Как рассчитать погрешность силы тока

Погрешность измерений мультиметра через трансформатор тока

МарьянаК

Вы можете ответить сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас уже есть аккаунт, войдите, чтобы ответить от своего имени.

Информация

Недавно просматривали 0 пользователей

Ни один зарегистрированный пользователь не просматривает эту страницу.

Освоение методов проведения измерений и расчета их погрешностей

Цель работы: ознакомление с методами оценки результатов измерений и расчета погрешностей.

Оборудование: установка для определения удельного сопротивления проволоки.

Электрическое сопротивление участка проводника

R = rL/S

где R — сопротивление отрезка проволоки, L — его длина, S — площадь поперечного сечения, r — удельное сопротивление материала проволоки. Отсюда

Чтобы определить r, необходимо измерить электрическое сопротивление R отрезка

проволоки, длину отрезка L и определить площадь его

Для измерения сопротивления собирают простейшую

электрическую цепь (рис.1). Участок цепи АВ – отрезок

проволоки, Е — источник тока, А — амперметр, V — вольт-

Допустим, что мы провели такой опыт: собрали цепь,

как на рис.1, измерили напряжение U и силу тока I. За-

тем измерили длину отрезка проволоки L и ее диаметр d.

При этом, например, оказалось: U = 1 В, I = 0,1 А, L =

= 0,4 м, d = 5×10 -4 м. Подставим эти данные в (1):

Численное значение можно вычислить по формуле (2) непосредственно расчетом, а можно на микрокалькуляторе. Во втором случае расчет проводить, безусловно, проще, и большинство студентов так и поступает. Поступим так же и мы. В результате получим: r = 4,9087384××10 -6 Ом×м.

Уже с первого взгляда на это число возникает уверенность, здесь что-то не так .

Слишком много цифр! Ясно, что не все цифры имеют отношение к делу. Они возникли как результат вычисления. Действительно, при вычислении по формуле (2) на калькуляторе мы вызвали число p = 3,1415926 и далее проделали все необходимые арифметические действия. Если воспользоваться ЭВМ, то число p можно взять еще точнее, тогда очевидно, что определяемое значение r будет содержать еще больше знаков после запятой.

Сколько же цифр в числовом значении r имеют смысл? Разберемся в этом вопросе.

Напряжение U, силу тока I, длину L отрезка проволоки и ее диаметр d мы измеряем соответствующими приборами с определенной точностью. Когда мы говорим, что вольтметр показывает 1 В, мы , конечно, имеем в виду, что измеряемое напряжение лишь приблизительно равно 1 В. Истинное значение U напряжения лежит в некотором интервале

где U_изм — измеренное напряжение; в нашем примере U_изм = 1 В. Значит, результат измерения есть то деление на шкале вольтметра, против или вблизи которого установилась стрелка, D U — погрешность измерения напряжения данным вольтметром, она определяется классом точности прибора. Класс точности указывается рядом со шкалой прибора (иногда обводится кружочком) . Если, например, шкала нашего вольтметра рассчитана на 2 В (максимальное напряжение, которое можно измерить данным вольтметром) и его класс точности равен 1.5, то, по определению, погрешность показания вольтметра не меньше, чем 1.5 % от 2 В, т.е.

D U = 2× 1,5/100 = 0,03 (В)

Таким образом, истинное значение U лежит между 0,97 В и 1,03 В:

0,97 В £ U £ 1,03 В

или (в более удобном виде)

U = U_изм ± D U; U = (1, 00 ± 0,03) В

Примечание: В тех случаях, когда класс точности измерительного прибора не указан, в качестве погрешности измеренной величины можно взять половину цены наименьшего деления шкалы прибора, так как, обычно деления шкалы наносятся так, чтобы половина цены наименьшего деления примерно как раз равнялась погрешности прибора, рассчитанной по классу точности прибора.

Все это, разумеется, относится и к измеряемой силе тока I. Если амперметр показывает 100 мА = 0,1 А , класс точности амперметра, предположим, равен 2.0 , шкала прибора рассчитана на 300 мА, то:

I = (100 ± 6) мА

т.е погрешность измеренного значения силы тока будет составлять величину

DI = 6 мА = 6×10 -3 А.

