AGH Wydział EAIiE Zakład Metrologii		Juszczak Zofia Bień Magdalena Fryc Michał
LABORATORIUM PODSTAW MIERNICTWA		Semestr 3
Rok akademicki 1998/99	Rok studiów II			Grupa studencka 2
Kierunek : Elektrotechnika			Zespół : F
Temat ćwiczenia Pomiar mocy czynnej i biernej w układach trójfazowych			Numer ćwiczenia 10
Data wykonania : 06 XI 1998			Data zaliczenia :

1, WYZNACZENIE KOLEJNOŚCI FAZ

Do sprawdzenia kolejności faz użyto wskaźnika elektronicznego, obrotowego i wskaźnika z neonówką. Wszystkie te urządzenia pokazały prawidłowe oznaczenie faz w urządzeniu zasilającym.

2. POMIAR JEDNYM WATOMIERZEM MOCY CZYNNEJ I BIERNEJ W SIECI TRÓJPRZEWODOWEJ

Pomiar mocy czynnej jednym watomierzem wykonano wg schematu:

Jako odbiornik zastosowano:

- odbiornik o charakterze indukcyjnym - silnik asynchroniczny o mocy znamionowej P = 0,37 [kW] i cos φ = 0,8,

- odbiornik rezystancyjny, który stanowiły trzy sekcje żarówek (każda składała się z dwóch żarówek 220V/75W połączonych szeregowo) połączonych w trójkąt,

- odbiornik rezystancyjny, który stanowiły trzy sekcje żarówek (każda składała się z dwóch żarówek 220V/75W połączonych szeregowo) połączonych w gwiazdę

Do pomiaru napięcia użyto zestawu trzech woltomierzy elektromagnetycznych klasy 0,5 pracujących na zakresie 250 V. Pomiar natężenia prądu wykonano trzema amperomierzami elektromagnetycznymi klasy 0,5 pracującymi na zakresie 5 A. Tak włączone woltomierze i amperomierze stanowiły zestaw przyrządów kontrolnych. Pomiar mocy czynnej wykonano za pomocą watomierza elektrodynamicznego klasy 0,2, którego cewka prądowa została włączona w fazę R, początki cewek napięciowej i prądowej zostały zwarte, a koniec cewki napięciowej podłączony został do układu sztucznego zera. Układ sztucznego zera składał się z rezystancji wewnętrznej cewki napięciowej watomierza R_w oraz dwóch dodatkowych oporników, podłączonych do faz S i T, o wartościach rezystancji spełniających warunek: R_D1 = R_D2 = R_w.

Wyniki pomiarów zawiera tabela:

Odbiornik	IR [A]	IS [A]	IT [A]	UR [V]	US [V]	UT [V]	PW [W]	P [W]
silnik	1,2	1,2	1,2	220	220	220	33	99
żarówki (trójkąt)	0,6	0,6	0,6	220	220	220	75	225
żarówki (gwiazdę)	1,4	1,4	1,4	220	220	220	207	621

Wartość mocy został wyznaczona na podstawie wzoru:

Stosunek mocy pobieranej przez odbiornik rezystancyjny, który stanowiły trzy sekcje żarówek połączonych w trójkąt do mocy pobieranej przez odbiornik rezystancyjny, który stanowiły trzy sekcje żarówek połączonych w gwiazdę wyniósł :

Pomiar mocy biernej wykonano na podstawie poniższego schematu:

Odbiornik stanowił silnik asynchroniczny o mocy znamionowej P = 0,37 [kW]

i cos φ = 0,8. Przy pomiarze mocy biernej cewkę napięciową watomierza włączono na napięcie opóźnione w fazie o 90° w stosunku do napięcia stosowanego przy pomiarze mocy czynnej.

Wyniki:

Odbiornik	IR [A]	IS [A]	IT [A]	UR [V]	US [V]	UT [V]	QW [Var]	Q [Var]
Silnik	1,2	1,2	1,2	220	220	220	228	684

Wartość mocy biernej wyznaczono ze wzoru:

Pomiar mocy w sieci trójfazowej za pomocą jednego watomierza jest mało dokładny, gdyż opiera się na założeniu równomiernego obciążenia faz, co w praktyce jest spełnione jedynie w przybliżeniu.

Zarówno amperomierze jak i woltomierze nie mają wpływu na pomiary.

