Laboratorium Miernictwa elektrycznego 2	Prowadzący laboratorium:
DATA WYKONANIA:	ĆWICZENIE 6	Rok akademicki
DATA ODDANIA:	Temat Cwiczenia: POMIARY MOCY BIERNEJ	OCENA:

1. CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze sposobem pomiaru mocy biernej w symetrycznych układach trójfazowych.

2. SPIS PRZYRZĄDÓW POMIAROWYCH

2.1. Amperomierze elektromagnetyczne

• typ: LE-3

• kl.: 0,5

• zakresy: 3A / 6A

• rezystancja wewnętrzna: 3A-36mΩ;

6A-10mΩ;

2.1.1. numer inwentarzowy: I29 IVa 3164

2.1.2. numer inwentarzowy: I29 IVa 1477

2.1.3. numer inwentarzowy: I29 IVa 1479

1. Woltomierze elektromagnetyczne

• typ: LE-3

• kl.: 0,5

• zakresy: 75 / 150 / 300 / 600V

• rezystancja wewnętrzna: 75V / 10mA

(150÷600)V / 5mA

2.2.1. numer inwentarzowy: I29 IVa 4632

2.2.2. numer inwentarzowy: I29 IVa 4516

2.2.3. numer inwentarzowy: I29 IVa 4230

2. Watomierze ferrodynamiczne

• typ: LW-1

• kl.: 0,5

• zakresy: napięciowe: 200 / 400V

prądowe: 2,5 / 5A

• rezystancja wewnętrzna: napięciowe (150Ω/V)*Un

prądowe: 2,5A - 170mΩ

• α_max 100[dz]

2.3.1. numer inwentarzowy: I29 IVa 3602

2.3.2. numer inwentarzowy: I29 IVa 3597

2.3.3. numer inwentarzowy: I29 IVa 3598

2. Przetwornice elektromaszynowe:

2.4.1. silnik asynchroniczny, trójfazowy, klatkowy

• numer inwentarzowy: I29 IVa 4017

2.4.2. prądnica prądu stałego

• numer inwentarzowy: I29 IVa 4016

2. Przekładniki prądowe

• typ: YTT-5M

• cosφ: 0,8÷1

• kl.: 0,2

• przekł.: 50/5A, 15/5A

3. SCHEMATY UKŁADÓW POMIAROWYCH

Rys.1. Schemat układu do pomiaru mocy biernej za pomocą jednego watomierza

Rys.2. Schemat układu do pomiaru mocy biernej za pomocą dwóch watomierzy. Układ Arona

(Rw jest rezystancją cewki napięciowej watomierza)

4. TABELE POMIAROWE

4.1. Pomiar mocy biernej jednym watomierzem

Tabela1. Pomiar mocy biernej w stanie jałowym

I [A]	U [V]	δgϑ [%]	δas [%]	P [W]	δgP [%]	ΔgPwah [W]	δgPwah [%]	urel%(P) [%]	uτ(P) [W]	U(P) [W]	Q [var]	Urel%(Q) [%]	Q±Urel%(Q) [var]
0,55	400,0	0,2	0,5	202,0	2,47	5	2,47	2,0	2,0	4,7	350	2,3	350± 2,3%

Tabela2. Pomiar mocy biernej w pierwszym stanie obciążenia

I [A]	U [V]	δgϑ [%]	δas [%]	P [W]	δgP [%]	ΔgPwah [W]	δgPwah [%]	urel%(P) [%]	uτ(P) [W]	U(P) [W]	Q [var]	Urel%(Q) [%]	Q±Urel%(Q) [var]
1,45	398,0	0,2	0,5	336,0	2,98	10	2,98	2,4	3,4	7,8	582	2,3	582± 2,3%

Tabela3. Pomiar mocy biernej w drugim stanie obciążenia

I [A]	U [V]	δgϑ [%]	δas [%]	P [W]	δgP [%]	ΔgPwah [W]	δgPwah [%]	urel%(P) [%]	uτ(P) [W]	U(P) [W]	Q [var]	Urel%(Q) [%]	Q±Urel%(Q) [var]
2,85	295,0	0,2	0,5	582,0	1,72	10	1,72	1,4	5,8	13,5	1008	2,3	1008±2,3%

2. Pomiar mocy biernej układem Arona

Tabela4. Pomiar mocy biernej za pomocą dwóch watomierzy w stanie jałowym

I1 [A]	I2 [A]	U1 [V]	U2 [V]	δgϑ [%]	δas [%]	P1 [W]	P2 [W]	δgP1 [%]	δgP2 [%]	ΔgPwah [W]	δgPwah1 [%]	δgPwah2 [%]	urel%(P1) [%]	urel%(P2) [%]	uτ(P) [W]	U(P) [W]	Urel%(Q) [%]
0,59	0,52	408	402	0,2	0,5	82,5	119	3,0	3,1	2,5	3,0	3,1	2,5	4	5,15	12	6

Wynik pomiaru:
, p=0,95

Tabela4. Pomiar mocy biernej za pomocą dwóch watomierzy w pierwszym stanie obciążenia

