Laboratorium Obwodów Elektrycznych | Rok akademicki 2011/2012 | |
---|---|---|
Rodzaj studiów SI |
||
Temat ćwiczenia: Kompensacja mocy biernej |
||
Skład sekcji: 1). Piotr Guzia 2). Daniel Makowski 3). Tomasz Marzec 4). Łukasz Szewczyk |
Kierunek: Informatyka Semestr: II Grupa: III Sekcja: III |
|
Prowadzący: dr. Inż. Piotr Holajn |
||
Data wykonania: 13.06.2012r. |
Data oddania: | Ocena: |
Wstęp teoretyczny
Moc czynna – jest wartością średnią za okres z mocy chwilowej i jest równa iloczynowi wartości skutecznych napięcia, prądu i cosϕ zawartego między prądem i napięciem, liczonego od prądu do napięcia. Moc czynną może pobierać jedynie element rezystancyjny, wyrażana jest w watach [W]. Moc ta zamieniana jest na energie mechaniczną, świetlną oraz cieplną. Moc czynną można wyrazić wzorem:
Moc bierna – jako iż, kąt ϕ może przyjmować wartości z zakresu -90o – 90o moc ta może być ujemna bądź dodatnia. Moc tę pobierają jedynie elementy reaktancyjne, przy czym moc bierna pobierana przez cewkę jest dodatnia, natomiast pobierana przez kondensator ujemna. Jednostką mocy biernej jest [var]. Można wyrazić ją wzorem:
Moc pozorna – jest amplitudą oscylacji mocy chwilowej. Mierzona jest w woltoamperach [V * A]. Moc ta decyduje o wymiarach źródeł zasiania i całego układu pośredniczącego. Wyraża się wzorem:
Współczynnik mocy – określa jaką częścią mocy pozornej |S| wytwarzanej przez urządzenie elektryczne stanowi moc czynna P. Wskazuje na wykorzystanie mocy |S| dostarczonej ze źródła do odbiornika. Wyrażany jest wzorem:
Układ pomiarowy
Pomiary
Tab.1 Wyniki pomiarów
U1 [V] | I [A] | P1 [W] | UL [V] | P2 [W] | U2 [V] | |
---|---|---|---|---|---|---|
bez kompensacji | 229,8 | 1 | 72 | 26,1 | 58 | 205 |
C1 | 229,9 | 0,55 | 70 | 16,55 | 64 | 220 |
C1+C2 | 230,4 | 0,34 | 73 | 10,65 | 70 | 230 |
C1+C2+C3 | 230 | 0,65 | 86 | 17,9 | 76 | 240 |
C1+C2+C3+C4 | 230 | 1,29 | 114 | 34,8 | 84 | 250 |
Obliczenia
Tab.2 Wyniki wszystkich obliczeń
cosϕ2 | cosϕ2' | |S1| [V * A] | |S2| [V * A] | ΔU [%] | ΔP [W] | ΔQ [var] |
---|---|---|---|---|---|---|
0,31 | 0,28 | 229,80 | 205,00 | 10,79% | 14,00 | 21,61 |
0,55 | 0,53 | 126,45 | 121,00 | 4,31% | 6,00 | 2,61 |
0,93 | 0,90 | 78,34 | 78,20 | 0,17% | 3,00 | -6,44 |
0,58 | 0,49 | 149,50 | 156,00 | -4,35% | 10,00 | -13,95 |
0,38 | 0,26 | 296,70 | 322,50 | -8,70% | 30,00 | -37,44 |
η | Q1 | Q2 | tg | tg' | C [μF] | |
0,81 | 218,23 | 196,62 | 3,03 | 3,39 | 1,5784 | |
0,91 | 105,30 | 102,69 | 1,50 | 1,60 | 0,4220 | |
0,96 | 28,42 | 34,86 | 0,39 | 0,50 | 0,4582 | |
0,88 | 122,29 | 136,24 | 1,42 | 1,79 | 1,5574 | |
0,74 | 273,92 | 311,37 | 2,40 | 3,71 | 5,5811 |
5. Wnioski
W ćwiczeniu staraliśmy się tak dobrać kondensatory na odbiorniku, aby uzyskać optymalną
kompensację całkowitą, przedstawiona na ilustracji :
Kompensacja mocy biernej skutkuje zmniejszeniem opłat za energie elektryczną, poprawia jakość przesyłanej energii oraz poprawia funkcjonalność układów elektroenergetycznych. Dzięki tworzeniu baterii kondensatorów możliwe jest przesyłanie prądu lepszej jakości.