Pomiar mocy prądu jednofazowego v5


POLITECHNIKA LUBELSKA

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

LABORATORIUM MIERNICTWA

ELEKTRYCZNEGO

Ćwiczenie nr 11

Temat: Pomiar mocy prądu jednofazowego.

Zespól: ED 5.1.B

1.Chojnacki Paweł

2.Kalaska Paweł

3.Komada Paweł

CEL WICZENIA

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z metodami pomiaru mocy czynnej, biernej i pozornej a także wpływu poboru mocy przez mierniki oraz stosowania przekładników na dokładność pomiaru.

ZADANIE 1

Wyznaczanie przy bezpośrednim włączeniu mierników mocy czynnej, biernej i pozornej oraz współczynnika mocy jednofazowego odbiornika przy zadanym prądzie.

Schemat układu pomiarowego:

Opis aparatury pomiarowej:

W - ferrodynamiczny, kl.0.5; zakres cewki prądowej 5A,RWp=48mW, XWp=0.02 W; zakres cewki napięciowej 400V, RWn=150*UV ; nr PL.-P3-247-E6

A - elektromagnetyczny, kl.1, zakres 5A, RA=55 mW; XA=2Pf27*10-6 W

elektromagnetyczny, kl.1, zakres 300V, RV=13.33kW; nr PL.-P4-23-E6M

Tabela pomiarów i wyników obliczeń:

---

UV

IA=IO

PW

S`O

Q`O

cosf`O

PO

SO

QO

cosfO

dP

dSO

dQO

dcosfO

odb

V

A

W

VA

Var

---

W

VA

Var

---

%

%

%

%

R

220

1.3

280

286

58.3

0.98

279.8

285.8

58.3

0.98

0.06

0.07

0

0

RL

220

2.83

340

622.6

521.6

0.55

339.1

622

521.4

0.55

0.24

0.1

0.04

0

RLC

220

1.3

240

286

155.6

0.84

239.8

285.9

155.6

0.84

0.07

0.03

0

0

RC

220

2

310

440

312.2

0.70

309.5

439.6

312.1

0.70

0.13

0.09

0.04

0

L

220

2.5

50

550

547.7

0.09

49.3

549.7

547.5

0.09

1.30

0.05

0.03

0

C

220

1.5

5

330

330

0.02

4.8

330

329.9

0.01

4.86

0

0.02

100

LC

220

1

50

220

214.2

0.23

49.9

220

214.1

0.23

0.21

0

0.01

0

Przykładowe obliczenia (obc R):

S`O = UV *IA=220*1.3=286VA

Q`O = [(S`O)2 - (PW)2]1/2=(2862-2802)1/2=58.3Var

cosf`O = PW / S`O =280/286=0.98

PO = PW - (IA)2 *(RA + RWp)=280-1.32*(0.055+0.048)=279.8W

QO = Q`O - (IA)2*(XA + XWp)=58.3-1.32*2*P*50*(27+63)*10-6=58,3Var

SO = [(PO)2 + (QO)2]1/2=(279.82+58.32)1/2=285.8VA

cosfO = PO / SO=279.8/285.8=0.98

dP = 100*(PW - PO)/PO =100*(280-279.8)/279.8=0.06%

dSO = 100*(S`O - SO)/SO =100*(286-285.8)/285.8=0.07%

dQO = 100*(Q`O - QO )/QO =100*(58.3-58.3)/58.3=0%

dcosfO = 100*(cosf`O - cosfO)/cosfO=100*(0.98-0.98)/0.98=0%

ZADANIE 2

Wyznaczanie przy bezpośrednim włączeniu mierników mocy czynnej, biernej i pozornej oraz współczynnika mocy jednofazowego odbiornika przy zadanym napięciu.

