Akademia Górniczo-Hutnicza		LABORATORIUM SIECI I SYSTEMÓW ELEKTROENERGETYCZNYCH
				PRZEDMIOT: ELEKTROENERGETYCZNE SIECI ROZDZIELCZE
Temat ćwiczenia: Jakość energii elektrycznej. Przebiegi odkształcone.				Grupa F1: Marcin Szybowski Piotr Susuł Marcin Ibragimow Piotr Bielaska
Wydział EAIiE	Rok III 2001/2002		Specjalność Elektroenergetyka
Uwagi:			Data wykonania 25.03.2003	Data zaliczenia	Ocena

Wstęp

Konsekwencje istnienia w sieci wyższych harmonicznych dają się odczuć zarówno w sensie technicznym jak i ekonomicznym. Na skutek ich istnienia prąd w przewodzie neutralnym może być nawet trzykrotnie większy od prądów w przewodach fazowych. Wyższe harmoniczne powodują przeciążanie transformatorów, przez co może nastąpić ich przegrzanie i zmniejszenie sprawności. Ponadto wyższe harmoniczne mogą powodować twardą pracę silników skracając ich żywotność.

Program Ćwiczenia

Na początku ćwiczenia mierzyliśmy zawartość wyższych harmonicznych w przypadku, gdy odbiornik był czysto rezystancyjny (grzejnik).

Dane:

U_sk = 217 [V] I_sk = 1,5 [A] P = 317 [W] cosφ = 1 [-]

THD_i ≈ 10 % THD_u ≈ 6%

Tab.1 Wyniki pomiarów przy obciążeniu czysto rezystancyjnym.

Na podstawie obliczeń

(1)

- wartość skuteczna napięcia (2)

- wartość skuteczna prądu (3)

otrzymaliśmy THD_i = 5,6 % oraz THD_u = 6,3 %

W kolejnej części ćwiczenia mierzyliśmy zawartość wyższych harmonicznych w przypadku, gdy odbiornikiem był grzejnik plus dodatkowo podłączony prostownik.

Dane

U_sk = 217 [V] I_sk = 3,8 [A] P = 560 [W] cosφ = 0,66 [-]

THD_i ≈ 110 % THD_u ≈ 6,2%

Tab.2 Wyniki pomiarów nieparzystych harmonicznych przy obciążeniu czysto rezystancyjnym, z dodatkowo podłączonym prostownikiem

Na podstawie wzorów (1) (2) i (3)

otrzymaliśmy THD_i = 97,1 % oraz THD_u = 6,4 %

Tab.3 Wyniki pomiarów parzystych harmonicznych przy obciążeniu czysto rezystancyjnym, z dodatkowo podłączonym prostownikiem

Na podstawie wzorów

(4)

- wartość skuteczna napięcia (5)

- wartość skuteczna prądu (6)

otrzymaliśmy THD_i = 1,8 % oraz THD_u = 0,1 %

Tab.4 Wyniki pomiarów nieparzystych harmonicznych oraz kątów, przy obciążeniu czysto rezystancyjnym, z dodatkowo podłączonym prostownikiem

W tabeli poniższej zestawiliśmy wyniki części obliczeń potrzebnych w dalszej części tego sprawozdania

Tab.5 Wyniki części obliczeń

Obliczenia:

Moc czynna - zdefiniowana jako suma mocy czynnych poszczególnych harmonicznych napięcia i prądu

(1)

otrzymaliśmy P = 555,92 [W]

Moc bierna - zdefiniowana jako suma mocy biernych poszczególnych harmonicznych napięcia i prądu

(2)

otrzymaliśmy Q = 97,41[VAr]

Współczynnik mocy harmonicznej podstawowej - zdefiniowany jako stosunek mocy czynnej do mocy pozornej harmonicznej podstawowej

(3)

otrzymaliśmy DPF = 0,98 [-]

Współczynnik udziału wyższych harmonicznych napięcia (prądu) - zdefiniowany jako stosunek wartości skutecznych poszczególnych wyższych harmonicznych do wartości skutecznej harmonicznej podstawowej badanego przebiegu

(4)

otrzymane wyniki zostały zestawione w tabeli 5

Współczynnik odkształcenia napięcia (prądu) - zdefiniowany jako stosunek wartości skutecznej wszystkich harmonicznych do wartości skutecznej harmonicznej podstawowej badanego przebiegu

(5)

- wartość skuteczna napięcia (6)

- wartość skuteczna prądu (7)

otrzymaliśmy THD_i = 99,67 % oraz THD_u = 5,94 %

Wnioski

W przebiegach prądów i napięć dominują nieparzyste harmoniczne.

Parzyste harmoniczne występują w śladowych ilościach.

Teoretyczne występuje nieskończona liczba harmonicznych, w praktyce jednak jest ona skończona, ponieważ wartości wysokich harmonicznych (>25) są już pomijalne małe.

Wraz ze wzrostem rzędu harmonicznych maleje ich wartość.

Wyższe harmoniczne (3 plus jej wielokrotności) mogą być przyczyną przeciążenia przewodu zerowego.

Istnieje niebezpieczeństwo, że dla pewnych harmonicznych może wystąpić w układzie zjawisko rezonansu.

Wzrost ilości harmonicznych powoduje wzrost strat (głównie w transformatorach oraz na rezystancjach linii)

---