УЧЕБНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ СХЕМ ПОДКЛЮЧЕНИЯ СЧЕТЧИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Полезная модель относится к учебной технике и, в частности, к стендам для изучения схем подключения счетчиков электрической энергии, и может быть использована при обучении персонала, работающего с системами учета электрической энергии.
В настоящее время известен учебный стенд для изучения схем подключения счетчиков электрической энергии, описанный в патенте Российской Федерации №190867 на полезную модель "Учебный стенд для изучения схем подключения счетчиков электрической энергии" по классу G09В 23/18, заявленном 29.03.2019 года и опубликованном 16.07.2019 года.
Данный учебный стенд для изучения схем подключения однофазных и трехфазных счетчиков электрической энергии содержит источник питания, монтажную панель, закрепленную на столе, измерительные трансформаторы тока, электрическую нагрузку, счетчик электрической энергии и специальный измерительный прибор, при этом стенд дополнительно снабжен переключателями для изменения схемы подключения счетчика электрической энергии, установленными в выполненной на монтажной панели нише с закрывающейся дверцей, причем дверца ниши на монтажной панели закрывается на замок.
Недостатками известного стенда для изучения схем подключения счетчиков электрической энергии являются значительное энергопотребление и его повышенные массогабаритные показатели, обусловленные необходимостью при изучении схем подключения счетчиков электрической энергии нагружать счетчик током не ниже номинального, величина которого составляет не менее 5 А, что в свою очередь требует использования электрической нагрузки с достаточно большой установленной мощностью. Необходимая при этом установленная полная мощность одной фазы при изучении схем подключения однофазного счетчика электрической энергии и напряжении источника питания 220 В должна быть не менее 1100 ВА, а в случае изучения схем подключения трехфазного счетчика электрической энергии для трех фаз нагрузки должна быть соответственно 3300 ВА.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение экономичности стенда для изучения схем подключения счетчиков электрической энергии.
Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является снижение энергопотребления стенда и его массогабаритных показателей.
Указанный результат достигается тем, что в учебном стенде для изучения схем подключения счетчиков электрической энергии, содержащем источник питания, электрическую нагрузку, счетчик электрической энергии и специальный измерительный прибор, согласно полезной модели, стенд дополнительно снабжен понижающим трансформатором, начало и конец обмотки высокого напряжения которого подключены соответственно к нулевому выходу источника питания и первому выводу нагрузки, который соединен с фазным выходом источника питания и первым токовым выводом счетчика, начало и конец обмотки низкого напряжения трансформатора подключены соответственно ко второму токовому выводу счетчика и второму выводу нагрузки, а нулевой вывод напряжения счетчика подключен к нулевому выходу источника питания.
Снабжение учебного стенда для изучения схем подключения счетчиков электрической энергии понижающим трансформатором, начало и конец обмотки высокого напряжения которого подключены соответственно к нулевому выходу источника питания и первому выводу нагрузки, который соединен с фазным выходом источника питания и первым токовым выводом счетчика, начало и конец обмотки низкого напряжения трансформатора подключены соответственно ко второму токовому выводу счетчика и второму выводу нагрузки, а нулевой вывод напряжения счетчика подключен к нулевому выходу источника питания, позволяет нагружать счетчик номинальным током 5 А, но поскольку к цепи токовая цепь счетчика - нагрузка приложено пониженное напряжении трансформатора, то установленная полная мощность нагрузки может быть меньше, кратно степени понижения напряжения трансформатором. Все это дает возможность снизить энергопотребление стенда и его массогабаритные показатели и тем самым повысить экономичность стенда для изучения схем подключения счетчиков электрической энергии.
Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемому учебному стенду новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.
Заявляемый учебный стенд для изучения схем подключения счетчиков электрической энергии обладает новизной по сравнению с прототипом, отличаясь от него тем, что стенд дополнительно снабжен понижающим трансформатором, начало и конец обмотки высокого напряжения которого подключены соответственно к нулевому выходу источника питания и первому выводу нагрузки, который соединен с фазным выходом источника питания и первым токовым выводом счетчика, начало и конец обмотки низкого напряжения трансформатора подключены соответственно ко второму токовому выводу счетчика и второму выводу нагрузки, а нулевой вывод напряжения счетчика подключен к нулевому выходу источника питания.
Заявляемая полезная модель может найти широкое применение в стендах для изучения схем подключения счетчиков электрической энергии, и может быть использована при обучении персонала, работающего с системами учета электрической энергии, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежом, где представлена схема учебного стенда с примером непосредственного подключения однофазного счетчика к электрической сети.
Учебный стенд для изучения схем подключения счетчиков электрической энергии, представленный на чертеже, содержит однофазный источник питания 1 с номинальным выходным напряжением 220 В, смонтированные на монтажной панели, закрепленной на столе (на чертеже не показаны), электрическую нагрузку 2, однофазный счетчик 3 с номинальным током 5 А, понижающий трансформатор 4 с коэффициентом трансформации 220 В/12 В, однополюсный выключатель 5. Для контроля правильности схемы подключения счетчика 3 электрической энергии учебный стенд снабжен переносным вольтамперфазометром 6.
Начало и конец обмотки высокого напряжения трансформатора 4 подключены соответственно к нулевому выходу источника питания 1 и первому выводу нагрузки 2, который соединен с первым токовым выводом счетчика 3 и через выключатель 5 подключен к фазному выходу источника питания 1. Начало и конец обмотки низкого напряжения трансформатора 4 подключены соответственно ко второму токовому выводу счетчика 3 и второму выводу нагрузки 2. Нулевой вывод напряжения счетчика 3 подключен к нулевому выходу источника питания 1.
Выполнение всех частей лабораторного стенда является традиционным и используются все части по прямому назначению.
Согласно прилагаемому методическому пособию обучаемый включает выключатель 5 и тем самым подключает схему, содержащую нагрузку 2, счетчик 3 и понижающий трансформатор 4 к источнику питания 1. Затем регулирует нагрузку 2 и путем измерений вольтамперфазометром 6 определяет необходимые электрические параметры режима работы схемы. Затем обучаемый анализирует результаты измерений и делает вывод о правильности схемы подключения счетчика.
На заявляемом стенде могут быть изучены схемы подключения однофазных и трехфазных счетчиков электрической энергии.
Так как токовая цепь счетчика 3, нагрузка 2 и обмотка низкого напряжения трансформатора 4 соединены последовательно, образуя замкнутую цепь, и сопротивление токовой цепи счетчика 3 существенно меньше сопротивления нагрузки 2, то практически все напряжение 12 В обмотки низкого напряжения трансформатора 4 приложено к нагрузке 2. В этом случае необходимая установленная мощность нагрузки 2 составляет 12 В × 5 А=60 ВА, тогда как при отсутствии понижающего трансформатора потребовалась бы нагрузка с установленной мощностью 220 В × 5 А=1100 ВА, а при изучении схем подключения трехфазных счетчиков, когда счетчик состоит из трех элементов, а нагрузка соответственно состоит из трех частей, потребовалась бы нагрузка с установленной мощностью 1100 ВА × 3=3300 ВА.
Заявляемая полезная модель по сравнению с прототипом позволяет повысить экономичность стенда для изучения схем подключения счетчиков электрической энергии за счет снижения энергопотребления стенда и его массогабаритных показателей.