Schemat układu pomiarowego:

Opis aparatury pomiarowej:

W - ferrodynamiczny, kl.0.5; zakres cewki prądowej 5A,RWp=48mW, XWp=0.02 W;

zakres cewki napięciowej 400V, RWn=150*UV ; nr PL.-P3-247-E6

A - elektromagnetyczny, kl.1, zakres 5A, RA=55 mW; XA=2Pf27*10-6 W

elektromagnetyczny, kl.1, zakres 300V, RV=13.33kW; nr PL.-P4-23-E6M

Tabela pomiarów i wyników obliczeń:

---

UV=UO

IA

PW

S`O

Q`O

cosf`O

PO

SO

QO

cosfO

dP

dSO

dQO

dcosfO

obc

V

A

W

VA

Var

---

W

VA

Var

---

%

%

%

%

R

230

1.33

290

305.9

97.3

0.95

284.2

300.4

97.2

0.95

2.03

1.83

0

0

RL

230

2.85

340

655.5

560.4

0.52

334.2

652.5

560.4

0.51

1.72

0.46

0

1.26

RLC

230

1.8

340

414

236.2

0.82

334.2

409.3

236.2

0.82

1.72

1.15

0

0

LC

230

1

55

230

223.3

0.24

49.2

228.7

223.3

0.22

11.71

0.57

0

11.08

L

230

2.5

50

575

572.8

0.09

44.2

574.5

572.8

0.08

13.03

0.09

0

16.89

C

230

1.55

5

356.5

356.5

0.01

-0.77

356.5

356.5

0

-753

0

0

---

RC

230

2.1

310

483

370.4

0.64

304.2

479.3

370.4

0.64

1.9

0.77

0

0

Przykładowe obliczenia (obc R):

S`O = UV *IA=230*1.33= 305.9VA Q`O = [(S`O)2 - (PW)2]1/2=(305.92-2902)1/2=97.3Var

cosf`O = PW / S`O=290/305.9=0.95

PO = PW - (UV)2 *(1/RV + 1/RWn)=290-2302*[1/13330+1/(150*230)]=284.2W

SO = {(S`O)2 - [(PW)2 - (PO)2]}1/2=[305.92-(2902-284.22)]1/2=300.4VA

QO = [(S`O)2 - (PW)2]1/2=(305.92-2902)=97.2Var cosfO = PO / SO=284.2/300.4=0.95

dP = 100*(PW - PO)/PO=100*(290-284.2)/284.2=2.03% dQO = 0%

dSO = 100*(S`O - SO)/SO=100*(305.9-300.4)/300.4=1.83%

dcosfO = 100*(cosf`O - cosfO)/cosfO=100*(0.95-0.95)/0.95=0%

ZADANIE 3

Wyznaczanie przy półpośrednim włączeniu mierników mocy czynnej, biernej i pozornej oraz współczynnika mocy jednofazowego odbiornika przy zadanym prądzie.

Schemat układu pomiarowego:

Opis aparatury pomiarowej:

W - ferrodynamiczny, kl.0.5; zakres cewki prądowej 5A,RWp=48mW, XWp=0.02 W;

zakres cewki napięciowej 400V, RWn=150*UV ; nr PL.-P3-247-E6

A - elektromagnetyczny, kl.1, zakres 5A, RA=55 mW; XA=2Pf27*10-6 W

elektromagnetyczny, kl.1, zakres 300V, RV=13.33kW; nr PL.-P4-23-E6M

Przekładnik prądowy - zakres 10A, PL.-P3-40E61

Tabela pomiarów i wyników obliczeń:

---

UV

IA

IO

P`W

P`O

S`O

Q`O

cosf`O

PO

SO

QO

cosfO

dP

dSO

dQO

dcosfO

obc

V

A

A

W

W

VA

Var

---

W

VA

Var

---

%

%

%

%

R

220

4.6

9.2

1010

2020

2024

127.2

1

2018

2022

126.8

1

0.11

0.11

0.32

0

RC

220

4.7

9.4

1020

2040

2068

339.2

0.99

2038

2066

339.4

0.99

0.11

0.11

-0.06

0

RLC

220

4.75

9.5

1040

2080

2090

204.2

1

2078

2088

204.3

1

0.11

0.11

-0.05

0

LC

220

0.5

1

10

20

220

219.1

0.09

20

220

219.1

0.09

0.13

0

0

0

L

220

1.2

2.4

20

40

528

526.5

0.08

40

528

526.5

0.08

0.37

0

0

0

C

220

1.8

3.6

10

20

792

791.7

0.03

20

792

791.8

0.02

1.7

0

-0.01

50

RC

220

4.7

9.4

1030

2060

2068

181.7

1

2058

2066

182.5

1

0.11

0.11

-0.44

0

Przykładowe obliczenia (obc R):

