AGH - Instytut Maszyn i Sterowania Układów Elektroenergetycznych		Jerzy Machał
Laboratorium: Metrologia
Wydział: EAiE	Rok: 1995/96		Grupa studencka: 4
Kierunek: Elektrotechnika	Rok studiów: II		Grupa ćwiczeniowa: B
	Semestr: 4		Numer ćwiczenia: 10
Temat ćwiczenia: Pomiary mocy czynnej i biernej w obwodach sieci trójfazowej .
Data wykonania ćwiczenia: 19.03.97.		Data zaliczenia:

1) Podstawowe pomiary sieci 3-fazowej.

a) Sprawdzanie symetrii sieci zasilającej przez pomiar wartości skutecznych napięć fazowych i przewodowych:

Do pomiaru wartości skutecznej napięć został użyty woltomierz elektromagnetyczny UM-3 o zakresie pomiarowym 0300 V oraz 0600 V .

L.p.	UR [V]	US[V]	UT[V]	URS[V]	UST[V]	UTR[V]
1	210	210	210	370	370	370

Błąd względny pomiaru napięcia wynosi :

d_U= gdzie: k-klasa UM-3 (k=1,5) , W-wartość umowna (tzn. zakres pomiarowy)

W_W-wartość wskazana

d_U=0.02 dla napięć fazowych ;

d_U=0.03 dla napięć przewodowych .

b) Wyznaczenie kolejności faz:

Każdy z trzech dostępnych wskaźników kolejności faz podłączyliśmy zgodnie z opisem znajdującym się na nich; obserwując wskazania oraz zachowania mierników sprawdziliśmy kolejność faz.

Wskaźnik elektroniczny LIBELLA kolejność faz sygnalizuje poprzez stan diody.

Wskaźnik mechaniczny NORMA :

• kolejność zgodna - tarcza obraca się w prawo ,

• kolejność niezgodna - tarcza obraca się w lewo .

Wskaźnik „ TRZECI „

• kolejność zgodna - wskaźnik nie świeci ,

• kolejność niezgodna - wskaźnik świeci.

2) Pomiar jednym watomierzem mocy czynnej i biernej w sieci trójprzewodowej

a) Pomiar mocy czynnej

Schemat układu pomiarowego z jednym watomierzem sieci trójprzewodowej

P=3*P_w

Zasilanie symetryczne trójfazowe

A1,2,3 - amperomierz elektromagnetyczny LE-1 kl. 0,5 o zakresie 5 A

V1,2,3 - zestaw woltomierzy elektromagnetycznych kl. 1,5 o zakresie 0250 V

W- watomierz elektrodynamiczny kl. 0,2 o zakresie 1 A, 300 V .

Odbiornik: zestaw żarówek, silnik elektryczny

Rw- cewka napięciowa watomierza

Rw=Rd1=Rd2= 20 k

Tabela pomiarowa:

	UR [V]	US [V]	UT [V]	IR [A]	IS [A]	IT [A]	PW [W]	P [W]	dUr	dUs	dUt	dIr	dIs	dIt	dp
Silnik i żarówki	225	225	220	1,05	1,05	1,05	194	582	0,02	0,02	0,02	0,03	0,03	0,03	0,01
Żarówki	225	225	220	0,75	0,7	0,75	162	482	0,02	0,02	0,02	0,04	0,04	0,04	0,01

Wszystkie błędy liczone wg wzoru z punktu 1a .

Dla pomiaru mocy błąd jednego wskazania mnożymy razy 3 .

Pomiar mocy biernej

Schemat układu pomiarowego z jednym watomierzem sieci trójprzewodowej

Q=⋅P_W ; P_W-moc wskazana przez watomierz

Tabela pomiarowa:

	UR[V]	US[V]	UT[V]	IR[A]	IS[A]	IT[A]	PW[W]
Silnik+żarówki	220	225	225	1,05	1,025	1,05	243

Q=P=421 [W] ; Q-moc bierna odbiornika .

Błędy liczono jak wyżej :

d_U=0,02 ; d_I=0,03 ; d_P=0,003

d_Q=d_P=0,005

Obliczenie cosj

cosj==0,81 ; gdzie P=194 [W] (moc jednej fazy ) .

d_cosj=d_Q=0,02

3) Układ Arona pomiaru mocy w sieciach trójfazowych trójprzewodowych.

a) specyfika układu Arona (wychylenie watomierzy) przy pomiarze mocy czynnej odbiornika o charakterze indukcyjnym oraz odbiornika o charakterze pojemnościowym

b) kompensacja mocy biernej pobieranej przez silnik za pomocą dołączonej równolegle baterii kondensatorów

Schemat pomiarowy mocy w sieciach trójprzewodowych, wraz z baterią kondensatorów do kompensacji mocy biernej;

P= PW1+PW2

Zasilanie symetryczne trójfazowe

A1,2,3 - amperomierz elektromagnetyczny LE-1 kl. 0,5 o zakresie 5 A

V1,2,3 - zestaw woltomierzy elektromagnetycznych kl. 1,5 o zakresie 0250 V

W1,2- watomierz elektrodynamiczny kl. 0,2 o zakresie 1 A, 450 V;

Bateria kondensatorów- po 2 kondensatory połączone w gwiazdę po 5F każdy

Odbiornik: zestaw żarówek, silnik elektryczny,

Kompensację mocy biernej pobieranej przez silnik należy przeprowadziłem dołączając równolegle baterię kondensatorów.

Tabela pomiarowa:

	UR [V]	US [V]	UT [V]	IR [A]	IS [A]	IT [A]	PR [W]	PT [W]	p [W]	DIR	DIS	DIT	DPR	DPT	DP	DU
Silnik i żarówki	225	225	225	1,05	1,05	1,1	159	402	561	0,02	0,02	0,02	0,05	0,02	0,03	0,02
Silnik , żar.+0,5 kond.	220	220	220	0,9	0,87	0,9	219	336	555	0,03	0,03	0,03	0,04	0,02	0,03	0,02
Silnik , żarówki i kond.	220	220	220	0,85	0,85	0,85	282	276	558	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,02

Błędy pomiaru napięć i prądów obliczono jak wyżej :

Błąd pomiaru mocy :

P_R=3

gdzie : W-wartość umowna (zakres) ; W_W-wartość mierzona ; 3 - ponieważ P_R=3*P_W

d_p=

Tabela obliczeń

	Q[w]	cosj	dQ	dcosj
Silnik i żarówki	421	0,80	0,07	0,01
Siln. , żarów. i kond.	203	0,94	0,13	0,02
Siln. , żarów. i kond.	11	0,99	2,8	0,03

Wzory do obliczeń w tabeli :

Q=(P_T-P_R) ; cosj=

Błędy względne obliczono ze wzorów :

d_Q=

d_cosj=d_Q]

WNIOSKI

Jak łatwo można zauważyć , poprzez stosowanie równolegle połączonych kondensatorów z uzwojeniem silnika otrzymuje się kompensowanie mocy biernej indukcyjnej i silnik zachowuje się prawie jak odbiornik rezystancyjny . Zmniejsza to oczywiście rachunek za energię elektryczną i jest chętnie stosowane zwłaszcza w przypadku dużych mocy .

4

---