СПОСОБ РЕГУЛИРОВКИ ИНДУКЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОСЧЕТЧИКОВ Российский патент 1995 года по МПК G01R11/17 

Изобретение относится к электрическим измерениям, а именно к электрическим индукционным счетчикам. Индукционные электрические счетчики, несмотря на простоту их устройства, производят сложные математические операции перемножения cмещенных по фазе синусоидальных сигналов и интегрирование получающихся произведений. При этом обе указанные операции выполняются диском счетчика, угол поворота которого определяется интегралом от произведения наведенных в диске токов и взаимодействующих с ними магнитных полей. Наличие в индукционных счетчиках многофункционального элемента вращающегося диска определяют сложность регулировки такого счетчика.

Известно техническое решение [1] обеспечивающее удобство регулировки тормозного момента счетчика благодаря возможности перемещения тормозного момента с помощью винтовой передачи. Однако этот способ не решает задачи комплексной регулировки счетчиков с целью обеспечения правильных показаний при различных значениях нагрузки.

Известен способ регулировки антисамоходного момента индукционных электросчетчиков [2] Способ заключается в том, что определяют скорость вращения диска при работе последнего при нагрузки 5-20% от номинальной. Эта скорость сравнивается с расчетной, и по результату сравнения производится перемещение регулирующего устройства. Этот способ обладает тем же недостатком, что и описанный выше.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ регулировки индукционных счетчиков [3] заключающийся в последовательно производимых регулировках внутреннего угла счетчика, компенсационного момента при малом токе нагрузки и тормозящего момента при большом токе нагрузки. Каждую из этих регулировок производят так, чтобы обеспечить расчетное значение скорости вращения диска счетчика для данной нагрузки. После выполнения этих операций производится регулировка при нулевом токе нагрузки с целью устранения самохода счетчика.

Недостатком этого способа регулировки является низкий процент выхода счетчиков с малыми значениями погрешностей, т.е. счетчиков высокого класса точности.

Целью изобретения является повышение качества регулировки, выражающееся в повышении процента выхода высокоточных счетчиков.

Для достижения цели предлагается способ регулировки индукционных счетчиков электроэнергии, заключающийся в том, что последовательно производят регулировку внутреннего угла счетчика, регулировку компенсационного момента, регулировку тормозного момента при номинальном токе нагрузки и регулировку для устранения самохода счетчика, отличающийся тем, что после указанных действий определяют погрешности счетчика при значении тока нагрузки I₁, равном 0,3-0,6 от номинального значения тока нагрузки, и при значении тока нагрузки I₂, равном 1,5-3 от номинального значения тока нагрузки, и если погрешности счетчика при этих значениях тока нагрузки не превышают допустимые значения, соответствующие классу точности счетчика, то завершают регулировку, а если хотя бы одна из указанных погрешностей превышает допустимое значение, проводят дополнительную регулировку тормозного момента при токе нагрузки
I_рег I_ном1 + γ[(Δ_1max-Δ₁)-
-(Δ_2max-Δ₂)] (1) где γ 6-12 коэффициент, определяемый экспериментально и зависящий от типа счетчика;
Δ₁ относительная погрешность при значении тока нагрузки, равном I₁;
Δ_1max максимально допустимая относительная погрешность при значении тока нагрузки, равном I₁;
Δ₂ относительная погрешность при значении тока нагрузки, равном I₂;
Δ_2max максимально допустимая относительная погрешность при значении тока нагрузки, равном I₂.

Сущность изобретения заключается в проведении дополнительной регулировки скорости вращения диска счетчика (или числа оборотов за заданное время) при значении тока нагрузки, выбранном на основании измерения погрешности счетчика при значениях нагрузки, отличающихся от значений нагрузки, при которых проводилась предварительная регулировка скорости вращения диска. Выбор величины этого тока рассчитывают по приведенной выше формуле (1), полученной в результате обработки экспериментальных данных. Содержание этой формулы сводится к следующему. Кривая погрешностей счетчиков имеет форму, представленную на рис. 3-90 [4] Поэтому, если регулировкой установить расчетную скорость вращения диска счетчика при номинальном или близком к нему значении тока нагрузки, то при меньшей нагрузке погрешность будет отрицательной, а при большей положительной. Формула (1) учитывает то, что при смещении тока нагрузки, при котором производится регулировка тормозного момента в сторону меньших значений, точность в этой области повышается, а в области токов нагрузки, больших номинального, ухудшается. Обратное происходит при смещении значения тока нагрузки, при котором производится регулировка, в сторону значений, больших номинального.

Выбор значений тока нагрузки по формуле (1), при котором производится регулировка, позволяет уменьшить наибольшую из погрешностей на участке значений тока нагрузки, меньших номинального, и на участке значений тока нагрузки, больших номинального. При этом обеспечивается то, что погрешность на другом участке не превысит допустимое значение.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Выполняют регулировку внутреннего угла счетчика, для чего с помощью внешнего резистора и амперметра устанавливают номинальное значение тока нагрузки. С помощью фазовращателя устанавливают угол сдвига фаз напряжений, подаваемых на входы счетчика, равным 90. Далее регулирующий орган внутреннего угла счетчика устанавливают так, чтобы диск счетчика был неподвижен. Затем перемещением тормозного магнита добиваются расчетной частоты вращения диска при номинальном токе нагрузки и нулевом сдвиге фаз в обмотках тока и напряжения. Затем при токе нагрузки, равном 5-15% от номинального, проводят регулировку компенсационного момента, добиваясь соответствующей этому току нагрузки расчетной скорости вращения диска.