Przyczynki do błędów wnoszą tylko watomierze, które mierzą z dokładnością:

dP = ±1 W. Jest to dobra dokładność bo δP jest rzędu 0.6 % w najmniej dokładnym pomiarze, oraz δP jest rzędu 0.3 % w dokładniejszych pomiarach.

Wszystkie błędy wynikaliczyłem, z metody zwanej prawem przenoszenia błędów.

Można stosować dokładniejsze metody, ale takie przyrządy są potrzebne w

labolatorium. Do pomiarów, które wykonuje się w warunkach roboczych wystarczają

zwykłe watomierze.

3.UKŁAD ARONA POMIARU MOCY W SIECIACH TRÓJFAZOWYCH TRÓJPRZEWODOWYCH.

Pomiar mocy czynnej w układzie Arona został wykonany na podstawie schematu:

Odbiornik stanowił silnik asynchroniczny o mocy znamionowej P = 0,37 [kW]

i cos φ = 0,8. Do pomiaru mocy użyto dwóch watomierzy elektrodynamicznych klasy 0,2. Do pomiaru napięcia użyto zestawu trzech woltomierzy elektromagnetycznych klasy 0,5 pracujących na zakresie 250 V. Pomiar natężenia prądu wykonano trzema amperomierzami elektromagnetycznymi klasy 0,5 pracującymi na zakresie 5 A. Tak włączone woltomierze i amperomierze stanowiły zestaw przyrządów kontrolnych.

Silnik jest odbiornikiem indukcyjnym. Jeśli wskazówka watomierza wychyli się w lewo, wtedy należy zmienić zaciski prądowe watomierza, oraz moc zmierzoną przez przyrząd wziąć ze znakiem minus. Tak właśnie zmierzył watomierz W1.

Wyniki:

odbiornik	IR [A]	IS [A]	IT [A]	UR [V]	US [V]	UT [V]	PW1 [W]	PW2 [W]	P [W]	Q [Var]
silnik	1,2	1,2	1,2	220	220	220	- 72	168	96	415,7

Moc czynna została wyznaczona z zależności:

Moc bierna:

Pomiar mocy czynnej metodą Arona znajduje zastosowanie w symetrycznie

i niesymetrycznie obciążonych obwodach trójprzewodowych , natomiast moc bierną można zmierzyć jedynie wtedy , gdy obciążenie jest symetryczne.

WNIOSKI;

W sieci wielofazowej całkowita moc pobierana przez odbiornik jest sumą mocy wydzielanej w poszczególnych fazach , umożliwia to przeprowadzenie pomiaru za pomocą jednego watomierza włączonego do dowolnej fazy, którego wskazania P_w należy pomnożyć przez trzy , jednak pomiar mocy w sieci trójfazowej za pomocą jednego watomierza jest mało dokładny, gdyż opiera się na założeniu równomiernego obciążenia faz, co w praktyce jest spełnione jedynie w przybliżeniu. Z tego względu stosowanie poprawek na moc pobieraną przez przyrządy jest w tym przypadku zbyteczne, gdyż błąd metody jest znacznie mniejszy od błędów powodowanych innymi czynnikami.

Stosunek mocy pobieranej przez odbiornik rezystancyjny, który stanowiły trzy sekcje żarówek połączonych w trójkąt do mocy pobieranej przez odbiornik rezystancyjny, który stanowiły trzy sekcje żarówek połączonych w gwiazdę wyniósł 2,76 , co jest w granicach błędu zgodne z naszymi oczekiwaniami .

Pomiar mocy czynnej metodą Arona znajduje zastosowanie w symetrycznie

i niesymetrycznie obciążonych obwodach trójprzewodowych , natomiast moc bierną można zmierzyć jedynie wtedy , gdy obciążenie jest symetryczne.

SPIS PRZYRZĄDÓW :

1. Wskaźniki kolejności faz ; obrotowy oraz wskaźnik z neonówką

2. Zestaw trzech woltomierzy elektromagnetycznych kl. 0.5, 0250 V

3. Amperomierz elektromagnetyczny kl. 0.5, zakres 5 A

4. Watomierz elektrodynamiczny kl. 0.2 lub 0.5

5. Pudełko z dwoma opornikami dodatkowymi 20 k do układu sztucznego zera

6. Trzy sekcje żarówek 2 220V/75W

7. Silnik asynchroniczny 0.35 kW, cos = 0.8 ind.

8. Pudełko ze zwielokrotnionymi zaciskami dla faz R, S, T

---