sem3etlabpopwspmocy, POLITECHNIKA POZNAŃSKA


POLITECHNIKA POZNAŃSKA

INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI PRZEMYSŁOWEJ

Zakład Podstaw Elektrotechniki

Laboratorium Podstaw Elektrotechniki

 

Ćwiczenie nr 4

 

Temat: Poprawianie współczynnika mocy

Rok akademicki: II

 

Wydział Elektryczny

 

Studia dzienne magisterskie

 

Nr grupy:

 

Wykonawcy:

 

1.

2.

3.

4.

Data

Wykonania

ćwiczenia

Oddania

sprawozdania

 

 

Ocena:

Uwagi:

 

 

 

1. Wiadomości podstawowe:

Duża ilość odbiorników energii elektrycznej posiada charakter indukcyjny. Typowymi odbiornikami tego rodzaju są, między innymi, odbiorniki przemysłowe (np. silniki) oraz instalacje oświetleniowe z lampami wyładowawczymi. Współczynnik mocy (0x01 graphic
) takich układów wynosi przeciętnie 0,5-0,6. Jest to wartość stanowczo za mała, dlatego w praktyce dążymy do częściowej poprawy współczynnika mocy.

Urządzenia służące temu celowi noszą nazwę urządzeń kompensacyjnych - są to najczęściej baterie kondensatorów, które łączy się z grupą odbiorników zawsze równolegle, choć teoretycznie istnieje możliwość łączenia szeregowego.

2. Przebieg ćwiczenia

 

2.1. Wyznaczanie współczynnika mocy układu przed i po kompensacji

 

2.1.1 Schemat połączeń:

0x01 graphic

2.1.2 Tabela wyników:

C

z pomiarów

z obliczeń

U

I

P

S

cos

w

tg(w)

Qw

Qc

F]

[V]

[A]

[W]

[VA]

-

[0]

[var]

[var]

0

40

0,39

 4

 15,6

 0,256

 75,2

3,78 

15,1

0

 80

 0,78

 13

 62,4

 0,208

 78,0

 4,70

61,1

0

 120

 1,18

 30

 141,6

 0,212

 77,8

 4,62

138,6

0

 150

 1,46

 47

 219,0

 0,215

 77,6

 4,55

213,8

0

10

 40

 0,27

 4

 10,8

 0,370

 68,3

 2,51

10,0

5,1

 80

 0,53

 13

 42,4

 0,307

 72,1

 3,10

40,3

20,8

 120

 0,80

 30

 96,0

 0,313

 71,8

 3,04

91,2

47,4

 150

 1,00

 46

 150,0

 0,307

 72,1

 3,10

142,6

71,2

20

 40

 0,16

 4

 6,4

 0,625

 51,3

 1,25

5,0

10,1

 80

 0,32

 13

 25,6

 0,508

 59,5

 1,70

22,1

39,0

 120

 0,48

 30

 57,6

 0,521

 58,6

 1,64

49,2

89,4

 150

 0,59

 47

 88,5

 0,531

 57,9

 1,59

74,7

139,1

30

 40

 0,11

 4

 4,4

 0,909

 24,6

 0,46

1,8

13,3

 80

 0,24

 13

 19,2

 0,677

 47,4

 1,09

14,2

46,9

 120

 0,37

 30

 44,4

 0,675

 47,5

 1,09

32,7

105,9

 150

 0,44

 47

 66,0

 0,712

 44,6

 0,99

46,5

167,3

40

 40

 0,19

 4

 7,6

 0,526

 58,3

 1,62

6,5

8,6

 80

 0,40

 13

 32,0

 0,406

 66,0

 2,25

29,2

31,9

 120

 0,62

 30

 74,4

 0,403

 66,2

 2,27

68,1

70,5

 150

 0,74

 47

 111,0

 0,423

 65,0

 2,14

100,6

113,2

W przeprowadzonym ćwiczeniu pod uwagę brane były wzory:

- moc pozorna odbiornika: 0x01 graphic

- moc czynna odbiornika:

0x01 graphic

- moc bierna pobrana przez odbiornik przy braku kompensacji:

- wypadkowa moc bierna:

,

gdzie: - kąt miedzy prądem a napięciem po kompensacji

- moc bierna pobrana przez kondensator kompensujący (przy założeniu ):

2.2. Wykresy wskazowe:

U=40V, C=0,10,20,30,40F U=80V, C=0,10,20,30,40F

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

U=120V, C=0,10,20,30,40F U=150V, C=0,10,20,30,40F

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

3. Wartość pojemności potrzebnej do całkowitej kompensacji dla poszczególnych wartości napięć zasilania:

Obliczmy zatem (teoretyczną) pojemność pełnej kompensacji ze wzoru:

U

C

[V]

F]

 40

30,1 

 80

30,4 

 120

30,6

 150

 30,3

4. Wnioski:

Wraz ze wzrostem pojemności dołączanego kondensatora kompensującego, a co się z tym wiąże - zwiększaniem współczynnika mocy ( - rośnie, - maleje) maleje prąd pobierany przez układ ze źródła. Maleje jednak tylko do czasu, gdy nie zostanie przekroczona pewna wartość pojemności kondensatora kompensującego, dla której zachodzi najlepsza kompensacja. W naszym ćwiczeniu była to wartość zbliżona do ok. 30 [μF] a prąd pobrany ze źródła osiągnął minimalną wartość (I = 0,11A dla napięcia U=40V).

Po przekroczeniu tej wartości układ znajdować się będzie w stanie przekompensowania, co dokładnie widać w przedstawionej tabelce.

Moc bierna pobierana przez układ w czasie kompensacji również maleje na rzecz rosnącej mocy biernej wytworzonej na kondensatorze kompensującym, a po przekroczeniu najlepszej kompensacji zaczyna znowu rosnąć. Suma mocy biernej układu i mocy biernej kondensatora kompensującego ma wartość stałą. Przy braku kompensacji moc bierna układu osiąga maksymalną wartość.

U

0,39A

(C=40)

U

0,78A

Ic

Ic

(C=40)

(C=30)

(C=20)

(C=10)

(C=30)

(C=20)

(C=10)

Ic

(C=40)

(C=40)

(C=30)

(C=30)

(C=20)

(C=20)

(C=10)

(C=10)

1,18A

1,46A

U

U

Ic



Wyszukiwarka