I1 [A]	I2 [A]	U1 [V]	U2 [V]	δgϑ [%]	δas [%]	P1 [W]	P2 [W]	δgP1 [%]	δgP2 [%]	ΔgPwah [W]	δgPwah1 [%]	δgPwah2 [%]	urel%(P1) [%]	urel%(P2) [%]	uτ(P) [W]	U(P) [W]	Urel%(Q) [%]
1,42	1,25	404	399	0,2	0,5	42	269	11,9	1,9	5	11,9	1,9	9,7	1,6	5,93	13,8	4,5

Wynik pomiaru:
, p=0,95

Tabela4. Pomiar mocy biernej za pomocą dwóch watomierzy w drugim stanie obciążenia

I1 [A]	I2 [A]	U1 [V]	U2 [V]	δgϑ [%]	δas [%]	P1 [W]	P2 [W]	δgP1 [%]	δgP2 [%]	ΔgPwah [W]	δgPwah1 [%]	δgPwah2 [%]	urel%(P1) [%]	urel%(P2) [%]	uτ(P) [W]	U(P) [W]	Urel%(Q) [%]
2,81	2,58	401	398	0,2	0,5	28	522	17,85	0,96	5	17,85	0,96	14,58	0,84	5,99	13,94	2,5

Wynik pomiaru:
, p=0,95

5. PRZYKŁADOWE OBLICZENIA.

POMIAR MOCY BIERNEJ JEDNYM WATOMIERZEM

5.1.1 Stan jałowy

Względna przyrządowa niepewność wyniku pomiaru

Względna graniczna niepewność przekładni

Graniczny względny błąd niestałości wskazania watomierza

Przy wykonywaniu pomiarów można było dokonać odczytów wskazań watomierzy z dokładnością odpowiadającą 0,5[dz] elementarnej i przy granicznej niestałości równej ±1[dz] elementarnej.

Graniczny błąd od niestałości wskazania watomierza

Maksymalny błąd dodatkowy od asymetrii sieci

Współczynnik mocy odbiornika dla maszyn indukcyjnych jest bliski cosϕ=0,8. Wtedy sinϕ=0,6. Przy współczynnikach niesymetrii:

• napięciowej ρ_U = 3%,

• prądowej ρ_I = 5%

Niepewność standardowa (względna) watomierza z przekładnikiem prądowym

Niepewność standardowa łączna

Niepewność rozszerzona pomiaru mocy czynnej

Niepewność rozszerzona względna pomiaru mocy biernej

Wartość mocy biernej

Wynik pomiaru:

, p=0,95

5.1.2. Pomiar w pierwszym stanie obciążenia

Względna przyrządowa niepewność wyniku pomiaru

Graniczny względny błąd niestałości wskazania watomierza

Graniczny błąd od niestałości wskazania watomierza

Niepewność standardowa (względna) watomierza z przekładnikiem prądowym

Niepewność standardowa łączna

Niepewność rozszerzona pomiaru mocy czynnej

Niepewność rozszerzona względna pomiaru mocy biernej

Wartość mocy biernej:

Wynik pomiaru:

, p=0,95

5.1.3. Pomiar w drugim stanie obciążenia

Względna przyrządowa niepewność wyniku pomiaru

Graniczny względny błąd niestałości wskazania watomierza

Graniczny błąd od niestałości wskazania watomierza

Niepewność standardowa (względna) watomierza z przekładnikiem prądowym

Niepewność standardowa łączna

Niepewność rozszerzona pomiaru mocy czynnej

Niepewność rozszerzona względna pomiaru mocy biernej

Wartość mocy biernej:

Wynik pomiaru:

, p=0,95

PRZYKŁAD OBLICZEŃ DO POMIARU MOCY BIERNEJ DWOMA WATOMIERZAMI

1. Stan jałowy

Względna przyrządowa niepewność wyniku pomiaru

Względna graniczna niepewność przekładni

Graniczny względny błąd niestałości wskazania watomierza

Graniczny błąd od niestałości wskazania watomierza

Maksymalny błąd dodatkowy od asymetrii sieci

Współczynnik mocy odbiornika dla maszyn indukcyjnych jest bliski cosϕ=0,8. Wtedy sinϕ=0,6. Przy współczynnikach niesymetrii:

• napięciowej ρ_U = 3%,

• prądowej ρ_I = 5%

Względna niepewność standardowa watomierzy z przekładnikiem prądowym

Niepewność standardowa łączna

Niepewność rozszerzona pomiaru mocy czynnej

Niepewność rozszerzona względna pomiaru mocy biernej

Wartość mocy biernej:

Wynik pomiaru:

, p=0,95

6. UWAGI I WNIOSKI

Wraz ze wzrostem obciążenia silnika indukcyjnego widać wyraźny wzrost mocy biernej. Pomiary mocy biernej dokonane przy pomocy jednego watomierza są obarczone są znacznie mniejszymi niepewnościami niż pomiary za pomocą układu Arona, jednak układ do pomiaru mocy biernej jednym watomierzem może być stosowany tylko w przypadku sieci symetrycznej (jak w ćwiczeniu).

1

---