POLITECHNIKA WROCŁAWSKA Instytut Elektroenergetyki	Sprawozdanie z ćwiczenia nr 3
Miłosz Stanuch Elżbieta Domin Bartosz Kaszycki Krzysztof Koryluk	TEMAT: Pomiar energii i mocy w sieciach jedno i trójfazowych.
WYDZIAŁ: Górnictwa Geologii i Geoinzynierii (W-6) ROK AKADEMICKI: 2008/2009	DATA: 23.10.2008, OCENA:

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodami pomiaru mocy czynnej, pozornej i biernej odbiorników symetrycznych i niesymetrycznych. Jednocześnie zapoznajemy się z rozpływem prądów i rozkładem napięć w obwodzie. Program ćwiczenia obejmuje pomiar mocy i energii odbiorników w sieciach jednofazowych przy pomocy licznika energii oraz w sieciach trójfazowych czteroprzewodowych.

2. Część doświadczalna

3.1. Pomiar mocy i energii odbiornika jednofazowego

Rys. 1. Schemat układu pomiarowego (woltomierz został przeniesiony przed amperomierz)

Tabela 1. Zestawienie wyników pomiarów i obliczeń.

Lp.	Załączone człony odbiornika	C	Czas 10 obrotów tarczy silnika	t średni	U	I	P	P	Q	S	cos		R	X
					[s]	[s]	[V]	[A]	[W]	[W]	[var]		[-]
1	3R; 3X	3000	90	87	236	0,56	125	133,33	42,91	132,16	0,95	18,95	398,60	136,83
2	3R; 1X				84		236	0,89	140	142,85	156,58	210,04	0,67	48,20	176,75	197,68

Przykładowe obliczenia:

Współczynnik mocy cos
:

gdzie:

I - natężenie prądu A

U - napięcie prądu V

P - mocy czynna W

Moc pozorna:

Moc bierna:

Rezystancja odbiornika:

Reaktancja odbiornika:

Moc czynna wynikająca z pomiaru licznikiem:

Gdzie:

t - średni czas 10 obrotów tarczy licznika; [s]

C
- stała licznika [
] = 3000

1. Pomiar mocy odbiornika połączonego w gwiazdę zasilanego cztero przewodowo.

Rys. 2. Schemat układu pomiarowego

Przykładowe obliczenia:

Moc układu trójfazowego:

gdzie:

- moc fazy R, W

- moc fazy S, W

- moc fazy T, W

[W]

Pobór mocy biernej, np. dla fazy R

gdzie:

- wartość natężenia prądu, A

- wartość napięcia prądu, V

- moc fazy R, W

Pobór mocy biernej dla układu trójfazowego:

gdzie:

- pobór mocy biernej dla fazy R, [VAr]

- pobór mocy biernej dla fazy S, [VAr]

- pobór mocy biernej dla fazy T, [VAr]

Moc pozorna odbiornika trójfazowego (np. dla fazy S):

gdzie:

- moc czynna fazy S, [W]

- moc bierna fazy S, [VAr]

Moc pozorna odbiornika trójfazowego:

gdzie:

- moc pozorna dla fazy R, [VA]

- moc pozorna dla fazy S, [VA]

- moc pozorna dla fazy T, [VA]

Współczynnik mocy (np. dla fazy R):

gdzie:

- moc fazy R, W

- moc pozorna odbiornika trójfazowego dla fazy R.

Tabela 2. Wartości pomierzone

Lp.	Załączone człony odbiornika w fazie
		R	S	T	[A]				[V]						[W]
1	3R	3R	3R	0,54	0,54	0,54	0	236	236	236	408	408	408	120	125	120
2	3R2X	3R2X	3R2X	0,9	0,88	0,88	0	236	236	236	408	408	408	125	130	125
3	2R1X	3R1X	2X	0,62	0,70	0,50	0,48	236	236	236	408	408	408	5	130	80

Tabela 3. Wartości obliczone

Lp.	P									cos	cos	cos
		[W]	[VA]				[var]				-
1	365	127,44	127,44	127,44	382,32	42,91	24,81	42,91	110,63	0,94	0,98	0,94
2	380	212,41	207,68	207,68	627,77	171,73	161,96	165,85	495,65	0,59	0,63	0,60
3	215	146,32	165,20	117,99	429,51	146,24	101,94	86,74	334,92	0,03	0,79	0,68

2. Przyrządy

Użyte w pierwszym schemacie:

• amperomierz nr fabryczny: I8 - IVa - 4189

• woltomierz nr fabryczny: J8 IVa - 3303

• watomierz nr fabryczny: I8 Va - 4217

Użyte w drugim schemacie:

• trzy amperomierze: o nr fabrycznych; A1: J8Iva - 3303; A2: I8Iva - 3777; A3: 18IVa - 3672

• trzy watomierze: o nr fabrycznych; W1: J8Iva - 497; W2: J8Iva - 496; W3: I8Va - 4217

3. Wnioski

3.1. Pomiar mocy i energii odbiornika jednofazowego.

W pierwszej części ćwiczenia dokonywaliśmy pomiarów mocy i energii odbiornika jednofazowego.

Po dokonaniu pomiaru mocy na woltomierzu oraz za pomocą pewnych zależności obliczono moc czynną, pozorną i bierną. W układzie wykorzystany był watomierz i licznik. Wynikły pewne rozbieżności we wskazaniach mocy na obu wyżej wspomnianych przyrządach . Wartości mocy uzyskane z pomiaru watomierzem (np. P=125W) były mniejsze od tych uzyskanych z pomiaru licznikiem (np.
). Różnice te były spowodowane błędem mierzącego.

3.2. Pomiar mocy i energii odbiornika trójfazowego.

W tej części ćwiczenia mierzono moc w układzie trójfazowym zasilanym czteroprzewodowo połączonym w gwiazdę. Połączenie w gwiazdę oznacza, że końce trzech faz prądnicy są ze sobą połączone we wspólny punkt zwany neutralnym, oznaczanym literą N.

W przypadku gdy odbiornik jest symetryczny w przewodzie neutralnym nie płynie prąd, co obrazuje pierwsze prawo Kirchhoffa. W tej samej sytuacji z drugim prawem Kirchhoffa suma wartości skutecznych napięć międzyfazowych jest równa 0. Zatem z powyższym moduły napięć i prądów fazowych są jednakowe. Zgodnie z tabelą 2 i 3 dokonane pomiary i obliczenia (przyj załączonym członie: 3R 3R 3R, 3R2X 3R2X 3R2X) nie do końca zgadzają się z wyżej wymienionymi zależnościami co wynika z błędu mierzącego. Należy jednak zauważyć iż wartości te są do siebie zbliżone wartością.

---