Politechnika Lubelska
Katedra Podstaw Metrologii
Laboratorium Metrologii
Sprawozdanie z ćwiczenia nr 13.
Temat: Pomiar mocy czynnej prądu trójfazowego metodami jednego dwóch i trzech watomierzy.
Wykonano: 1997.12.08
Wykonali : Sternik Grzegorz
Walczak Jacek
Węgiel Dariusz
Grupa ED 5.2 |
Rok akad. 1997/98 |
I Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia było zapoznanie się z metodą pomiaru mocy czynnej prądu trójfazowego. Pomiar mocy wykonywaliśmy w układach symetrycznych z punktem zerowym dostępnym ,z punktem zerowym niedostępnym - metoda jednego i dwóch (ukł. Arona) watomierzy, w układach niesymetrycznych -metoda trzech watomierzy .Do pomiarów wykorzystywaliśmy układa bezpośredni ,półpośredni
oraz pośredni.
II. Przyrządy użyte w ćwiczeniu:
A1 - amperomierz elektromagnetyczny, klasa = 0,5,zakres 2A; PL-P3-212-E6
A2 - amperomierz elektromagnetyczny, klasa = 0,5; zakres 2A PL-P3-215-E6
A3 - amperomierz elektromagnetyczny, klasa = 0,5; PL-P3-214-E6
V1 - woltomierz elektromagnetyczny, klasa = 1;zakres 600V; PL-P3-48-E6
W1 - watomierz ferrodynamiczny, klasa = 0,5; zakresy: 2A,400V/200V; PL-P3-68-E6
W2 - watomierz ferrodynamiczny zakresy2A,200V/400V, 100dz, kl.0.5 PL-P3-327-E6/;
Rd - cewka napięciowa watomierza PL-P3-31-E6/
Pu1- przekładnik napięciowych PL-P3-83-E6/ 400V/100V 15VA 5kV kl.0.5
Pu2 - przekładnik napięciowych PL-P3-85-E6/ 400V/100V 15VA 5kV kl.0.5
Pi1 - przekładnik prądowy Pl-P3-41-E6/ 10A/5A 5VA kl.0.2
Pi2 - przekładnik prądowy Pl-P3-44-E6/ 10A/5A 5VA kl.0.2
III Wykonanie ćwiczenia.
1. Obciążenie symetryczne, punkt zerowy dostępny.
Schemat pomiarowy:
Tabela pomiarowa
Lp |
I1 |
I2 |
I3 |
U |
Pw |
Po |
Qo |
So |
cos ϕ |
|
[ A ] |
[ A ] |
[ A ] |
[ V ] |
[ W ] |
[ W ] |
[Var] |
[ VA ] |
[ - ] |
1 |
1,3 |
1,3 |
1,3 |
395 |
292 |
876 |
151 |
889 |
0,98 |
2 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
395 |
316 |
948 |
131 |
957 |
0,99 |
3 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
395 |
328 |
984 |
287 |
1025 |
0,96 |
4 |
1,6 |
1,6 |
1,6 |
395 |
348 |
1044 |
327 |
1094 |
0,95 |
5 |
1,7 |
1,7 |
1,7 |
395 |
372 |
1116 |
323 |
1162 |
0,96 |
6 |
1,8 |
1,78 |
1,8 |
395 |
392 |
1176 |
364 |
1231 |
0,96 |
7 |
1,9 |
1,85 |
1,9 |
395 |
424 |
1272 |
562 |
1300 |
0,95 |
8 |
2 |
1,95 |
2 |
395 |
448 |
1344 |
255 |
1368 |
0,98 |
Przykładowe obliczenia:
