bài tập dài môn đo lường

Phần I Phần I.1 : Vẽ sơ đồ đo dòng, áp, cos , tần số, năng lợng tác dụng, năng lợng phản kháng cho trạm phía cao áp. *) Công suất tác dụng 3 pha 2 phần tử có cuộn dòng ở pha C, A. ( ) ( ) . . . . A AB C CB I U I U *) Công suất phản kháng 3 pha 2 phần tử có phần tử R 0 tạo góc lệch pha 60 0 , cuộn dòng ở pha A, B. ( ) ( ) . . . . A BA B CA I U I U *) Công tơ đo cos 3pha có cuộn dòng pha A ( ) . . . , A AC AB I U U Phần I.2 : Chọn thang đo cho các thiết bị trên sơ đồ. *) Khi làm việc nh mc: - Dòng điện định mức phía cao áp : 28000 461,8802154( ) 3. 3.35 dm dm dm S I A U = = = - Công suất tác dụng : 3. . .cos 28000.0,92 25760( ) dm dm dm dm P U I kW = = = - Công suất phản kháng : 2 2 2 2 28000 25760 10973,71405( ) dm dm dm Q S P kVar= = = Trang : 2 *) Khi làm việc non tải : ( cos 0,75 nt = ; 35( ) nt dm U U kV= = ) 3. . .cos 3 35 332,5537829 0,75 15120,00127( ) nt nt nt nt P U I kW = = ì ì ì = I.2.1. Chọn thang đo cho I B , U B - Để đảm bảo sai số của quá trình đo ta dùng biến dòng : 461,8802154( ) 5( ) scdm tcdm I A I A = Vậy chọn I B có : 500 100 5 I K = = - Do phía cao áp có U đm =35(kV) nên ta chọn U B là : U 1đm = 35 (kV) U 2đm = 0,1(kV) Vậy 35 350 0,1 U K = = I.2.2. Chọn thang đo cho Ampekế Vì dòng điện phía thứ cấp của B I định mức là 5(A) nên ta chọn Ampekế có thang đo là D A =5(A) I.2.3. Chọn thang đo cho Volkế Vì điện áp phía thứ cấp của B U định mức là 100(V) nên ta chọn Volkê có thang đo là D V =100(V) I.2.4. Chọn thang đo cho cos và tần số Do tần số và góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện không phụ thuộc vào hệ số biến đổi của B U và B I nên ta chọn thang đo cos với cos [ 1 1] ữ và 0 60( )f Hz . I.2.5. Chọn thang đo cho công tơ đo năng lợng tác dụng và phản kháng Trang : 3 0,72. 0,72 461,880254 332,5537829( ) nt dm I I A = = ì = Nếu 1 tháng làm việc t = 720h . 2 2 3. . .cos . td dm dm W U I t = U 2đm =0,1(kV)=100(V) là điện áp thứ cấp của B U I 2đm là dòng điện thứ cấp của B I là 5(A) Nếu W tdmax cos 1 max = 3.0,1.5.1.720 623,54( ) tdmax W kWh = = Tơng tự : W pkmax sin 1 max = 3.0,1.5.1.720 623,54( ) pkmax W kVArh = = Vậy: - Chọn công tơ có thang đo là 650(kWh) với công tơ đo công suất tác dụng - Chọn công tơ có thang đo là 650(kVArh) với công tơ đo công suất phản kháng Phần I.3 : Tính số chỉ của mỗi công tơ trong thời gian một tháng, biết rằng có 80% thời gian của MBA làm việc ở chế độ định mức, 20% thời gian MBA làm việc ở chế độ non tải . Xác định cos TB của phụ tải I.3.1. Công thức: I.3.1.1. Công tơ tác dụng 3 pha 2 phần tử : Trang : 4 ta cã: Wtd A C P P P= + ( ) ( ) . . . . . cos , . cos , A C AB CB AB A CB C U I U I U I U I= + 0 0 . cos( 30 ) . cos(30 ) AB A A CB C C U I U I ϕ ϕ = + + − 3 pha P= I.3.1.2. C«ng t¬ ph¶n kh¸ng 3 pha 2 phÇn tö cã cuén d©y nèi tiÕp phô ë pha C : Trang : 5 U A U B U C U AB I A 30 0 A I B I C U CB Ta có: . . . . 