P`O = n izn *PW =2*1010=2020W

S`O = n izn *UV *IA =2*220*4.6=2024VA

Q`O = [(S`O)2 - (P`O)2]1/2 =(20242-20202)1/2=127.2Var

cosf`O = P`O/ S`O=2020/2024=1

PO = n izn *PW - (Ia)2*[RA + RWp + Ppizn *( n izn)2 /(I1zn)2]=2*1010-4.62*[0.055+0.048+0]=2018W

SO = {(S`O)2 - [(P`O)2 - (PO)2]}1/2 =[20242-(20202+20182)]1/2=2022VA

QO = [(SO)2 - (PO)2]1/2=(20222-20182)1/2=126.8Var

cosfO = PO / SO=2018/2022=1

dP = 100*(P`O - PO)/PO=100*(2020-2018)/2018=0.11%

dSO = 100*(S`O - SO)/SO=100*(2024-2022)/2022=0.11%

dQO = 100*(Q`O - QO )/QO=100*(127.2-126.8)/126.8=0.32%

dcosfO = 100*(cosf`O - cosfO)/cosfO=100*(1-1)/1=0%

ZADANIE 4

Wyznaczanie przy półpośrednim włączeniu mierników mocy czynnej, biernej i pozornej oraz współczynnika mocy jednofazowego odbiornika przy zadanym napięciu.

Schemat układu pomiarowego:

Opis aparatury pomiarowej:

W - ferrodynamiczny, kl.0.5; zakres cewki prądowej 5A,RWp=48mW, XWp=0.02 W;

zakres cewki napięciowej 400V, RWn=150*UV ; nr PL.-P3-247-E6

A - elektromagnetyczny, kl.1, zakres 5A, RA=55 mW; XA=2Pf27*10-6 W

elektromagnetyczny, kl.1, zakres 300V, RV=13.33kW; nr PL.-P4-23-E6M

Przekładnik prądowy - zakres 10A, PL.-P3-40E61

Tabela pomiarów i wyników obliczeń:

---

UV

IA

IO

PW

P`O

S`O

Q`O

cosf`O

PO

SO

QO

cosfO

dP

dSO

dQO

dcosfO

obc

V

A

A

W

W

VA

Var

---

W

VA

Var

---

%

%

%

%

R

220

4.65

9.3

1000

2000

2046

431.4

0.98

1994

2040

431.5

0.98

0.27

0.25

-0.02

0

RC

220

4.7

9.4

1000

2000

2068

526

0.97

1994

2062

525.8

0.97

0.27

0.25

0.04

0

RLC

220

4.8

9.6

1010

2020

2112

204.9

0.96

2014

2106

204.9

0.96

0.26

0.28

0

0

LC

220

0.5

1

40

80

220

546.7

0.36

74.7

218.1

546.7

0.34

7.15

0.87

0

6.2

L

220

1.25

2.5

30

60

550

546.7

0.11

54.7

549.7

546.7

0.10

9.77

0.11

0

0

C

220

0.75

1.5

10

20

330

329.4

0.06

14.7

330

329.4

0.04

36.4

0

0

50

R

220

4.9

9.8

1020

2040

2156

697.7

0.95

2034

2150

694.7

0.95

0.26

0.28

0.43

0

Przykładowe obliczenia (obc R):