PO = 3PW=3*316=948 W
SO = √3 UI=1,73*395*1,3=889VA
Qo2= S2- P2 =9572-9482=915849-898704=17145
Qo=130,9VAr
cosϕ = Po/Qo=948/957=0,99
2. Obciążenia symetryczne, punkt zerowy niedostępny, układ bezpośredni.
Schemat pomiarowy:
Tabela pomiarowa
I1 |
I2 |
I3 |
U |
Pw |
Po |
Qo |
So |
cos ϕ |
[A] |
[A] |
[A] |
[V] |
[W] |
[W] |
[Var] |
[VA] |
[-] |
1,3 |
1,3 |
1,3 |
395 |
288 |
864 |
209 |
889 |
0,97 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
395 |
304 |
912 |
293 |
958 |
0,95 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
395 |
326 |
978 |
287 |
1025 |
0,96 |
1,6 |
1,6 |
1,6 |
395 |
348 |
1044 |
327 |
1094 |
0,95 |
1,7 |
1,7 |
1,7 |
395 |
368 |
1104 |
362 |
1162 |
0,95 |
1,8 |
1,75 |
1,8 |
395 |
388 |
1164 |
400 |
1231 |
0,95 |
1,9 |
1,85 |
1,9 |
395 |
424 |
1272 |
368 |
1300 |
0,97 |
2 |
1,95 |
2 |
395 |
432 |
1296 |
438 |
1368 |
0,95 |
Przykładowe obliczenia:
PO = 3PW=3*326=978 W
SO = √3 UI=1,73*395*1,7= 1162VA
Qo2 =So2 -Po2 =12312 -11642 =160465
Qo =400,5VAr
cosϕ =Po/Qo =1164/1231 =0,95
3.Obciążenie symetryczne, punkt zerowy niedostępny, układ pośredni.
Schemat pomiarowy:
Tabela pomiarowa:
IA |
υi |
Io |
U |
PW |
Po |
Qo |
S0 |
cosϕ |
[A] |
[-] |
[A] |
[V] |
[W] |
[W] |
[var] |
[VA] |
- |
0,8 |
10/5 |
1,6 |
395 |
180 |
1080 |
174 |
1094 |
0,99 |
1 |
10/5 |
2 |
395 |
228 |
1368 |
288 |
1388 |
0,98 |
1,2 |
10/5 |
2,4 |
395 |
272 |
1632 |
181 |
1642 |
0,99 |
1,4 |
10/5 |
2,8 |
395 |
316 |
1896 |
269 |
1915 |
0,99 |
1,6 |
10/5 |
3,2 |
395 |
360 |
2160 |
355 |
2189 |
0,99 |
1,8 |
10/5 |
3,6 |
395 |
408 |
2448 |
598 |
2520 |
0,97 |
2 |
10/5 |
4 |
395 |
448 |
2688 |
520 |
2736 |
0,98 |
Przykładowe obliczenia:
Po = 3PW *υi =3*2*180=1080 W
So = √3 UI*υi =1.73*395*0.8*2= 1094VA
Qo2 =So2 -Po2 =10942 -10802 =30276
Qo =174VAr
cosϕ =Po/So =1080/1094 =0,99
4.Obciążenie niesymetryczne, pomiar trzema watomierzami ,układ półpośredni.
Układ pomiarowy:
Tabela pomiarowa:
U12 |
I1 |
I2 |
I3 |
υi |
Ip1 |
Ip2 |
Ip3 |
P1 |
P2 |
P3 |
P0 |
[V] |
[A] |
[A] |
[A] |
- |
[A] |
[A] |
[A] |
[W] |
[W] |
[W] |
[W] |
395 |
0,65 |
0,66 |
0,68 |
10/5 |
1,3 |
1,32 |
1,36 |
132 |
142 |
94 |
1472 |
395 |
0,70 |
0,7 |
0,72 |
10/5 |
1,4 |
1,4 |
1,44 |
142 |
156 |
96 |
1576 |
395 |
0,75 |
0,76 |
0,77 |
10/5 |
1,52 |
1,52 |
1,54 |
152 |
166 |
102 |
1680 |
395 |
0,8 |
0,8 |
0,83 |
10/5 |
1,6 |
1,6 |
1,66 |
162 |
176 |
108 |
1784 |
395 |
0,85 |
0,85 |
0,88 |
10/5 |
1,7 |
1,7 |
1,76 |
172 |
188 |
116 |
1888 |
395 |
0,9 |
0,86 |
0,92 |
10/5 |
1,8 |
1,72 |
1,82 |
182 |
198 |
124 |
2016 |
Przykladowe obliczenia:
P0=P1*υi1 + P2*υi 2+ P3*υi3 = 212*2+220*2+276*2= 708W
6.Układ Arona ,odbiornik trójfazowy ,pomiar półpośredni.