Если длина отрезка проволоки измеряется линейкой с миллиметровой шкалой, то истинное значение длины L проволоки лежит в интервале

(400,0 — 0,5) мм £ L £ (400,0 + 0,5) мм ,

т.е. L = L_изм± DL = (400,0 ± 0,5) мм = (0,4000 ± 0,0005) м .

Диаметр d проволоки можно измерить штангенциркулем или микрометром. Если диаметр проволоки измерять штангенциркулем в различных местах, то скорее всего окажется, что результат везде одинаков. Штангенциркуль не “почувствует”, что толщина проволоки неодинакова по всей ее длине. В этом случае точность измерения штангенциркулем, а это обычно 0,05 мм (половина цены наименьшего деления шкалы штангенциркуля), и определяет погрешность измерения диаметра, т.е.

d = (0,50 ± 0,05) мм = (0,50 ± 0,05) ×10 -3 м

Микрометр — более чувствительный и более точный прибор, чем штангенциркуль. Если измерить диаметр проволоки в различных местах микрометром, то можно получить серию результатов: d₁, d_2, d₃, . d_n , где d₁ — результат первого измерения, d₂ — второго и т.д. Диаметр проволоки есть случайная величина, она варьирует около некоторого среднего значения:

В этом случае погрешность определяется уже не только точностью прибора (микрометра), но и случайным характером самой величины d:

Dd = (Dd 2 _приб + Dd 2 _случ) 1/2 (4)

где приборная погрешность микрометра равна половине цены наименьшего деления Dd_приб = 0,005 мм, а случайная погрешность измеряемой величины

Пусть, например, мы измерили толщину проволоки микрометром в семи местах и получили такие данные:

d₁ = 0,50 мм, d₂ = 0,50 мм, d₃ = 0,48 мм, d₄ = 0,49 мм, d₅ = 0,51 мм, d₆ = 0,47 мм, d₇ = = 0,52 мм

Среднее значение равно: d_ср = 0,4957 мм

Случайная погрешность равна: Dd_случ = 0,0054 мм

Погрешность диаметра, учитывающая и приборную, и случайную погрешности, равна:

Dd = (Dd 2 _приб + Dd 2 _случ) 1/2 = 0,008 мм

(величину следует округлять в большую сторону до одной значащей цифры).

Тогда истинное значение диаметра проволоки лежит в интервале:

0,496 мм — 0,008 мм £ d £ 0,496 мм + 0,008 мм

или d = (0,496 ± 0,008) мм

Примечание. Обратите внимание на форму записи: среднее значение d_ср округлено до тысячных долей мм, потому что погрешность Dd составляет тысячные доли мм. Следовательно, десятитысячные, стотысячные и т.д. уже не имеют практической ценности (при выполнении данной работы не требуется измерять толщину проволоки штангенциркулем или микрометром т.к. уже измеренное значение с погрешностью находится на приборе).

Итак, в формуле (2) нам известны средние значения напряжения, силы тока, длины и толщины диаметра проволоки, а также погрешности этих измеренных величин. Подставляя в формулу (2) средние значения напряжения, силы тока, длины и толщины диаметра проволоки, мы вычисляем среднее значение удельного сопротивления проволоки r_ср. С какой точностью мы будем знать это значение?

Погрешность вычисляемого значения r_ср зависит от того, насколько точно мы знаем измеренные величины, входящие в формулу (2), то есть от погрешностей DU,DI,DL и Dd.

С математической точки зрения эту проблему можно сформулировать так: пусть имеется функция y(x₁ , x₂ , . x_n ) , зависящая от n аргументов x₁ , x₂ , . x_n . Если они будут меняться в пределах Dx₁ , Dx₂ , . Dx_n , то в каких пределах будет меняться значение функции y ? (Чему равно приращение функции Dy, если аргументы получат приращения Dx₁ , Dx₂ , . Dx_n ?).