P`O = n izn *PW =2*1000=2000W

S`O = n izn *UV *IA =2*220*4.65=2046VA

Q`O = [(S`O)2 - (P`O)2]1/2 =(20462-20002)1/2=431.4Var

cosf`O = P`O/ S`O=2000/2046=0.98

PO = n izn *PW - (UV)2*(1/RV + 1/33000 ) =2*1000-2202*(1/13330+1/33000)=1994W

SO = {(S`O)2 - [(P`O)2 - (PO)2]}1/2 =[20462-(20002-19942)]1/2=2040VA

QO = [(SO)2 - (PO)2]1/2 =(20402-19942)1/2=431.5Var

cosfO = PO / SO=1994/2040=0.98

dP = 100*(P`O - PO)/PO =100*(2000-1994)/1994=0.27%

dSO = 100*(S`O - SO)/SO =100*(2046-2040)/2040=0.25%

dQO = 100*(Q`O - QO )/QO =100*(431.4-431.5)/431.5=-0.02%

dcosfO = 100*(cosf`O - cosfO)/cosfO=100*(0.98-0.98)/0.98=0

ZADANIE 5

Wyznaczanie przy pośrednim włączeniu mierników mocy czynnej, biernej i pozornej oraz współczynnika mocy jednofazowego odbiornika przy zadanym prądzie.

Schemat układu pomiarowego:

Opis aparatury pomiarowej:

W - ferrodynamiczny, kl.0.5; zakres cewki prądowej 5A,RWp=48mW, XWp=0.02 W;

zakres cewki napięciowej 400V, RWn=150*UV ; nr PL.-P3-247-E6

A - elektromagnetyczny, kl.1, zakres 5A, RA=55 mW; XA=2Pf27*10-6 W

elektromagnetyczny, kl.1, zakres 300V, RV=13.33kW; nr PL.-P4-23-E6M

Przekładnik prądowy - zakres 10A, PL.-P3-40E61

Przekładnik napięciowy - zakres 250V, PL.-P3-84-E6

Tabela pomiarów i wyników obliczeń:

---

UV

UO

IA

IO

PW

P`O

S`O

Q`O

cosf`O

PO

dp.

obc

V

V

A

A

W

W

VA

Var

---

W

%

R

88

220

4.7

9.4

405

2025

2068

419.5

0.98

2024

0.06

RC

88

220

4.75

9.5

405

2025

2090

517.2

0.97

2024

0.06

RLC

88

220

4.85

9.7

425

2125

2134

195.8

1

2124

0.06

LC

88

220

0.5

1

10

50

220

214.2

0.23

48.8

2.47

RL

88

220

4.95

9.9

430

2150

2178

348.1

0.99

2149

0.06

C

88

220

0.75

1.5

5

25

330

329.1

0.08

23.8

5.07

L

88

220

1.25

2.5

15

75

550

544.9

0.14

73.8

1.63

Przykładowe obliczenia (obc R):

P`O = n uzn * n izn *PW =2.5*2*405=2025W

S`O = n uzn * n izn *UV *IA =2.5*2*405*4.7=2068VA

Q`O = [(S`O)2 - (P`O)2]1/2=(20682-20252)1/2=419.5Var

cosf`O = P`O/ S`O=2025/2068=0.98

PO = n uzn * n izn *PW - (IA)2*(Ra + RWp ) - Ppizn *(IA* n izn /I1zn)2=2.5*2*405-4.72*(0.055+0.048)=2024W

dP = 100*(P`O - PO)/PO =100*(2025-2024)/2024=0.06%

ZADANIE 6

Wyznaczanie przy pośrednim włączeniu mierników mocy czynnej, biernej i pozornej oraz współczynnika mocy jednofazowego odbiornika przy zadanym napięciu

Schemat układu pomiarowego:

Opis aparatury pomiarowej:

W - ferrodynamiczny, kl.0.5; zakres cewki prądowej 5A,RWp=48mW, XWp=0.02 W;

zakres cewki napięciowej 400V, RWn=150*UV ; nr PL.-P3-247-E6

A - elektromagnetyczny, kl.1, zakres 5A, RA=55 mW; XA=2Pf27*10-6 W

elektromagnetyczny, kl.1, zakres 300V, RV=13.33kW; nr PL.-P4-23-E6M

Przekładnik prądowy - zakres 10A, PL.-P3-40E61

Przekładnik napięciowy - zakres 250V, PL.-P3-84-E6

Tabela pomiarów i wyników obliczeń:

---

UV

UO

IA

IO

PW

P`O

S`O

Q`O

cosf`O

PO

dp.

