Tính số chỉ của công tơ trong một tháng... Khi biết cấp chính xác của BU và BI và các đồng hồ đo sai số tuyệt đối và tương đối của các phép đo trong hai trường hợp phụ tải... Sai số của
Trang 1BÀI TẬP LỚN ĐO LƯỜNG & TTCN
Phần I :
I Vẽ sơ đồ đo dòng , áp, Cos , năng lượng tác dụng, năng lượng ϕ
phản kháng cho mạch phía cao áp :
*Công tơ tác dụng 3 pha 2 phần tử:
IA(UAC)
IB(UBC)
*Công tơ phản kháng 3 pha 2 phần tử có cuộn dây nối tiếp phụ ở pha C:
IA(UBC)
IB(UCA)
Vì lưới 3 pha cao thế nên ta dùng biến dòng điện và biến điện áp.
Hình vẽ
Trang 2*Chứng minh công tơ tác dụng đã mắc đo được công suất 3 pha:
Ta có: P3 pha=u iA.. A + u iB B + u iC C
Vì mạch 3 pha 3 dây,không có dây trung tính nên:
iA + + iB iC=0
=>iC = − + ( iA iB)
=>P3 pha=u iA A. + u iB B − u iC( A + iB)
=u iA A + u iB B − u iC A − u iC B.
=i uA( A − uC) + i uB( B − uC)
=i uA. AC + i uB. BC
Vậy công suất tác dụng của 3 pha là:
UAC A.I Cos UAC A,I + UBC.I Cos UB BC,IB
* Chứng minh công tơ phản kháng đã vẽ đo được năng lượng phản kháng của
mạch 3 pha:
Công tơ phản kháng 3 pha 2 phần tử có cuộn dòng ở pha A,B.Cuộn dây nối tiếp phụ ở pha C
Trang 31
M
BC
= K U I Cos UA BC A,I - I Cos UB BC B,I
·
2
AB
= KU I Cos UC AB C,I -I Cos UB BC B,I
M q=M q 1+M q 2
·
d
= KU I Cos UA BC A,I -I Cos UB BC B,I I Cos UC AB C,I -I Cos UB AB B,I
(90 ) (30 ) (90 ) (150 )
d
M q = K U I CosA − ϕA - I CosB + ϕB + I CosC − ϕC - I CosB − ϕB
d
= K U I SinA A B- I Cos IB + I SinC C+ I B Cos IB
q = K (I UA A ϕ + I B ϕ + I U SinC C ϕC
3
3 pha
M q = K Q
=>Mô men quay tỉ lệ với công suất phản kháng trong mạch 3 pha vậy số chỉ của công tơ tỷ lệ với năng lượng phản kháng trong mạch 3 pha.
II Chọn thang đo cho các thiết bị trên sơ đồ :
1, Chọn thang đo cho ampe kế
Dòng định mức ở phía cao áp kế :
sdm
dm
dm
15000
Muốn đo được dòng điện này ta phải sử dụng máy biến dòng BI vì dòng điện định mức của BI là 5(A) ta chọn Ampe kế có thang đo ( 0 ÷ 5 A)
Chọn KI=250
5 Ta chọn thang đo của BI(0÷50 A)
2, Chọn thang đo cho volmet.