1 . . . . 2 1 2 cos( , ) cos( , ) cos( , ) cos( , ) A C BC BC q BC A C B C CA CA q CA B C q q q M KU I I U I I U M KU I I U I I U M M M = = = + . . . . . . . . cos( , ) cos( , ) cos( , ) cos( , ) A C B C BC BC CA CA d A C B C KU I I U I I U I I U I I U = + [ ] cos(90 ) cos(150 ) cos(90 ) cos(30 ) d A A C C B B C C KU I I I I = + + + 3 1 3 1 sin cos sin sin cos sin 2 2 2 2 d A A C C C A B B C C C C KU I I I I I I = + + + + ( ) 3 sin sin sin A A B B C C K I I I = + + 3 3 pha K Q= I.3.2. Tính số chỉ của công tơ trong một tháng . Vì trạm có 80% thời gian làm việc ở chế độ định mức : Trang : 6 U A U B U C U AB I A 30 0 A I B I C U CB 80 .720 576( ) 100 dm T h= = Và 20% thời gian làm việc non tải : 20 .720 144( ) 100 nt T h= = I.3.2.1. Số chỉ của công tơ tác dụng : a) Chế độ định mức : 1 3. . . . 3.35.131,966.0,89.576 292,938( ) . 350.40 dm dm dm dm td U I U I cos t W kWh K K = = = b) Chế độ non tải : 2 3. . . . 3.35.79,180.0,6.144 29,623( ) . 350.40 nt nt nt nt td U I U I cos t W kWh K K = = = Vậy số chỉ của công tơ tác dụng trong một tháng là : 1 2 292,938 29,623 322,561( ) td td td W W W kWh= + = + = I.3.2.2. Số chỉ của công tơ phản kháng là : a) Chế độ định mức : 2 2 1 3.35.131,966. (1 0,89 ).576 3. . .sin . 150,076( ) . 350.40 dm dm dm dm pk U I U I t W kVAr K K = = = b) Chế độ non tải : 2 2 2 3.35.79,180. (1 0,6 ).144 3. . .sin . 39,497( ) . 350.40 nt nt nt nt pk U I U I t W kVAr K K = = = Vậy số chỉ của công tơ phản kháng trong một tháng là : 1 2 150,076 39,497 189,573( ) pk pk pk W W W kVArh= + = + = I.3.3. Xác định cos TB của phụ tải : Trang : 7 2 2 2 2 322,561 0,86 (322,561) (189,573) td tb td PK W cos W W = = = + + Phần I.4 - Tính sai số tơng đối và tuyệt đối của phép đo . I.4.1.Phơng pháp tính sai số: Để tính sai số ta dùng phơng pháp tính toán sai số gián tiếp. - Giả sử có một phép đo gián tiếp đại lợng y thông qua các phép đo trực tiếp x 1 ,x 2 , x n : y=f(x 1 ,x 2 , x n ). Ta có: 1 2 n y y y dy dx dx dx x x x = + + + - Sai số tuyệt đối của phép đo gián tiếp đợc đánh giá: 2 2 2 2 1 2 1 1 2 n n k k n k y y y y y x x x x x x x x= = + + + = ữ ữ ữ ữ Trong đó: 1 x , 2 x , n x : là sai số tuyệt đối của phép đo các đại lợng trực tiếp 1 x , 2 x , n x - Sai số tơng đối của phép đo gián tiếp đợc tính: 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 n n y x x x n y x y x y x y y y x y x y x = = + + + = + + + ữ ữ ữ ữ ữ ữ Trong đó: 1 x , 2 x , n x là sai số tơng đối của các phép đo trực tiếp 1 x , 2 x , n x I.4.2.Tính toán: I.4.2.1. Phép đo dòng điện : - Dòng thực tế : I = I A . K I I A : Là số chỉ của Ampemet . K I : Là hệ số của Máy Biến Dòng . Trang : 8 -Sai số tuyệt đối của Ampemet . . IA A D = A : là cấp chính xác của Ampemet . 