,89	0,955	-	-	-	2400	-	9
8	6	-	-	-	2000	0,8	-	3000	-	10
9	0,4/0,23	132	0,89	0,915	-	-	-	200	630	11
10	0,4/0,23	-	-	-	600	0,8	-	250	1000	12
11	0,4/0,23	90	0,9	0,92	-	-	250	-	630	13
12	6	630	0,88	0,95	-	-	1800	-	-	8
13	10	630	0,83	0,945	-	-	-	1800	-	9
14	6	-	-	-	2500	0,8	-	3200	-	10

№ вар.	Напряжение сети, кВ	Двигатель асинхронный	Генератор	Мощность конденсаторной батареи, кВАр	Мощность нагрузки, кВА	Мощность трансформаторной КТП, кВА	Рис.
		Мощность, кВт	cos	КПД	Мощность, кВт	cos
15	0,4/0,23	160	0,9	0,92	-	-	-	252	1000	11
16	0,4/0,23	-	-	-	750	0,8	-	300	1600	12
17	0,4/0,23	110	0,89	0,91	-	-	400	-	1000	13
18	10	800	0,88	0,95	-	-	1800	-	-	8
19	6	315	0,85	0,936	-	-	-	1400	-	9
20	10	-	-	-	2000	0,8	-	2500	-	10
21	0,4/0,23	200	0,9	0,925	-	-	-	300	1000	11
22	0,4/0,23	-	-	-	900	0,8	-	240	1600	12
23	0,4/0,23	55	0,92	0,91	-	-	200	-	630	13
24	10	1000	0,89	0,925	-	-	2700	-	-	8
25	6	500	0,83	0,94	-	-	-	2000	-	9
26	10	-	-	-	3200	0,8	-	3600	-	10
27	0,4/0,23	250	0,9	0,925	-	-	-	300	1600	11
28	0,4/0,23	-	-	-	1000	0,8	-	390	2500	12
29	0,4/0,23	160	0,9	0,92	-	-	450	-	1000	13

Пример выполнения контрольной работы

Задача 1

Определить активное и реактивное сопротивления и индуктивность методом амперметра, вольтметра, фазометра, если амперметр показывает 5 А, вольтметр - 220 В, фазометр - cos = 0,8 отстающий, частота сети равна 50 Гц. Изобразить схему опыта.

Решение.

Полное сопротивление: .

Активное сопротивление цепи: .

Индуктивное сопротивление цепи:.

Индуктивность: .

Так как величина измеряемых сопротивлений много меньше сопротивления вольтметра, то схема опыта, при котором погрешности, вносимые приборами минимальны, и выглядит так:

Рис.14. Схема опыта.

Задача 2

Для измерения активной мощности трехфазной симметричной цепи с линейным напряжением 220 В и сos = 0,8 использованы два одинаковых электродинамических ваттметра со шкалами на 150 делений. Определить линейный ток, подобрать ваттметры, определить показания каждого ваттметра в делениях, привести схему включения, если известно, что активная мощность этой цепи равна 6 кВт.

Решение

Мощность трехфазной цепи определяется выражением:

.

Отсюда .

Первый ваттметр измеряет мощность:

Аналогично второй ваттметр:

Выберем ваттметры для измерений: U_Н =300 B; I_Н =5 A; число делений шкалы по условию задачи N = 150. Так как номинальный ток ваттметра меньше измеряемого, то необходимо применить измерительный трансформатор тока типа ТШ - 0,66- 30/5.

Определим цену делений шкалы ваттметра:

Мощности, измеряемые ваттметрами с учетом трансформаторов тока:

,

.

В делениях шкалы это выглядит так:

,

.

Схема измерений приведена на рис.15.

