LABORATORIUM MIERNICTWA ELEKTRYCZNEGO

ćwiczenie 4

Temat ćwiczenia: Pomiar mocy biernej odbiorników trójfazowych .

Cel ćwiczenia: Poznanie metod i przyrządów do pomiaru mocy biernej

odbiorników prądu przemiennego.

Spis przyrządów.

1. Woltomierze :

firmy ERA; typ LE-1; kl. 0.5; zakres= (150; 300) V; α_max= (60; 75) dz;

U=150 V I=45mA; U=300 I=22.5 mA;

nr inw. F1-IVa-88

F1-IVa-90

F1-IVa-197

2. Rezystory ;

firmy ERA do woltomierzy LE-1; typ OD 21; zakres= 600 V;

nr inw. F1-IVa-165

F1-IVa-197

brak

3. Amperomierze :

firmy ERA; typ LE-1; kl. 0.5; zakres= (5;10) A; α_mzx=100 dz.; I=5 A R_A=72 mΩ; I=10 A R_A=22 mΩ;

nr inw. F1-IVa-131

F1-IVa-175

F1-IVa-194

4. Watomierze :

firmy ERA; typ LE-1; kl. 0.5; zakres U= (100; 200; 400) V I= (5;10) A; α_max=100 dz.; R_U=150 Ω/V; I=5 A R_A=63 mΩ; I=10 A R_A=23 Ω;

nr inw. F1-IVa-103

F1-IVa-199

F1-IVa-200

5. Przenośne stanowisko pomiarowe

produkcji Czechosłowackiej;

woltomierz α_max=55 dz.; zakres=(110; 220; 440; 550) V; kl. 1;

trzy amperomierze α_max=60 dz.; zakres= (5; 10; 25; 50; 100) A; kl. 1;

waromierz α_max=50 dz.; kl. 1;

6. Amperomierz kleszczowy

firmy Elbro; typ DM-6052; zakres=20 A; rozdzielczość 0.01 A; błąd pomiaru ±(1.2%wm+ 5LSD)

nr inw. IVh-1256

7. Obiekt badany trójfazowy silnik klatkowy:

typ SZJe 34 b; Δ / Υ U=220/380 V I=14.6/8.5 A ; P=4 kW ; cosϕ=0.85; 1430 obr./min;

nr inw. IVa-410

Pomiary

Przebieg pomiarów.

W ćwiczeniu wykonujemy pomiar mocy biernej, w układzie trójfazowym , odbiornika którym jest silnik klatkowy pracujący bez obciążenia. Pomiary wykonujemy w układach:

• jednego watomierza;

• dwóch watomierzy, tutaj zamiast opornika dodatkowego o R=R_WV użyliśmy niewykorzystywanego w tym punkcie ćwiczenia watomierza włączając zamiast opornika jego obwód napięciowy;

• trzech watomierzy, dodatkowo dokonujemy pomiaru prądu amperomierzem kleszczowym;

• pomiar przy użyciu przenośnego stanowiska pomiarowego;

Za każdym razem montujemy układ według schematu i odczytujemy wskazania mierników.

1. Pomiar mocy biernej w układzie jednego watomierza.

1.1 Układ pomiarowy.

1.2 Tabela wyników pomiarów.

I	±ΔI	δI	U	±ΔU	δU
A	A	%	V	V	%
4,20	0,03	0,6	382	3	0,8
P.	±ΔP.	δP.	ΔPmetody	δPmetody
W	W	%	W	%
1600	10	0,7	-8	0,5
Q	±ΔQ	δQ	ΔQmetody	δQmetody
var	Var	%	var	%
2770	18	0,7	-14	0,5
cosϕ	±Δcosϕ	δcosϕ
-	-	%
0,1	0,3	365

1.3 Przykładowe obliczenia.

2. Pomiar mocy biernej w układzie dwóch watomierzy.

1. Układ pomiarowy.

2.2 Tabela wyników pomiarów.

I1	±ΔI1	δI1	I2	± ΔI2	δI2	URS	±ΔURS	δ URS	UST	±ΔUST	δUST
A	A	%	A	A	%	V	A	%	V	A	%
4,40	0,03	0,6	4,25	0,03	0,6	385	3	0,8	390	3	0,8
P1	P2	±ΔP	ΣP	±ΔΣP	δΣP	ΔPmetod	δPmetod	ΔΣPmetod	δΣPmetod
W	W	W	W	W	%	W	%	W	%
890	740	10	1630	20	2	-4	0,5	-8	0,5
Q	±ΔQ	δQ	ΔQmetod	δQmetod
var	var	%	var	%
2823	35	2	-13	0,5
cosϕ1	±Δcosϕ1	δcosϕ1	cosϕ2	±Δcosϕ2	δcosϕ2
-	-	%	-	-	%
0,27	0,09	33	0,2	0,2	59