2 100 A = D: là giới hạn đo của Ampemet . D= 5 (A) 2 . .5 0,1( ) 100 IA A D A = = = - Sai số tuyệt đối của Máy Biến Dòng : . KI KI I K = KI : là cấp chính xác của Máy Biến Dòng . 1 100 KI = K I : Là hệ số Máy Biến Dòng 200 5 I K = 1 200 . 0,4 100 5 KI = = a) ở chế độ định mức : I = I A . K I Với 131,966 3,299( ) 200 5 dm Adm I I I A K = = = Sai số tuyệt đối của phép đo khi làm việc định mức : ( ) 2 2 2 2 2 2 200 . . .0,1 3,299.0,4 4,212 5 Idm I IA Adm KI K I = + = + = ữ Trang : 9 Vậy : 131,966 4,212( )I A= Sai số tơng đối của phép đo khi làm việc định mức : 4,212 .100% .100% 3,19% 131,966 Idm Idm dm I = = = b) Trờng hợp non tải : 79,18 1,9795( ) 200 5 nt Ant I I I A K = = = -Sai số tuyệt đối của phép đo : ( ) 2 2 2 2 2 2 200 . . .0,1 1,9795.0,4 4,078 5 Int I IA Ant KI K I = + = + = ữ 79,18 4,078( ) nt I A = -Sai số tơng đối của phép đo : 4,078 .100% .100% 5,15% 79,18 Int Int nt I = = = I.4.2.2. Phép đo điện áp : . V U U U K= U V =100(V) là số chỉ của vôn mét . K U = 35 0,1 =350 là hệ số của MBA. - Sai số tuyệt đối của Vônmet . UV V V D = 2 100 V = Là cấp chính xác của Vônmet . D V =100 (V) Là dải đo của Vôn kế . 2 .100 2( ) 100 UV V = = Trang : 10 - Sai số tuyệt đối của Biến Điện áp : . KU KU KU D = 2 100 KU = : Là cấp chính xác của T U . D KU =350 : Là dải đo của Biến Điện áp . 2 35 . 7( ) 100 0,1 KU V = = -Sai số tuyệt đối của phép đo điện áp : ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 35 . . .2 100.7 989,95( ) 0,1 U U UV KU V K U V = + = + = ữ 35 0,99( )U kV = -Sai số tơng đối của phép đo điện áp là : 989,95 .100% .100% 2,83% 35000 U U U = = = I.4.2.3. Phép đo năng lợng tác dụng : a) ở chế độ định mức : Ta có : 1 . . 350.40.292,938 4101132( ) tddm U I td W K K W kWh= = = - Sai số tuyệt đối của công tơ là : ' . Wtddm Cto Ctodm D = Trong đó : 1 100 Cto = : là cấp chính xác của công tơ tác dụng . Ctodm D : là giới hạn đo của công tơ. ( ) 3. . . 3.0,1.5.576 498,83 Ctodm ct ct dm D U I T kWh= = = Trang : 11 [...]... Sai số của phép đo công suất phản kháng : a) ở chế độ định mức : WPKdm = KU K I WPK 1 = 350.40.150,076 = 2101064(kVAr ) - Sai số tuyệt đối của công tơ phản kháng : Wpk 1 = Cto DCto Cto = 1,5 100 : là cấp chính các của công tơ phản kháng DCtpkdm : là dải đo của công tơ phản kháng DCtpkdm = DCttddm = 498,83 ( kVArh ) 'Wpkdm = 1,5 498,83 = 7,482(kVArh) 100 - Sai số tuyệt đối của phép đo năng lợng phản... 1,87( kVArh) 100 - Sai số tuyệt đối của phép đo năng lợng phản kháng ở chế độ non tải là : Wpknt = (350.40.1,87) 2 + (350.0,4.39,497) 2 + (7.40.39,497) 2 = 28952,956(kVArh) Vậy Wpknt = 552958 28952,956(kVArh) - Sai số tơng đối của phép đo năng lợng phản kháng ở chế độ non tải là : Trang : 14 Wpknt = Wpknt 28952,956 100% = 100% = 5,24% WPKnt 552958 I.4.2.5 Phép đo cos TB : a) ở chế độ định mức : - áp dụng... số tuyệt đối của phép đo năng lợng tác dụng là : Wtddm = (K K I 'Wtddm ) + ( KU KI