POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI PRZEMYSŁOWEJ Zakład Podstaw Elektrotechniki
Laboratorium Elektrotechniki Teoretycznej Ćwiczenie nr 11 Temat: Pomiar mocy biernej w układach trójfazowych
Rok akademicki: 2011/2012 Wydział Elektryczny Kierunek: Elektrotechnika Studia stacjonarne Rok studiów: 1 Semestr: 2 Nr grupy: 1
Uwagi:

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie mocy biernej w obwodach trójfazowych, przy dwóch typach połączeń z wykorzystaniem trzech metod przyłączenia watomierzy.

1. Wiadomości teoretyczne

Pomiaru mocy biernej w obwodach elektrycznych można dokonywać za pomocą jednego watomierza. Częściej jednak, stosowane są do tego układy kilku ( dwóch, trzech).

Zakłada się, że w obwodach trójfazowych występuję symetria napięcia zasilającego. W takim przypadku do pomiaru mocy biernej można używać układu watomierzy. W tym celu cewkę napięciową watomierza podłącza się pod napięcie opóźnione w fazie o 90^O względem napięcia, które doprowadza się do tej cewki przy pomiarze mocy czynnej. Należy to rozumieć tak: jeżeli przy pomiarze mocy czynnej do cewki napięciowej doprowadzono napięcie U_A, to przy pomiarze mocy biernej należy tę cewkę podłączyć pod napięcie U_BC. Można to przedstawić na poniższym rysunku.

Przedstawienie połączenia na wykresie wskazowym:

Powyższy przykład, przedstawia metodę jednego watomierza. Może być ona stosowana tylko jeśli obwód składa się z symetrycznego odbiornika oraz źródła zasilania. Wskazanie watomierza w tym przypadku jest proporcjonalne to iloczynu

Natomiast moc jeden fazy wyliczamy ze wzoru:

Ponieważ odbiornik jest symetryczny, moc całkowitą Q_całk zapisujemy:

Oznacza to, że aby otrzymać całkowitą moc bierną, należy wskazanie watomierza pomnożyć przez . W obwodach trójfazowych o symetrycznym zasilaniu i niesymetrycznym obciążeniu moc bierną należy mierzyć za pomocą trzech lub dwóch watomierzy. Na rysunku poniżej przedstawiono układ do pomiaru mocy biernej trzema watomierzami.

Całkowitą moc obliczamy ze wzoru:

W układzie trójfazowym, trójprzewodowym, moc bierną mierzy się dwoma watomierzami. Na poniższym rysunku przedstawiono układ do pomiaru mocy biernej dwoma watomierzami

Wskazania watomierzy wynoszą:

Całkowitą moc bierną otrzymujemy ze wzoru :

2.Przebieg ćwiczenia

2.1. Pomiar mocy biernej w układzie trójfazowym jednym watomierzem

przy obciążeniu symetrycznym

2.1.1. Schemat połączeń układu pomiarowego oraz sposoby połączeń odbiorników

Sposoby połączeń odbiorników:

a) b)

R = 220 Ω, C = 20 µF

2.1.2. Przebieg pomiarów

Układ połączono według schematu zamieszczonego w pkt. 2.1.1. Pomiary wykonano dla dwóch rodzajów połączeń odbiornika.

A) Równoległe połączenie rezystorów i kondensatorów w gwiazdę.

B) Szeregowe połączenie rezystorów i kondensatorów w trójkąt.

Wskazania mierników zostały odczytane, a wyniki pomiarów zamieszczono w tabeli 1.1.

Tabela 1.1.

UBC	IA	QBC	Qcałk	Rodzaj połączenia odbiornika
[V]	[A]	[Var]	[Var]
				A
				B

gdzie: Q_całk ze wzoru:

2.2. Pomiar mocy biernej dwoma watomierzami przy obciążeniu symetrycznym

2.2.1. Schemat połączeń układu pomiarowego oraz sposoby połączenia odbiorników

Sposoby połączeń odbiorników:

a) b)

R = 220 Ω, C = 20 µF

2.2.2. Przebieg pomiarów

Układ połączono według schematu zamieszczonego w pkt. 2.2.1. Pomiary wykonano dla dwóch rodzajów połączeń odbiornika (pkt. 2.2.1 a i b). Wskazania mierników zostały odczytane, a wyniki pomiarów zamieszczono w tabeli 1.2.

2.2.3. Wyniki pomiarów

Tabela 1.2

UBC	IA	UAB	IC	QBC	QCA	Qcałk.	Rodzaj połączenia odbiornika
[V]	[A]	[V]	[A]	[Var]	[Var]	[Var]
							A
							B

gdzie: Q_całk ze wzoru:

2.3. Pomiar mocy biernej trzema watomierzami przy obciążeniu symetrycznym

2.3.1. Schemat połączeń układu pomiarowego oraz sposoby połączenia odbiorników

Sposoby połączeń odbiorników:

a) b)

R = 220 Ω, C = 20 µF

2.3.2. Przebieg pomiarów

Układ pomiarowy połączono według schematu zamieszczonego w pkt. 2.3.1. Pomiary wykonano dla dwóch rodzajów połączeń odbiorników (pkt. 2.3.1 a i b). Wskazania mierników zostały odczytane, a wyniki pomiarów zamieszczono w tabeli 1.3.

2.3.3. Wyniki pomiarów

Tabela 1.3

UBC	IA	UCA	IB	UAB	IC	QBC	QCA	QAB	Qcałk.	Rodzaj połączenia odbiornika
[V]	[A]	[V]	[A]	[V]	[A]	[Var]	[Var]	[Var]	[Var]
										A
										B

gdzie Q_całk ze wzoru:

6.Literatura

1. Bolkowski S., Elektrotechnika teoretyczna, Wyd. 6, WNT, Warszawa 2001.

2. Cholewicki T., Elektrotechnika teoretyczna t. 1 WNT, Warszawa 1973.

3. Krakowski M., Elektrotechnika teoretyczna t. 1, PWN, Warszawa 1995.