С точностью до величин второго порядка малости:

где y ` _xi — частная производная функции y(x₁ , x₂ , . x_n) по аргументу x_i. Частная производная функции по аргументу x_i показывает, какое приращение получает функция при изменении только одного аргумента x_i. При вычислении частной производной по x_i остальные аргументы считаются как постоянные величины.

Например, если w(x,y,z) = xyz + x + y/z 2 , то

w`_x = yz + 1 w`_y = xz + 1/z 2 w`_z = xy — 2y/z 3

Частные производные равны:

Тогда погрешность значения удельного сопротивления будет равна:

или Dr = (U/I)×pd 2 /(4L)((DU/U) 2 +(DI/I) 2 +(2Dd/d) 2 +(DL/L) 2 ) 1/2 ( 7)

или Dr/r =((DU/U) 2 +(DI/I) 2 +(2Dd/d) 2 +(DL/L) 2 ) 1/2

В нашем примере:

U = 1,00 B DU = 0,03 B

I = 0,1 A DI = 6×10 -3 A

d = 0,496 м Dd = 0,008 м

L = 0,4 м DL = 5×10 -4 м

Подставив эти значения, до округления получим:

Dr =(2,1×10 -16 + 8,4×10 -14 + 2,4×10 -14 + 3,6×10 -17 ) 1/2 = 0,329×10 -6 Ом×м

(Обратите внимание на то, измерения каких величин дают наибольший вклад в погрешность результата).

Значение погрешности округляем до одной значащей цифры:

Значение самой величины r = 4,830513×10 -6 Ом×м . Очевидно, что все цифры после запятой, начиная с сотых долей, уже не имеют практической ценности. Поэтому округлим результат до того знака, который уже получается с погрешностью:

Итак, окончательно, получаем результат в виде:

Проверим, выполняется ли в условиях опыта соотношение (1), устанавливающее зависимость между сопротивлением R проволоки, ее длиной L и удельным сопротивлением r, т.е. однородна ли проволока по составу по всей длине (r = const). Здесь мы будем считать, что площадь поперечного сечения S (или диаметр d) проволоки одинакова по всей ее длине (при наличии микрометра это можно проверить непосредственными измерениями), разумеется, с некоторой погрешностью.

Если выполняется условие постоянства r и d (или S), то и отношение r/S = const. т.е.

R = (r/S) L = const× L (8)

Таким образом, сопротивление участка проволоки должно быть прямо пропорционально его длине L.

Экспериментальное определение зависимости R от L проводится так: измеряют величину сопротивления проволоки при различных значениях L в интервале от L = L_o до L_min = (0,2 ¸ 0,3) L_o, где L_o — полная длина проволоки.

Затем по результатам измерений строят график зависимости R от L.

Если в пределах точности измерений найденные экспериментальные точки “ложатся” на прямую, то это подтверждает справедливость соотношения (8). Тогда для определения r можно пользоваться формулой (1).

Результат измерений записывается в виде

r = r_ср ± Dr (единицы измерения:Омּм)

1. Запишите значение диаметра проволоки, используемой в данной работе; это значение указано на панели прибора.

2. Определите экспериментально зависимость сопротивления R проволоки от ее длины L. Измерения проведите для десяти значений длины L от L » 0,3L₀ до L » L₀ , где L₀ – полная длина проволоки. Результат измерений запишите в табл. 1 . Погрешности DU и DI определите по классу точности вольтметра и амперметра. Вычислите погрешность Dr_случ (по аналогии с формулой (5)) , обусловленную “разбросом” полученных значений r_i. Оцените погрешность Dr_приб (по формуле (7)), обусловленную несовершенством использованных измерительных приборов (это можно сделать только для одного из измерений). Сравните эти две погрешности по порядку величины. По аналогии с формулой (4) вычислите Dr_сри занесите в таблицу 1. Экспериментальные точки

Таблица 1.

L_i,м

DL, м

U_i, В

DU, В

I_i, А

DI, А

d, м

Dd, м

r_i, Ом×м

r_ср, Ом×м

Dr_ср, Ом×м

нанесите на координатную плоскость, откладывая по оси Х величину L, а по оси Y – соответствующее ей сопротивление R = U/I. Каждую экспериментальную точку следует изображать с указанием погрешностей DL и DR , т.е. в виде пересечения двух отрезков : вдоль оси Х длиной 2DL с центром в точке L_iи вдоль оси Y длиной 2DR c центром в точке R_i. Убедитесь в том, что в пределах точности измерений экспериментальные точки ложатся на прямую, как это

показано, например, на рис. 2.