Wtd 1 ) + ( KU K I Wtd 1 ) U 2 2 Wtd 1 = 292,938(kWh) ' Wtddm = 4,9983(kWh) KU = 350 KU = 7 K I = 40 KI = 0,4 2 Thay số ta đợc : Wtddm = ( 350.40.4,9983) 2 + ( 350.0,4.292,938 ) + ( 7.40.292,938 ) 2 2 = 115352,982(kWh) m Wtddm = 4101132 115352,982(kWh) Vậy - Sai số tơng đối của phép đo công suất tác dụng... tuyệt đối của phép đo công suất tác dụng khi non tải là : (K Wtdnt = K I 'Wtdnt ) + ( KU KI Wtd 2 ) + ( KU K I Wtd 2 ) U KU = 350 KU = 7 K I = 40 KI = 0,4 2 2 2 Wtd 2 = 29,623(kWh) ' Wtdnt = 1,247(kWh) Thay số ta đợc : Wtdnt = m ( 350.40.1,247 ) 2 + ( 350.0,4.29,623) + ( 7.40.29,623) 2 2 = 19768,129(kWh) Wtdnt = 414722 19768,129( kWh) Vậy - Sai số tơng đối của phép đo công suất tác dụng... ) + ( KU KI Wpk 1 ) + ( KU K I Wpk 1 ) U 2 ( 350.40.7,482 ) 2 2 2 + ( 350.0,4.150,076 ) + ( 7.40.150,076 ) 2 2 = 114801,474( kVArh) Vậy Wpkdm = 2101064 114801,474(kVArh) - Sai số tơng đối của phép đo năng lợng phản kháng ở chế độ định mức là : Wpkdm = Wpkdm 114801,474 100% = 100% = 5,46% WPKdm 2101064 b) ở chế độ non tải : Wpknt = KU K I WPK 2 = 350.40.39,497 = 552958( kVArh) - Sai số tuyệt đối... : 14 Wpknt = Wpknt 28952,956 100% = 100% = 5,24% WPKnt 552958 I.4.2.5 Phép đo cos TB : a) ở chế độ định mức : - áp dụng công thức : costb = P P2 + Q2 Wtd = Wtd 2 + Wpk 2 Sai số tuyệt đối của công tơ đo cos TB ở chế độ định mức là : 2 2 costbdm cos tbdm cos tbdm = Wtddm ữ + Wpkdm ữ ữ Wtddm Wpkdm Trong đó : Wpkdm 2 cos tbdm = +/ Wtddm (Wtddm 2 +Wpkdm 2 ) Wtddm 2 +Wpkdm 2 W pkdm 2 cos... Wtddm 2 +W pkdm 2 = Trang : 15 ( 292,938 292,938.150, 076 2 + 150, 076 ) 292,938 + 150, 076 2 2 2 7, 482 = 9, 22.103 Vậy: costbdm = (3,16.103 ) 2 + (9,22.103 ) 2 = 9,75.103 - Sai số tơng đối của phép đo costb ở chế độ định mức : costbdm 9,75.103 = 100% = 100% = 1,1% costbdm 0,89 cos tbdm b) ở chế độ non tải : Cos tbnt = ( Cos tbnt Cos tbnt Wtdnt ) 2 + ( Wpknt ) 2 Wtdnt Wpknt Trong đó : Wpknt 2 cos... pknt (Wtdnt 2 +W pknt 2 ) Wtdnt 2 +W pknt 2 = - 39, 497.29, 623 2 2 2 (39, 497 +29, 623 ) 39, 497 +29, 623 = 0, 018 Vậy: Trang : 16 costbnt = 0,0162 + (0,018.) 2 = 0,024 2 1,87 - Sai số tơng đối của phép đo costb ở chế độ non tải : cos = tbnt Trang : 17 costbnt 0,024 100% = 100% = 4% costbnt 0,6 . ) pkmax W kVArh = = Vậy: - Chọn công tơ có thang đo là 650(kWh) với công tơ đo công suất tác dụng - Chọn công tơ có thang đo là 650(kVArh) với công tơ đo công suất phản kháng Phần I.3 : Tính số chỉ. thang đo là D V =100(V) I.2.4. Chọn thang đo cho cos và tần số Do tần số và góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện không phụ thuộc vào hệ số biến đổi của B U và B I nên ta chọn thang đo cos . 35 350 0,1 U K = = I.2.2. Chọn thang đo cho Ampekế Vì dòng điện phía thứ cấp của B I định mức là 5(A) nên ta chọn Ampekế có thang đo là D A =5(A) I.2.3. Chọn thang đo cho Volkế Vì điện áp phía thứ