3.1 Wyznaczanie współczynnika mocy układu przed i po kompensacji

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z problemem i metodami poprawy współczynnika mocy odbiorników przemysłowych.

3.2 Schematy połączeń

Rys 1. Schemat układu pomiarowego przed kompresją

Opis: Dokonujemy identyfikacji odbiornika poprzez pomiar mocy i napięcia dzięki której wyznaczymy współczynnik mocy przed kompresją

Rys 2. Schemat układu pomiarowego z kompresją

Opis: Dokonujemy identyfikacji odbiornika poprzez pomiar mocy i napięcia z połączonymi kondensatorami w gwiazdę dzięki której wyznaczymy współczynnik mocy

Rys 3. Schemat układu pomiarowego z kompresją

Opis: Dokonujemy identyfikacji odbiornika poprzez pomiar mocy i napięcia z połączonymi kondensatorami w trójkąt dzięki której wyznaczymy współczynnik mocy

3.3 Tabela pomiarowa

Tab. 1 Pomiary do obliczenia współczynnika mocy cosφ

Lp.	U1	U2	Uśr	I1	I2	Iśr	Ic	α1	α2	P	S	Q	cosφ	Uwagi
		V	V	V	A	A	A	A	dz	dz	W	VA	var		-
1.	380	380	380	2,90	2,6	2,75	-	29	-19	200	1810	1799	0,1105	Przed kompensacją
2.	380	380	380	2,10	1,7	1,90	0,8	22	-11	220	1251	1231	0,1759	Z kompensacją C=3,88μF/fazę
3.	380	380	380	0,65	0,5	0,58	2,3	14	7	210	378	315	0,5549	Z kompensacją C=- 6,47μF/fazę

3.4 Przykładowe obliczenia

Obliczamy moc czynną korzystam z następującego wzoru

Czyli po podstawieniu

Następnie obliczam moc pozorną

Do obliczenia mocy biernej wykorzystam poniższy wzór

Obliczam współczynnik mocy

Obliczam pojemność kondensatorów do uzyskania wypadkowego współczynnika mocy cos φ=0,95

3.5 Wykresy wektorowe

Wyk. 1 Wykres wektorowy dla identyfikacji odbiornika przed kompresją

Opis: Skala napięcia 1cm odpowiada 25V

skala natężenia prądu 1cm odpowiada 0,33A

Wyk. 2 Wykres wektorowy dla identyfikacji odbiornika z kompresją przy połączeniu kondensatorów w gwiazdę

Opis: Skala napięcia 1cm odpowiada 25V

skala natężenia prądu 1cm odpowiada 0,33A

Wyk. 3 Wykres wektorowy dla identyfikacji odbiornika z kompresją przy połączeniu kondensatorów w trójkąt

Opis: Skala napięcia 1cm odpowiada 25V

skala natężenia prądu 1cm odpowiada 0,33A

Uwagi i wnioski

Podczas wykonywania tego ćwiczenia zapoznaliśmy się ze sposobami poprawy współczynnika mocy biernej cosφ. Większość urządzeń przemysłowych takich jak spawarki, transformatory czy silniki indukcyjne pobierają oprócz mocy czynnej P także moc bierną Q. Przesyłanie mocy biernej z elektrowni jest niekorzystne gdyż zwiększają się straty przesyłu energii elektrycznej. . Ze względów ekonomicznych dąży się do ograniczenia przesyłu energii biernej. Dlatego zakłady przemysłowe które potrzebują duże zapotrzebowanie na moc bierną stosują naturalne sposoby poprawy współczynnika mocy tak jak odpowiedni dobór mocy instalowanych maszyn czy ograniczenie pracy na biegu jałowym. Jednakże zapotrzebowaniu na moc bierna może być tak duże iż nie wystarczą w/w środki i stosujemy tzw. kompensację mocy biernej czyli wytworzeniu mocy biernej na terenie zakładu. Głównie instaluje się kompensatory w rozdzielniach jednakże też na zaciskach odbiorników.

Wraz ze wzrostem pojemności dołączanych kondensatorów kompensujących, zwiększa się współczynnik mocy ( - rośnie,
- maleje)

Nasz układ połączony z kondensatorami w trójkąt (Rys 3) został przekomopensowany świadczy o tym ujemna wartość pojemność kondensatorów na fazę oraz wykres wektorowy dla połączenia układu z kondensatorami w trójkąt (wyk. 3)

Widzimy że moc pozorna jaki i moc czynna maleje po kompensacji co świadczy o mniejszym pobieraniu tejże mocy z elektrowni.

Przy zwiększaniu pojemności baterii kondensatorów, współczynnik mocy cosφ również się zwiększał. Jest to jeden ze sposobów poprawy współczynnika mocy. W praktyce dążymy do tego aby jego wartość była zbliżona do 1.Wówczas moc czynna jest równa mocy pozornej.

Układ badaliśmy na biegu jałowym gdyż w naszym przypadku silnik indukcyjny pobiera najmniejsze natężenie prądu a że jest to odbiornik o charakterze indukcyjnym to wtedy emituje dużą indukcję którą właśnie trzeba zmniejszać przez kompensację pojemnościową.

8

---