2.3 Przykładowe obliczenia.

3. Pomiar mocy biernej trzema watomierzami.

1. Układ pomiarowy.

2. Tabele wyników pomiarów.

I1	±ΔI1	δI1	I2	± ΔI2	δI2	I3	±ΔI3	δI3
A	A	%	A	A	%	A	A	%
4,35	0,03	0,6	4,25	0,03	0,6	4,2	0,03	0,6
URS	±ΔURS	δURS	UST	±ΔUST	δUST	UTR	±ΔUTR	δUTR
V	A	%	V	A	%	V	A	%
385	3	0,8	388	3	0,8	389	3	0,8
P1	P2	P3	± ΔP.	ΣP.	ΔΣP.	δΣP.	ΔPmet	δPmet	ΔΣPmet	ΔΣPmet
W	W	W	W	W	W	%	W	%	W	%
1640	1620	1600	10	4860	30	0,7	-9	0,6	-25	0,6
Q	±ΔQ	δQ	ΔQmwt	δQmet
var	var	%	var	%
2806	18	0,7	-15	0,6
cosϕ1	±Δcosϕ1	δcosϕ1	cosϕ2	±Δcosϕ2	δcosϕ2	cosϕ3	±Δcosϕ3	δcosϕ3
-	-	%	-	-	%	-	-	%
0,3	0,2	47	0,2	0,2	89	0,1	0,3	189
miernik cęgowy
I1	±ΔI1	δI1	I2	±ΔI2	δI2	I3	±ΔI3	δI3
A	A	%	A	A	%	A	A	%
4,1	0,1	3	4,0	0,1	3	4,12	0,1	3

3. Przykładowe obliczenia.

4.1 Pomiar mocy biernej przy użyciu przenośnego stanowiska pomiarowego.

1. Tabele wyników pomiarów.

Q	±ΔQ	δQ	U	±ΔU	δU
var	var	%	V	V	%
3280	22	0,7	384	4	1
I1	±Δ I1	δ I1	I2	±Δ I2	δ I2
A	A	%	A	A	%
4,4	0,05	2	4,4	0,05	2

2. Przykładowe obliczenia.

Wnioski i spostrzeżenia.

W ćwiczeniu mierzyliśmy moc bierną , w układzie trójfazowym, pobieraną przez odbiornik, którym był silnik asynchroniczny pracujący bez obciążenia, pobierający w tym stanie dużą moc bierną. W pomiarach wykorzystywaliśmy watomierze, których cewki napięciowe wpięte były w inne fazy niż cewka prądowa miernika. Po przeliczeniu wskazań otrzymaliśmy wynik pomiaru mocy biernej. Pomiary wykonywaliśmy w kilku różnych układach co umożliwiło nam porównanie ich ze sobą. Tak więc układ dwóch i trzech watomierzy stosujemy przy niesymetrycznym obciążeniu natomiast układ jednego watomierza możemy zastosować tylko przy symetrycznym obciążeniu, tak jak w tym wypadku, jednakże dwa pierwsze układy dają większą pewność pomiaru. Z naszych pomiarów wynika, że układ jednego i trzech watomierzy charakteryzuje się najmniejszym, zbliżonym do siebie, błędem pomiaru mocy biernej i błędem metody, natomiast układ dwóch watomierzy ma większy błąd pomiaru mocy biernej dlatego ze względu na dokładność pomiaru korzystniej jest stosować oba pozostałe układy ( układ jednego watomierza z zastrzeżeniem, że odbiornik jest symetryczny). W ćwiczeniu użyliśmy do pomiaru także przenośnego stanowiska pomiarowego jednak uzyskany nim wynik pomiaru uznajemy za zły ponieważ wskazana moc bierna jest większa o obliczonej mocy pozornej i różni się zasadniczo od wyniku uzyskanego w trzech poprzednich pomiarach. Oprócz mocy biernej wyznaczyliśmy pośrednio cosϕ odbiornika jednak ten sposób wyznaczenia cosϕ charakteryzuje się dużym błędem, z uwagi na to, iż obliczony przez nas cosϕ jest funkcją mocy biernej, prądu i napięcia. Jednak jego wartość zgadza się z naszymi oczekiwaniami gdyż nieobciążony silnik asynchroniczny ma mały cosϕ. Dodatkowo podczas pomiaru mocy w układzie trzech watomierzy dokonaliśmy pomiaru prądu miernikiem cęgowym. Uzyskane wyniki pomiarów pozwalają zauważyć, iż miernik ten ma mniejszą dokładność niż mają

użyte przez nas w układzie amperomierze ( błąd był rząd wielkości większy). Jednakże zapewnia on i tak stosunkowo dużą dokładność pomiaru a sposób wykonywania pomiaru ( bez ingerencji w układ prądowy ) jest szybki i wygodny co ma znaczenie przy pomiarach przemysłowych.

1

---