1. Имеется цилиндр радиусом R и длиной L. При измерении штангенциркулем оказалось, что R = 55,3 мм, L = 63,5 мм. Оцените относительную погрешность, с которой можно вычислить объем цилиндра.

2. На установке возможны две электрические схемы включения амперметра и вольтметра. Какова систематическая погрешность измерения удельного сопротивления для каждой из схем?

Примечание: Используя экспериментальные точки на графике рис. 2, можно быстро и надежно определить среднее значение удельного сопротивления и погрешность определения с помощью метода наименьших квадратов. По возможности используйте этот метод и сравните полученные результаты.

Ход работы.

Диаметр проволоки d=(0.35±0.02)мм.

Li (мм)	DL (мм)	Ui (В)	DU (В)	Ii (mA)	DI (mA)	d (мм)	Dd (мм)	rср (10-6)	Drср (10-6)
0.5	0.2	0.02	3.75	0.34	0.01	1.2	0,3
0.5	0.35	0.02	3.75	0.34	0.01	1.0	0,2
0.5	0.5	0.02	3.75	0.34	0.01	1.1	0,2
0.5	0.6	0.02	3.75	0.34	0.01	1.1	0,2
0.5	0.7	0.02	3.75	0.34	0.01	1.1	0,2
0.5	0.85	0.02	3.75	0.34	0.01	1.1	0,1
0.5	0.02	3.75	0.34	0.01	1.1	0,1
0.5	1.15	0.02	3.75	0.34	0.01	1.2	0,1
0.5	1.25	0.02	3.75	0.34	0.01 .	1.1	0,1
0.5	1.4	0.02	3.75	0.34	0.01	1.1	0,1

Если выполняется условие постоянства r и d (или S), то и отношение r/S = const. т.е.

R = (r/S) L = const× L (8)

Таким образом, сопротивление участка проволоки должно быть прямо пропорционально его длине L.

N
R(ом)	0,9	1,8	2.7	3,5	4.4	5.3	6.2	7.0	8.0	8.8

Ознакомились с методами измерений и оценками результатов измерений. Вычислили их погрешности. Построили график зависимости R от L, определили, чему соответствует r.

Ход работы (2 вариант)

Таблица 1.

L_i,м	DL, м	U_i, В	DU, В	I_i, А	DI,А	d, мм	Dd, мм	r_i, Ом×м	r_ср, Ом×м	Dr_ср, Ом×м
0,05	0,275	0,07	0,312	0,1	0,1	0,35	0,02	1,3470	1,1155	0,3
0,10	0,275	0,12	0,312	0,1	0,1	0,35	0,02	1,1154	1,1155	0,3
0,15	0,275	0,17	0,312	0,1	0,1	0,35	0,02	1,0904	1,1155	0,3
0,20	0,275	0,23	0,312	0,1	0,1	0,35	0,02	1,1064	1,1155	0,3
0,25	0,275	0,28	0,312	0,1	0,1	0,35	0,02	1,0776	1,1155	0,3
0,30	0,275	0,34	0,312	0,1	0,1	0,35	0,02	1,0904	1,1155	0,3
0,35	0,275	0,40	0,312	0,1	0,1	0,35	0,02	1,0996	1,1155	0,3
0,40	0,275	0,45	0,312	0,1	0,1	0,35	0,02	1,0824	1,1155	0,3
0,45	0,275	0,50	0,312	0,1	0,1	0,35	0,02	1,0690	1,1155	0,3
0,50	0,275	0,56	0,312	0,1	0,1	0,35	0,02	1,0776	1,1155	0,3

Таким образом вычислили среднее сопротивление проволоки и погрешность с которой это сопротивление было вычислено:

Методические погрешности измерений тока и напряжения.