Рис.15. Схема измерений

Задача 3

Разработать систему измерения электрических величин и учета электроэнергии для участка цепи. Для этого необходимо:

- определить номинальные (максимальные) токи присоединений;

- определить величины, которые необходимо измерять на присоединениях в соответствии с требованиями ПУЭ;

- выбрать измерительные трансформаторы тока и напряжения;

- выбрать измерительные приборы;

- проверить возможность использования выбранных приборов совместно с выбранными трансформаторами тока и напряжения. При необходимости - корректировка выбора;

- изобразить электрическую принципиальную схему.

Дано:

U_c=10 кВ

P_д=800 кВт

cos=0.88

=0.95

S_нагр=1600 кВ·А

Решение:

1) Номинальный ток двигателя:

2) Расчетный ток нагрузки:

3) Обоснование необходимости измерения электрических величин:

На ответвлении к обобщенной нагрузке необходимо контролировать ток, активную и реактивную мощность.

На линии с двигателем необходимо устанавливать расчетные счетчики для учета активной и реактивной мощности и амперметр для измерения тока.

На секции шин должно производиться измерение напряжения, причем допускается одним вольтметром.

Классы точности измерительных приборов должны быть не хуже 2,5.

Класс счетчиков активной энергии должен быть не хуже 2, а реактивной - 2,5. Класс точности трансформаторов тока и напряжения должен быть не более 0,5, но допускается и 1,0.

Условия выбора, расчетные и каталожные данные на трансформаторы напряжения и тока приведены в таблицах 1 и 2. Марки выбранных измерительных приборов и счетчиков приведены в спецификации оборудования.

Таблица 1 - Условия выбора трансформаторов напряжения

Условия выбора трансформаторов напряжения	Каталожные данные	Расчетные данные
Uном>=Uc	10000 В	10000 В
Sном>=S2	75 ВА - кл.0,5	59 ВА
Класс точности	0,5	0,5
U2ном	100; 100/3 В	100
Марка	НАМИ - 10 - 66 УЗ ТЗ - 10000/100

Таблица 2 - Условия выбора трансформаторов тока

Условия выбора трансформаторов тока	Каталожные данные	Расчетные данные
ТА1, ТА2
Uном>=Uc	10000	10000
Iном>=Iр	100	55,73
	74,5 кА	Не рассчитывали
	0.4 Ом	0,34 Ом
I2ном	5 А	5 А
Класс точности	0,5	0,5
Марка	ТПЛК - 10 - 100/5 - 0,5/10р
ТА3, ТА4
Uном>=Uc	10000	10000
Iном>=Iр	150	92,5
	74,5 кА	Не рассчитывали
	0.4 Ом	0,34 Ом
I2ном	5 А	5 А
Класс точности	0,5	0,5
Марка	ТПЛК - 10 - 100/5 - 0,5/10р

4) Согласно потребляемой мощности катушек измерительных приборов и счетчиков и схеме подключения этих катушек к измерительным трансформаторам определим наиболее загруженные фазы вторичных обмоток последних. Потребляемая полная мощность:

А) Токовых катушек: счетчиков S_сч=2,5 ВА; амперметров S_А=0.1 ВА.

Б) Катушек напряжения: счетчиков активной энергии S_сча=6 ВА; счетчиков реактивной энергии S_счр=5,5 ВА; вольтметра S_v=2 ВА.

Сопротивление нагрузки трансформатора тока ТА1:

Мощность нагрузки трансформатора напряжения:

Следовательно, выбранные трансформаторы тока и напряжения, а также электроизмерительные приборы удовлетворяют условиям выбора и могут работать совместно. Перечень оборудования представлен в таблице 3. Электрическая принципиальная схема представлена в приложении 1.