Указанные регулировки ввиду взаимовлияния повторяют 2-3 раза, пока положение регулирующих органов не будет существенно меняться при повторении регулировок. После этого производят измерение времени, за которое диск счетчика совершает N оборотов при значениях тока нагрузки 0,3-0,6 от номинального и при значениях тока нагрузки в 1,5-3 больших, чем номинальный ток нагрузки, и определяют соответствующие относительные погрешности по формуле
Δ (2), где t_N расчетное время N оборотов диска;
t показание секундомера за N оборотов диска,
t_N (3) где А передаточное число счетчика в оборотах диска на 1 кВт ˙ ч; I ток нагрузки.

После определения по формуле (2) соответствующих относительных погрешностей Δ₁ и Δ₂ их сравнивают с максимально допустимыми для них значениями Δ_1max и Δ_2max, Если Δ₁<Δ_1max и Δ₂<Δ_2max, то регулировку счетчика завершают. Если либо Δ₁, либо Δ₂ превышает допустимое значение относительной погрешности для заданного класса точности, то рассчитывают по формуле (1) значение тока нагрузки, при котором следует еще раз произвести регулировку тормозного момента.

Затем устанавливают определенное таким образом значение тока нагрузки и регулируют тормозной момент так, чтобы угловая скорость вращения диска счетчика при этом значении нагрузки была равна расчетной, т.е. чтобы время, за которое диск счетчика совершает N оборотов, соответствовало формуле (3).

В результате экспериментальных исследований, проведенных на нескольких партиях однофазных счетчиков СОИ-446 и трехфазных счетчиков СА4-И672, было установлено, что для них значения γ в формуле (1) должны быть равны соответственно 8 и 9,5.

Рассмотрим конкретное применение предлагаемого способа на следующем примере.

Для дополнительной регулировки был взят однофазный счетчик типа СОИ-446 М. У этого счетчика были определены относительные погрешности Δ₁ при величине тока нагрузки 0,5 I_ном и Δ₂ при величине тока нагрузки 1,5 I_ном.

По формуле (1) было определено значение тока регулировки I_рег, при котором реальная скорость вращения диска счетчика должна регулировкой тормозного момента доводиться до равенства расчетной. При этом значение коэффициента γ в формуле (1) было взято равным 8, а Δ_1max=Δ_2max 0,02 соответственно требуемому классу точности счетчика.

После выполнения регулировки были измерены погрешности счетчика при токах нагрузки 0,5I_ном и 1,5I_ном, которые оказались соответственно равными 0,017 и 0,019. Таким образом, проведенная регулировка позволила перевести данный счетчик в класс 2,0.

Для подтверждения эффективности предлагаемого способа ниже приводятся данные по дополнительной регулировке 25 счетчиков типа СОИ-446 М, которые предварительно прошли регулировку согласно способу-прототипу. У этих счетчиков были определены относительные погрешности при следующих значениях тока нагрузки: 0,05I_ном, 0,5I_ном, 1,5I_ном. В результате определения относительных погрешностей оказалось, что 14 из 25 счетчиков имели относительные погрешности менее 2% Остальные 11 счетчиков имели относительную погрешность выше 2% В таблице приведены данные по регулировке этих 11 счетчиков предлагаемым способом.

В столбцах этой таблицы указаны: 1 порядковый номер счетчика; 2,3,4 соответственно относительные погрешности счетчиков при токах нагрузки 0,05I_ном, 0,5I_ном, 1,5I_ном до регулировки предлагаемым способом; 5 ток нагрузки, рассчитанный по формуле (1), при котором производилась регулировка тормозного момента; 6,7,8 относительные погрешности при токах нагрузки 0,05I_ном, 0,5I_ном, 1,5I_ном после регулировки предлагаемым способом; 9 класс точности счетчиков после регулировки предлагаемым способом.

Данные таблицы показывают, что удалось повысить класс точности 8 счетчиков из 11.

Таким образом, регулировка предлагаемым способом позволяет существенно повысить точность счетчиков.

Использование: в электроизмерительной технике при регулировке электрических индукционных счетчиков. Сущность изобретения: способ регулировки индукционных счетчиков включает последовательную регулировку внутреннего угла счетчика, компенсационного момемта, тормозного момента и регулировку для устранения самохода счетчика, определение относительной погрешности при различных токах нагрузки и определение по полученным данным значения тока нагрузки по формуле, приведенной в описании. 1 табл.

СПОСОБ РЕГУЛИРОВКИ ИНДУКЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОСЧЕТЧИКОВ, заключающийся в том, что последовательно производят регулировку внутреннего угла счетчика, компенсационного момента и тормозного момента при номинальном токе нагрузки I_ном с последующей регулировкой самохода электросчетчика при нулевом токе нагрузки, отличающийся тем, что определяют погрешности электросчетчика при токах нагрузки
I₁ (0,3-0,6)I_ном;
I₂ (1,5-3,0)I_ном,
сравнивают полученные значения погрешностей с соответствующей погрешностью по данному классу точности счетчика и в случае превышения определяемой погрешности производят дополнительную регулировку тормозного момента при токе нагрузки I_н в соответствии с выражением

где γ - коэффициент, соответствующий типу счетчика;
Δ₁ - относительная погрешность при I₁;
максимально допустимая относительная погрешность при I₁;
Δ₂ относительная погрешность при I₂;
максимально допустимая относительная погрешность при I₂.