obc

V

V

A

A

W

W

VA

Var

---

W

%

R

88

220

4.63

9.26

402

2010

2037

331.8

0.99

2008

0.10

RC

88

220

4.68

9.36

405

2025

2059

373.7

0.98

2023

0.11

RLC

88

220

4.75

9.5

412

2060

2090

352.8

0.99

2058

0.11

LC

88

220

0.5

1

20

100

220

196

0.45

100

0

RL

88

220

4.95

9.9

410

2050

2178

735.7

0.94

2047

0.12

L

88

220

1.3

2.6

10

50

572

569.8

0.09

50

0

C

88

220

0.7

1.4

0

0

308

308

0

0

0

Przykładowe obliczenia (obc R):

P`O = n uzn * n izn *PW =2.5*2*402=2010W S`O = n uzn * n izn *UV *IA =2.5*2*88*4.63=2037VA

Q`O = [(S`O)2 - (P`O)2]1/2 =(20372-20102)1/2=331.8Var cosf`O = P`O/ S`O=2010/2037=0.99

PO = n uzn * n izn *PW - (UV)2*(1/RV + 1/RWn ) - Ppuzn *(UV* n uzn /U1zn)2=

=2.5*2*402-882*(1/13330+1/33000)=2008W

dP = 100*(P`O - PO)/PO=100*(2010-2008)/2008=0.10%

Uwagi i wnioski

W metodach pomiarowych, w których poprawnie mierzono napięcie błędy wynikają z przepływu prądu przez cewkę napięciową watomierza i ustrój woltomierza. Natomiast w metodach, w których poprawnie mierzono prąd błędy wynikają ze spadku napięcia na ustroju amperomierza oraz na cewce prądowej watomierza.

Wykonywanie w ćwiczeniu pomiarów metodą półpośrednią i pośrednią miało jedynie cel edukacyjny. Z metrologicznego punktu widzenia zastosowanie w badanych układach przekładników było bezcelowe, gdyż użyta aparatura pomiarowa pozwalała na pomiar interesujących nas wielkości bezpośrednio.

Należy pamiętać, że przekładniki wprowadzają błędy kątowe (ważne przy pomiarach mocy) oraz błędy przekładni. Te ostatnie są tym mniejsze im bardziej wielkości z nimi związane są bliższe wartościom znamionowym.

Pomiary i obliczenia pozwalają stwierdzić, że wpływ mierników na wartość wielkości mierzonej maleje ze wzrostem wartości tej wielkości. Np. przy pomiarze mocy czynnej odbiornika metodą pośrednią (duże wartości mocy) błędy wynikające z poboru mocy przez mierniki są tak małe, że wartość mocy otrzymana z obliczeń przybliżonych praktycznie nie różni się od wartości otrzymanej z obliczeń dokładnych (np. zad 6 obc RLC : P`O =2060W, PO =2058W, dP=0.1%).

O

V

W

A

At

~

A

W

~

At

V

O

At

O

W

A

V

~

K L

K l

At

~

O

K L

K l

V

W

A

At

~

O

K L

k l

W A

M N

m. n

V

At

~

O

K L

k l

W A

M N

m. n

V



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Pomiar mocy prądu jednofazowego v11
Cw 3 Pomiar mocy pradu jednofazowego
Pomiar Mocy Prądu Jednofazowego, Politechnika Łódzka, metrologia- sprawozdania
Pomiar mocy prądu jednofazowego v12
Pomiar mocy prądu jednofazowego v9
Pomiar mocy prądu jednofazowego v2
Pomiar mocy prądu jednofazowego
POMIAR MOCY PRĄDU PRZEMIENNEGO JEDNOFAZOWEGO
Pomiary mocy w obwodach jednofazowych prądu przemiennego
POMIARY MOCY W OBW JEDNOFAZ PRĄDU PRZEMIENNEGO
Cw1 3 POMIARY MOCY PRĄDU STAŁEGO I PRZEMIENNEGO
Pomiar rezystancji i pomiar mocy prądu stałego., ZESPÓL SZKÓŁ ELEKTRONICZNYCH
Pomiar mocy prdu jednofazowego
Cw1 3 POMIARY MOCY PRĄDU STAŁEGO I PRZEMIENNEGO

więcej podobnych podstron