Таблица 3 - Перечень оборудования

Позиция	Наименование	Кол-во	Приме-чание
FU	Предохранитель ПТКН001 - 10У3	1
M	Двигатель: Рн=800 кВт, U=10 кВ, соs=0.88, =0,95	1
РА1	Амперметр Э8021 0-100А, кл.25	1
РА2	Амперметр Э8021 0-100А, кл.25	1
РV1	Вольтметр Э 8021 0-10 кВ, ТV 10000/100, кл.2.5	1
PI1, PI2	Счетчики активной энергии СА4У - И672М, 3x100 В, 5 А, кл.2,0	2
PK1, PK2	Счетчики реактивной энергии СР4У - И673М, 3x100 В, 5 А, кл.2,0	2
QF1, QF2	Выключатель вакуумный ВВ-ТЕL - 10 - 630-20У3	2
SA	Переключатель универсальный УП5312 - А89У3	1
ТА1, ТА2	ТПЛК - 10 - 100/5 - 0,5/10Р	2
ТА3, ТА4	ТПЛК - 10 - 100/5 - 0,5/10Р	2
ТV	НАМИ - 10 - 66 УЗ - ТЗ - 10000/100	1

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Бриш, В. Н. Метрология, стандартизация, сертификация: учебное пособие [для студентов, изучающих дисциплину "Метрология, стандартизация и сертификация", вне зависимости от специальности или направления бакалавриата]/ В. Н. Бриш, А. Н. Сигов, А. В. Старостин. - Вологда: ВоГТУ, 2011. - 131 с. - Режим доступа: http://www.library.vstu.edu.ru/biblio/brish/book17/2011_brish_metrolog_uch.pdf

2. Метрология, стандартизация, сертификация и электроизмерительная техника: учебное пособие для вузов/ [К. К. Ким, Г. Н. Анисимов, В. Ю. Барбарович, Б. Я. Литвинов]; под ред. К. К. Кима. - Санкт-Петербург [и др.]: Питер, 2006, 2008. - 367 с.: ил.

3. Перемитина, Т. О. Метрология, стандартизация и сертификация [Электронный ресурс]: учебное пособие для вузов/ Т. О. Перемитина. - Томск: ТУСУР, 2016. - 150 с.: ил. - Режим доступа: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=480887

/ В. М. Быстров. - Вологда: ВоГТУ, 2002. - Ч. 1. - 96 с.: ил.

2. Быстров, В. М. Метрология, стандартизация и сертификация: учебное пособие/ В. М. Быстров. - Вологда: ВоГТУ, 2002. - Ч. 2. - 71 с.: ил.

3. Голуб, О. В. Стандартизация, метрология и сертификация [Электронный ресурс]: учебное пособие/ О. В. Голуб, И. В. Сурков, В. М. Позняковский. - Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2009. - 335 с.: табл., схем. - Режим доступа: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=57452

4. Димов, Ю. В. Метрология, стандартизация и сертификация: учебник для вузов/ Ю. В. Димов. - 2-е изд. - Санкт-Петербург [и др.]: Питер, 2006. - 432 с.

5. Крылова, Г. Д. Основы стандартизации, сертификации, метрологии: учебник для вузов/ Г. Д. Крылова. - 3-е изд., перераб. и доп. - Москва: ЮНИТИ, 2007. - 671 с.: ил.

6. Раннев, Г. Г. Методы и средства измерений: учебник для вузов/ Г. Г. Раннев, А. П. Тарасенко. - 2-е изд. - Москва: Academia, 2004. - 331 с.

7. Сергеев, А. Г. Метрология: учебник для вузов/ А. Г. Сергеев. - Москва: Логос, 2005. - 270 с.

8. Сергушичева, А. П. Основы метрологии: учебное пособие/ А. П. Сергушичева. - Вологда: ВоГТУ, 2005. - Ч. 2. - 112 с. - Режим доступа: http://www.library.vstu.edu.ru/biblio/sergushicheva/book17/2005_sergush_metrolog2.pdf

9. Третьяк, Л. Н. Деятельность метрологических служб: исторический аспект [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Л. Н. Третьяк, И. В. Колчина. - Оренбург: ОГУ, 2012. - 268 с.: ил., схем., табл. - Режим доступа: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=270312

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Схема электрическая принципиальная

Размещено на Allbest.ru

...