Ở mạng phía cao áp và điện áp cao do vậy ta phải đo thông qua máy biến áp ( máy biến áp đo lường ).Vì điện áp định mức của BU là 100(V) nên:
U 100
đ U
100
Ta chọn Volmet có thang đo ( 0÷100 V)
Trang 4BU có thang đo ( 0÷ 350 V)
3, Chọn thang đo của công tơ và tần số kế
Vì tần số và góc pha giữa dòng và áp không phụ thuộc vào BI và BU nên ta chọn thang đo cho Cos và tần số như sau với tần số của mạng điện là 50Hϕ Z và
ít dao động nên ta chọn thang đo trong khoảng
(40,5 ÷ 50,5) HZ
Góc lệch pha giữa áp và dòng ở cùng tần số là (0÷ 360) nên ta chọn thang
đo của Cos met là (-1 ϕ ÷ 1)
Ta chọn thang đo cho công tơ tác dụng và công tơ phản kháng theo đầu bài ta chọn công suất trong một tháng.(giả sử 1 tháng có 30 ngày)
Dòng điện thứ cấp của máy biến dòng I2đm
I2dm = 5 (A)
Điện áp thứ cấp của máy biến áp đo lường:
1dm
2
U
U dm
U
35000
t= 720 (h) ta lấy Cos = 1 (Với t = 720 h = 30 ngày)ϕ
3
Wtd = Ppha tdm =2.U2dm 2dm.I Cos 720ϕ
Wtd = 2.0,1.5.720.1 = 720(kWh)
Chọn thang đo của công tơ tác dụng (0 ÷ 720)
*Ta có:
W pkdm =Q3pha dm t = 3 U2dm dmI Sin ϕ 720(lấy Sin ϕ=1)
W pkdm = 3 0,1.5.1 720 623,54 = (kWh)
Chọn thang đo của công tơ phản kháng (0 ÷ 625)
III Tính số chỉ của công tơ trong một tháng.
Có 80% thời gian máy biến áp làm việc ỏ chế độ định mức :
m
đ
t = 80 = 80 720 = 576(h)
t
Có 20% thời gian máy biến áp làm việc non tải :
nt
t = 20 = 20 720 = 144(h)
100t 100
Trang 51, Tính số chỉ công tơ tác dụng :
*Năng lượng tác dụng ở chế độ định mức : Cosϕđm= 0,87=>ϕđm=30 0
Cosϕnt=0,68 =>ϕnt=47 0
m m
đ
·
Wtd = UAC A.I Cos UAC A,I + UBC.I Cos UB BC,IB t
m
đ
Wtd = [ 35 247,435 Cos 0 + 35.247,435.Cos 60].576 = 7482434,4(kWh)
Trang 6*Năng lượng tác dụng ở chế độ non tải :
m 35( )
đ
U U= = kV
Wtdnt = WAnt + WBnt
·
Wtdnt = UAC Ant.I Cos UAC Ant,I + UBC.IBnt.Cos UBC,IBnt .t
tdnt
*Năng lượng tác dụng trong một tháng :
8454687, 4( )
tddm tdnt
Wtd W= +W = kWh
*Số chỉ của công tơ tác dụng trong một tháng là :
1
8454687, 4
483,12
td
W W
K K
2, Tính số chỉ của công tơ phản kháng
*Năng lượng phản kháng ở chế độ định mức :
Trang 7( )
2
2
3
dm
dm
Cos
kVarh
ϕ ϕ
−
−
.
*Năng lượng phản kháng ở chế độ non tải :
( )
3.35.0, 66.247, 435.0, 73.144 1040684,51( )
pknt
Năng lương phản kháng trong một tháng
pkdm pknt
*Số chỉ của công tơ phản kháng
2
5300637,11
302,89 50.350
pk
u I
W W
K K
*Xác định Cos( )ϕtb của phụ tải :
1
483,12
W W 483,12 302,89
tb
W
IV Khi biết cấp chính xác của BU và BI và các đồng hồ đo sai số tuyệt đối và tương đối của các phép đo trong hai trường hợp phụ tải
.
