Politechnika Warszawska
Instytut Elektroenergetyki
Wydział Elektryczny
Data wykonania
Rok, semestr: 4/7 ćwiczenia: Temat ćwiczenia:
24.10.2012 Badanie wyższych harmonicznych
wnapięciach i prądach żarówek
Rok akademicki:
Grupa: Automatyka
energooszczędnych.
2012/2013
Zabezpieczeniowa
Wykonali:
Przemysław Pieniak
ProwadzÄ…cy: Ocena:
Jan Sudomir
doc. dr inż. Andrzej
A
ukasz Kurowski
Magdziarz
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest pomiar zawartości wyższych harmonicznych w napięciach i
prądach żarówek energooszczędnych (z zapłonem elektronicznym). Pomiary należy wykonać
dla dwóch układów połączeń:
·ð z uziemionym punktem gwiazdowym żarówek
·ð bez uziemienia punktu gwiazdowego żarówek
Żarówki energooszczędne należy zasilać napięciem znamionowym U=230 V.
Przebieg ćwiczenia.
Do wykonania ćwiczenia posłużyło stanowisko laboratoryjne wyposażone w
regulowane trójfazowe z
ródło napięcia składające się z trzech autotransformatorów o
maksymalnym regulowanym napięciu Ureg max= 250 Vi maksymalnym obciążeniu Imax
=10A.Zastosowano 6 żarówek o napięciu znamionowym 230 V, mocy 18 W każda z
zapłonem elektronicznym, po dwie żarówki na jedną fazę.
Należało zrealizować układ połączeń jak na rys. 1.1/2.1. Po wykonaniu połączeń wg
schematów dokonano pomiarów wartości harmonicznych w prądach i napięciach po stronie
odbiorników. Zmierzone wartości harmonicznych zawartych w prądach i napięciach żarówek
przedstawione zostały poniżej
1) Pomiar zawartości harmonicznych w napięciu i prądzie żarówek
energooszczędnych bez uziemienia punktu gwiazdowego.
Rys.1.1 Schemat pomiarowy do wyznaczania zawartości harmonicznych
w napięciu i prądzie żarówek energooszczędnych.
Wartości skuteczne prądów:
-faza 1 I1=0,217A
-faza 2 I2=0,205A
-faza 3 I3=0,179A
-przewód neutralny INH"0A
Rys.1.2Przebieg fazowych prądów obciążeniowych.
Rys.1.3Wykres wektorów prądów fazowych.
Rys.1.4Zawartość harmonicznych w prądzie fazy pierwszej.
Wartości skuteczne napięć:
-faza 1 U1=229,85V
-faza 2 U2=229,74V
-faza 3 U3=230,05V
Rys.1.5Przebieg napięć fazowych.
Rys.1.6Wykres wektorowynapięć.
Rys.1.7Zawartość harmonicznych w napięciu fazy pierwszej.
2) Pomiarzawartości harmonicznych w napięciu i prądzie żarówek
energooszczędnych z uziemieniem punktu gwiazdowego.
Rys.2.1 Schemat pomiarowy do wyznaczania zawartości harmonicznych w napięciu i prądzie żarówek
energooszczędnych z uziemionym punktem gwiazdowym żarówek.
Wartości skuteczne prądów:
-faza 1 I1=0,260A
-faza 2 I2=0,218A
-faza 3 I3=0,199A
-przewód neutralny IN=0,393A
Rys.2.2Przebieg fazowych prądów obciążeniowych.
Rys.2.3Wykres wektorów prądów fazowych.
Rys.2.4Zawartość harmonicznych w prądzie fazy pierwszej.
Rys.2.5Przebieg napięć fazowych.
Rys.2.6Wykres wektorowy napięć.
Rys.2.7Zawartość harmonicznych w napięciu fazy pierwszej.
Wnioski i spostrzeżenia:
Przy połączeniu układu bez uziemionego punktu neutralnego, zawartość wielu
harmonicznych prądu, które są wielokrotnością trzeciej, utrzymuje się na poziomie około
11%. Harmonicznych 3,9,15, procentowo jest praktycznie tyle samo. Dopiero zawartość 21 i
kolejnych harmonicznych maleje, ale dość wolno, o około 2%. Ostatnia obserwowana
harmoniczna, która jest wielokrotnością trzeciej, czyli 45, osiąga wartość 2.2%Od piętnastej
harmonicznej wzwyż, procentowa zawartość harmonicznych kolejności zerowej, jest
nieznacznie większa od pozostałych harmonicznych, powyżej piętnastej. Poniżej piętnastej,
jest dużo więcej procentowych zawartości harmonicznych kolejności innych niż zerowa.
W przypadku połączenia uziemienia punktu neutralnego, sytuacja jest zupełnie inna.
W przebiegu prądu najwięcej jest w nim trzeciej harmonicznej i im dalej, tym mniejsze są
zawartości następnych.
Wyniki naszych badań pokrywają się więc z teorią, w myśl której, harmoniczne
kolejności zerowej występują wtedy, kiedy istnieje połączenie z ziemią, a brak tego
połączenia działa dla nich jak filtr.