При включении амперметра, сопротивление цепи возрастает на величину внутреннего сопротивле-ния амперметра, поэтому ток проходящий через амперметр будет меньше тока действительного в це-пи. Таким образом, показания амперметра будут заниженными, т.е. абсолютная и относительная погрешности будут иметь отрицательную величину. Для уменьшения этой погрешности, необходи-

мо выбирать амперметр с меньшим внутренним сопротивлением.

По напряжению.

Относительная погрешность определяется :

Погрешность при взаимодействии с объёмом :

При измерении напряжения, вольтметр подключается параллельно к нагрузке, тем самым уменьшая суммарное сопротивление. Падение напряжения на котором будет меньше действительного, т.е. показания прибора будут занижены, а погрешность δ будет отрицательной. Для уменьшения пог-решности следует выбирать вольтметр с большим внутренним сопротивлением.

ЧЕМ БОЛЬШЕ ВНУТРЕННЕЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ВОЛЬТМЕТРА, ТЕМ МЕНЬШЕ ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ.

Малые сопротивления : а) влияющие факторы ( длина линии связи, переходные сопротивления

контактов, термо ЭДС в контактах.)

б)средства измерения ( одинарные и двойные мосты, компараторы)

Большие сопротивления : а) влияющие факторы (токи утечки из-за того, что измеряемое сопротив-

ления соизмеримы с сопротивлением изоляции)

б) средства измерения ( компараторы, одинарные мосты постоянного

Основные характеристики средств измерения : точность, примеры получения результатов, форма

выражения результатов, метод измерения, способ преобразования величины, характер изменения

величины, количество наблюдений.

Виды измерений : а) прямое измерение – при котором искомое значе-ние фактической величины получают непосред-ственно. б) косвенное измерение – это измерение при кото-ром значение величины получают на основании ре-зультатов прямых измерений других величин свя-занных с измеряемыми формулами.

Средства измерений : а) Мера – это средство измерений, предназначенное для воспроизведения и

хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых

в установленных единицах и известны с необходимой точности.

б) Измеряемый прибор – это средство измерений, предназначенное для полу-

чения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне (по шкале.).

в) Измеряемый преобразователь – это техническое средство, служащее для

преобразования измеряемой величины в сигнал удобный для обработки преобразований пере-

г) датчик — это совокупность измерений в сигнал с электрическим устрой-

ством преобразующий измеряемую величину в унифицированный эл. сигнал.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Электрические измерения, класс точности, погрешность приборов измерения.

В системах электроснабжения измеряют ток (I), напряжение (U), активную и реактивную мощности (Р, ), электроэнергию, активное, реактивное и полное сопротивление (P, Q), частоту (f), коэффициент мощности (cosφ); при энергоснабжении измеряют температуру (Ө), давление (р), расход энергоносителя (G), тепловую энергию (Е), перемещение (Х) и др.

В условиях эксплуатации обычно используют методы непосредственной оценки для измерения электрических величин и нулевой — для неэлектрических величин.

Электрические величины измеряют электроизмерительными приборами.

Электроизмерительным прибором называется устройство, предназначенное для измерения электрической величины, например, напряжения, тока, сопротивления, мощности и т. д.

По принципу действия и конструктивным особенностям приборы бывают: магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, ферродинамические, индукционные, вибрационные и другие. Электроизмерительные приборы классифицируются также по степени защищенности измерительного механизма от влияния внешних магнитных и электрических полей на точность его показаний, по способу создания противодействующего момента, по характеру шкалы, по конструкции отсчетного устройства, по положению нулевой отметки на шкале и другим признакам.

На шкале электроизмерительных приборов нанесены условные обозначения, определяющие систему прибора, его техническую характеристику.

Измерение электрической энергии, вырабатываемой генераторами или потребляемой потребителями, осуществляется счетчиками.

для измерения электрической энергии переменного тока в основном применяют счетчики с измерительным механизмом индукционной системы и электронные. Отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины называют погрешностью измерения.

Точность измерения — качество измерения, отражающее близость его результатов к истинному значению измеряемой величины. Высокая точность измерений соответствует малой погрешности.

Погрешность измерительного прибора — разность между показаниями прибора и истинным значением измеряемой величины.