Układ połączeń:
Tabela pomiarowa:
U12 |
υ |
I |
I |
P1 |
P2 |
P0 |
So |
Qo |
cosϕ |
[V] |
- |
[A] |
[A] |
[W] |
[W] |
[W] |
[W] |
[W] |
- |
395 |
10/5 |
1,3 |
1,34 |
424 |
464 |
888 |
1035 |
531 |
0,85 |
395 |
10/5 |
1,4 |
1,44 |
460 |
504 |
964 |
1121 |
572 |
0,86 |
395 |
10/5 |
1,5 |
1,54 |
496 |
536 |
1032 |
1200 |
612 |
0,86 |
395 |
10/5 |
1,6 |
1,66 |
536 |
576 |
1112 |
1288 |
656 |
0,86 |
395 |
10/5 |
1,7 |
1,76 |
560 |
608 |
1168 |
1366 |
708 |
0,85 |
395 |
10/5 |
1,8 |
1,82 |
592 |
640 |
1212 |
1430 |
746 |
0,86 |
395 |
10/5 |
1,9 |
1,96 |
624 |
680 |
1304 |
1524 |
788 |
0,85 |
395 |
10/5 |
2 |
2 |
664 |
704 |
1368 |
1590 |
810 |
0,86 |
Przykladowe obliczenia:
P0=[Pw1 +Pw2 ]* υi =[53+58]*2=888W
3. Układ Arona pośredni.
Schemat pomiarowy:
Tabela pomiarowa
υ |
I1 |
I2 |
I3 |
υ |
U1 |
U2 |
U3 |
P1 |
P2 |
PO |
SO |
QO |
cos ϕ |
- |
[A] |
[A] |
[A] |
- |
[V] |
[V] |
[V] |
[W] |
[W] |
[W] |
[VA] |
[VAr] |
[-] |
10/5 |
0,54 |
0,66 |
1,2 |
400/100 |
400 |
400 |
400 |
240 |
232 |
472 |
480 |
87 |
0,98 |
10/5 |
0,58 |
0,7 |
1,3 |
400/100 |
400 |
400 |
400 |
248 |
240 |
488 |
520 |
180 |
0,94 |
10/5 |
0,62 |
0,76 |
1,4 |
400/100 |
400 |
400 |
400 |
264 |
248 |
512 |
560 |
227 |
0,91 |
10/5 |
0,66 |
0,8 |
1,46 |
400/100 |
400 |
400 |
400 |
280 |
264 |
544 |
584 |
212 |
0,93 |
10/5 |
0,7 |
0,86 |
1,56 |
400/100 |
400 |
400 |
400 |
296 |
280 |
576 |
624 |
240 |
0,92 |
10/5 |
0,74 |
0,9 |
1,64 |
400/100 |
400 |
400 |
400 |
312 |
296 |
608 |
656 |
246 |
0,93 |
10/5 |
0,78 |
0,94 |
1,72 |
400/100 |
400 |
400 |
400 |
336 |
320 |
656 |
688 |
207 |
0,95 |
10/5 |
0,82 |
1 |
1,82 |
400/100 |
400 |
400 |
400 |
352 |
336 |
688 |
728 |
238 |
0,95 |
Przykładowe obliczenia:
Po=( P1 + P2 )υiυu =[30+29]*2*4=472W
SO = √3 *U*υu *I*υi =1.73*100*4*(0,27+0,33)*2=480 VA
Qo2=So2 -Po2
Qo=87VAr
cos ϕ=Po/So=472/480 =0,98
IV. Wnioski.
W ćwiczeniu zapoznaliśmy się z metodami pomiarowymi mocy czynnej układów trójfazowych. W pomiarze pierwszym zrobiliśmy założenie że odbiornik jest symetryczny co w rzeczywistości rzadko jest spełnione. Na podstawie amperomierzy wprawdzie można byłoby stwierdzić że odbiornik jest z pewnym przybliżeniem symetryczny lecz amperomierz drugi wyrażenie wskazywał inaczej niż inne, więc wnioski mogą być dwa: układ wbrew założeniom był niesymetryczny lub parametry miernika odbiegały już nieco od norm pozostałych przyrządów. Wartości mocy mierzonej przez przyrządy otrzymaliśmy (w przybliżeniu) takie same dla poszczególnych układów pomiarowych. Niedokładność wynikała z ustawienia odbiornika .Najdokładniejszy pomiar uzyskuje się stosując metodę trzech watomierzy -można ją stosować w układach niesymetrycznych jak i symetrycznych (nie musimy znać rodzaju odbiornika). Zastosowanie przekładników nie miało większego wpływu na pomiary (moc wydzielana na przekładniku była dużo mniejsza a niżeli na odbiorniku). Zastosowanie przekładnika wpłynęło na współczynnik mocy cos ϕ głównie w układzie Arona.Przy pomiarze mocy w układach symetrycznych najkorzystniej jest stosować układ Arona.
W2
A1
A2
A3
V1
1
2
3
Odb.
„0”
1
2
3
ODB.
V2
W2
A2
Rw
Rw