1 Tính sai số của phép đo dòng điện :
ICA = K II. A
Gọi ΔIAlà sai số tuyệt đối của Ampe met ta có :
2.5
100 100
A
D
I γ
Gọi ΔKIlà sai số tuyệt đối của Ampe met ta có :
. 2.50 1
100 100
BI
D
K γ
* Chế độ định mức :
( )
I1dm =50.5= 250 A
Sai số tuyệt đối của phép đo dòng điện :
Trang 82 2 2 2
1dm ( I. A) ( A I) (0,1.50) (5.1) 7
Sai số tương đối của phép đo dòng :
1
1
1 0,1
50 5
dm
I
* Chế độ non tải :
1nt 0,66.250 165
Sai số tuyệt đối của phép đo dòng điện :
1nt ( A. I) ( A I) (0,1.50) (0,66.5.1) 6
Sai số tương đối của phép đo dòng điện :
1
1 1
6 100 100 3,6%
165
nt
I
nt
I I
2 Tính sai số của phép đo điện áp :
UCA =KU UV
Gọi ΔUVlà sai số tuyệt đối của Vol met ta có :
2.100
100 100
V
D
U γ
Gọi ΔKUlà sai số tuyệt đối của BU met ta có :
. 1.350 3,5
100 100
BU
D
K γ
* Chế độ định mức :
( )
Sai số tuyệt đối của phép đo điện áp :
1dm ( U. V) ( V. U) (350.2) (100.3,5) 782( )
Sai số tương đối của phép đo điện áp :
1 1
1
782
35000
dm dm
dm
U U
U
* Chế độ non tải :
Sai số bằng sai số ở chế độ định mức.
3
Sai số của phép đo năng lượng tác dụng .
Gọi WtdCA là công suất tác dụng thực tế phía cao áp :
U I
Gọi ∆Wtd là sai số tuyệt đối của phép đo năng lượng tác dụng phía HA
Trang 91,5.720
kWh kWh
D
γ
2
K W td K K W td K K K W td
∆
∆
WtdCA
WtdCA
Tính sai số cho hai trường hợp :
* chế độ định mức :
Gọi ∆WtddmCA là sai số tuyệt đối của phép đo năng lượng tác dụng trong thời gian máy biến áp làm việc định mức :
= K WI tddmHA.ΔKU + K WU tddmHA.ΔKI + K K WU I ∆ tddmHA
∆ WtddmCA
(50.427,57.3,5) (350.427,57.1) (350.50.10,8) 242018,62(kWh) 242, 02(kWh)
tddmCA U I tddmHA
Sai số tương đối của công tơ tác dụng định mức:
tddmCA tddmCA
ΔA
.100
242, 02
.100 0,003 tddmCA
* chế độ non tải :
tdntCA U I tdntHA
(50.55,56.3,5) (350.55,56.1) (350.50.10,8) 1900246,38(kWh) 190,25(kWh)
∆WtdntCA
Sai số tương đối của công tơ tác dụng non tải :
Trang 10tdntCA
tdntCA
W
γ
190,25
tdntCA 972253
γ
4
Sai số của phép đo năng lượng phản kháng .
Gọi WpkCA là công suất tác dụng thực tế phía cao áp :
U I
Gọi ∆WpkHA là sai số tuyệt đối của phép đo năng lượng tác dụng HA
kVarh kVarh
D
γ
Gọi ∆WpkCA là sai số tuyệt đối của phép đo
∆
WpkCA
WpkCA
Tính sai số cho hai trường hợp :
* chế độ định mức :
Gọi ∆WpkdmCAlà sai số tuyệt đối của phép đo năng lượng tác dụng trong thời gian máy biến áp làm việc định mức :
= K WI pkdmHA.ΔKU + K WU pkdmHA.ΔKI + K K WU I ∆ pkdmHA
∆ WpkdmCA
(50.243, 43.3,5) (350.243, 43.1) (350.50.6, 25)
145040, 64(kVarh) 145, 04(kVarh)
pkdmCA U I pkdmHA
Sai số tương đối của công tơ phản kháng định mức :
Trang 11pkdmCA pkdmCA
ΔW
.100
145,04
.100 0,003 pkdmCA
* chế độ non tải :
pkntCA U I pkntHA
(50.59,47.3,5) (350.59,47.1) (350.50.6,25) 111823,28(kVarh) 111,82(kVarh)
∆WpkntCA
Sai số tương đối của công tơ phản kháng non tải :
ΔWpkntCA
pkntCA
pkntCA
W
γ
111,82
pkntCA 1040684,51
γ