Результат измерения — значение величины, найденное путем ее измерения.

При однократном измерении показание прибора является результатом измерения, а при многократном — результат измерения находят путем статистической обработки результатов каждого наблюдения. По точности результатов измерения подразделяют на три вида: очные (прецизионные), результат которых должен иметь минимальную погрешность; контрольно-поверочные, погрешность которых не должна превышать некоторого заданного значения; технические, результат которых содержит погрешность, определяемую погрешностью измерительного прибора. Как правило, точные и контрольно-оверочные измерения требуют многократных наблюдений.

По способу выражения погрешности средств измерений разделяют на абсолютные, относительные и приведенные.

Абсолютная погрешность ΔА — разность между показанием прибора А и действительным значением измеряемой величины А.

Относительная погрешность — отношение абсолютной погрешности ΔА к значению измеряемой величины А, выраженное в процентах:

Приведенная погрешность (в процентах) — отношение абсолютной погрешности ЛА к нормирующему значению :

Для приборов с нулевой отметкой на краю или вне шкалы нормирующее значение равно конечному значению диапазона измерений. Для приборов с двухсторонней шкалой, т. е. с отметками шкалы, расположенными по обе стороны от нуля, оно равно арифметической сумме конечных значений диапазона измерений. Для приборов с логарифмической или гиперболической шкалой нормирующее значение равно длине всей шкалы.

Таблица 1. Классы точности* средств измерений

Класс точности прибора

Класс точности шунта, добавочного резистора

Класс точности измерительного преобразователя

Класс точности измерительного трансформатора

*Класс точности численно равен наибольшей допустимой приведенной основной погрешности, выраженной в процентах.

Средства измерений электрических величин должны удовлетворять следующим основным требованиям (ПУЭ):

1) класс точности измерительных приборов должен быть не хуже 2,5;

2) классы точности измерительных шунтов, добавочных резисторов, трансформаторов и преобразователей должны быть не хуже приведенных в табл. 1.;

3) пределы измерения приборов должны выбираться с учетом возможных наибольших длительных отклонений измеряемых величин от номинальных значений.

Учет активной электрической энергии должен обеспечивать определение количества энергии: выработанной генераторами ЭС; потребленной на с. н. и хозяйственные нужды (раздельно) ЭС и ПС; отпущенной потребителям по линиям, отходящим от шин ЭС непосредственно к потребителям; переданной в др. энергосистемы или полученной от них; отпущенной потребителям из электрической сети. Кроме того, учет активной электрической энергии должен обеспечивать возможность: определения поступления электрической энергии в электрические сети разных классов напряжений энергосистемы; составления балансов электрической энергии для хозрасчетных подразделений энергосистемы; контроля за соблюдением потребителями заданных им режимов потребления и баланса электрической энергии.

Учет реактивной электрической энергии должен обеспечивать возможность определения количества реактивной электрической энергии, полученной потребителем от электроснабжающей организации или переданной ей, только в том случае, если по этим данным производятся расчеты или контроль соблюдения заданного режима работы компенсирующих устройств.

Измерение тока должно производиться в цепях всех напряжений, где оно необходимо для систематического контроля технологического процесса или оборудования.

Измерение постоянного тока в цепях: генераторов постоянного тока и силовых преобразователей; АБ, зарядных, подзарядных и разрядных устройств; возбуждения СГ, СК, а также электродвигателей с регулируемым возбуждением.

Амперметры постоянного тока должны иметь двусторонние шкалы, если возможно изменение направления тока.

В цепях трехфазного тока следует, как правило, измерять ток одной фазы.

Измерение тока каждой фазы должно производиться:

для ТГ 12 МВт и более; для ВЛ с пофазным управлением, линий с продольной компенсацией и линий, для которых предусматривается возможность длительной работы в неполнофазном режиме; в обоснованных случаях может быть предусмотрено измерение тока каждой фазы ВЛ 330 кВ и выше с трехфазным управлением; для дуговых электропечей.

Измерение напряжения должно производиться:

1. На секциях сборных шин постоянного и переменного тока, которые могут работать раздельно. допускается установка одного прибора с переключением на несколько точек измерения. На ПС напряжение допускается измерять только на стороне НН, если установка ТН на стороне ВН не требуется для других целей.

2. В цепях генераторов постоянного и переменного тока, СК, а также в отдельных случаях в цепях агрегатов специального назначения.

При автоматизированном пуске генераторов или др. агрегатов установка на них приборов для непрерывного измерения напряжения не обязательна.

3. В цепях возбуждения СМ от 1 МВт и более.

4. В цепях силовых преобразователей, АБ, зарядных и подзарядных устройств.

5. В цепях дугогасящих катушек.

В трехфазных сетях производится измерение, как правило, одного междуфазного напряжения. В сетях выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью допускается измерение трех междуфазных напряжений для контроля исправности цепей напряжения одним прибором (с переключением).

Должна производиться регистрация значений одного междуфазного напряжения сборных шин 110 кВ и выше (либо отклонения напряжения от заданного значения) ЭС и подстанций, по напряжению на которых ведется режим энергосистемы.

Контроль изоляции. В сетях переменного тока выше 1 кВ с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью, в сетях переменного тока до 1 кВ с изолированной нейтралью и в сетях постоянного тока с изолированными полюсами или с изолированной средней точкой, как правило, должен выполняться автоматический контроль изоляции, действующий на сигнал при снижении сопротивления изоляции одной из фаз (или полюса) ниже заданного значения, с последующим контролем асимметрии напряжения при помощи показывающего прибора (с переключением). допускается осуществлять контроль изоляции путем периодических измерений напряжений с целью визуального контроля асимметрии напряжения.

Измерение мощности:

1. Генераторов активной и реактивной мощности.

При установке на ТГ 100 МВт и более щитовых показываю- щих приборов их класс точности должен быть не ниже 1,0.

ЭС 200 МВт и более — суммарной активной мощности.

Рекомендуется измерять суммарную активную мощность ЭС менее 200 МВт при необходимости автоматической передачи этого параметра на вышестоящий уровень оперативного управления.

2. Конденсаторных батарей 25 Мвар и более и СК реактивной мощности.

3. Трансформаторов и линий, питающих с. н. б кВ и выше ЭС, активной мощности.

4. Повышающих двухобмоточных трансформаторов ЭС — активной и реактивной. В цепях повышающих трехобмоточных трансформаторов (или автотрансформаторов с использованием обмотки НН) измерение активной и реактивной мощности должно производиться со стороны СН и НН. для трансформатора, работающего в блоке с генератором, измерение мощности со стороны НИ следует производить в цепи генератора.

5. Понижающих трансформаторов 220 кВ и выше — активной и реактивной, 110—150 кВ — активной мощности.

В цепях понижающих двухобмоточных трансформаторов измерение мощности должно производиться со стороны НН, а в цепях понижающих трехобмоточных трансформаторов — со стороны СН и НН.

На ПС 110—220 кВ без выключателей на стороне ВП измерение мощности допускается не выполнять.

6. Линий 110 кВ и выше с двусторонним питанием, а также обходных выключателей — активной и реактивной мощности.

7. На других элементах ПС, где для периодического контроля режимов сети необходимы измерения перетоков активной и реактивной мощности, должна предусматриваться возможность присоединения контрольных переносных приборов.

должна производиться регистрация: активной мощности ТГ 60 МВт и более; суммарной мощности ЭС (200 МВт и более).

Измерение частоты:

1. На каждой секции шин генераторного напряжения.

2. На каждом ТГ блочной ЭС или АЭС.

3. На каждой системе (секции) шин ВН ЭС.

4. В узлах возможного деления энергосистемы на несинхронно работающие части.

Регистрация частоты или ее отклонения от заданного значения должна производиться: на ЭС 200 МВт и более; на ЭС б МВт и более, работающих изолированно.

Абсолютная погрешность регистрирующих частотомеров на ЭС, участвующих в регулировании мощности, должно быть не более 0,1 Гц.

Измерения при синхронизации. Для измерения при точной (ручной или полуавтоматической) синхронизации должны предусматриваться следующие приборы: два вольтметра (или двойной вольтметр); два частотомера (или двойной частотомер); синхроноскоп.

Регистрация электрических величин в аварийных режимах. для автоматической регистрации аварийных процессов в электрической части энергосистем должны предусматриваться автоматические осциллографы. Расстановка автоматических осциллографов на объектах, а также выбор регистрируемых ими электрических параметров производятся по указаниям ПУЭ.

Для определения мест повреждений на ВЛ 110 кВ и выше длиной более 20 км должны предусматриваться фиксирующие приборы.

Таблица 2. Характеристика измерительных приборов

, — токи катушек

— ток неподвижной катушки

N — обороты диска

Современные промышленные предприятия и жилищно-коммунальные хозяйства характеризуются потреблением различных видов энергии: электроэнергии, тепла, газа, сжатого воздуха и др. для наблюдения за режимом потребления энергии необходимо измерять и регистрировать электрические и неэлектрические величины с целью дальнейшей обработки информации.

В электроснабжении измеряют ток (I), напряжение (U), активную и реактивную мощности (Р, Q), электроэнергию (W), активное, реактивное и полное сопротивления (R, Х, Z), частоту (f), коэффициент мощности (cosφ); в энергоснабжении — температуру (Ө), давление (р), расход энергоносителя (G), тепловую энергию (Е), перемещение (Х) и др.

Номенклатура приборов, используемых в энергоснабжении для измерения электрических и неэлектрических величин, весьма разнообразна как по методам измерений, так и по сложности преобразователей. Наряду с методом непосредственной оценки часто используют нулевой и дифференциальный методы, повышающие точность.

Ниже дана краткая характеристика измерительных приборов по принципу действия.

Магнитоэлектрические приборы имеют высокую чувствительность, малое потребление тока, плохую перегрузочную способность, высокую точность измерений. Амперметры и вольтметры имеют линейные шкалы, и используются часто как образцовые приборы, имеют малую чувствительность к внешним магнитным полям.

Электромагнитные приборы имеют невысокую чувствительность, значительное потребление тока, хорошую перегрузочную способность, невысокую точность измерений. Шкалы не линейны и линеаризуются в верхней части специальным выполнением механизма. Чаще используются как щитовые технические приборы, просты и надежны в эксплуатации; чувствительны к внешним магнитным полям.

Электродинамические и ферродинамические приборы обладают невысокой чувствительностью, большим потреблением тока, чувствительностью к перегрузкам, высокой точностью. У амперметров и вольтметров — нелинейные шкалы. Важной положительной особенностью являются одинаковые показания на постоянном и переменном токах, что позволяет поверять их на постоянном токе. Чаще они используются как лабораторные приборы.

Приборы индукционной системы характеризуются невысокой чувствительностью, существенным потреблением тока, нечувствительностью к перегрузкам. Преимущественно они служат счетчиками энергии переменного тока. Такие приборы выпускаются одно-, двух- и трехэлементными для работы в цепях однофазных, трехфазных трехпроводных, трехфазных четырехпроводных. для расширения пределов используются трансформаторы тока и напряжения.

Электростатические приборы имеют невысокую чувствительность, но чувствительны к перегрузкам и служат для измерения напряжения на постоянном и переменном токах. для расширения пределов используются емкостные и резистивные делители.

Термоэлектрические приборы характеризуются низкой чувствительностью, большим потреблением тока, низкой перегрузочной способностью, невысокой точностью и нелинейностью шкалы. Однако их показания не зависят от формы тока в широком диапазоне частот. для расширения пределов амперметров используют высокочастотные трансформаторы тока.

Выпрямительные приборы характеризуются высокой чувствительностью, малым потреблением тока, небольшой перегрузочной способностью, линейностью шкалы. Показания приборов зависят от формы тока. Используются они в качестве амперметров и вольтметров.

Цифровые электронные измерительные приборы преобразуют аналоговый входной сигнал в дискретный, представляя его в цифровой форме с помощью цифрового отсчетного устройства (ЦОУ) и могут выводить информацию на внешнее устройство — дисплей, цифропечать. преимуществами цифровых измерительных приборов (ЦИИ) являются: