PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA im. Prezydenta Stanisława Wojciechowskiego w Kaliszu
Laboratorium Metrologii   Ćwiczenie nr 9 Temat: Pomiar mocy w obwodach trójfazowych
Rok akademicki:    2010/2011 Studia dzienne  Dzienne Nr grupy:  I/4
Uwagi:

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia był pomiar mocy w obwodach trójfazowych, w układzie trzech watomierzy oraz w układzie Arona, dla obciążeń symetrycznych i niesymetrycznych.

Wstęp teoretyczny:

Trójfazowy odbiornik symetryczny, który w przewodach fazowych pobiera jednakowe prądy i jednakowo przesunięte względem napięć fazowych, pobiera w każdej fazie jednakową moc czynną. Do pomiaru mocy takiego odbiornika wystarcza jeden watomierz połączony w taki sposób, aby mierzył moc jednej fazy. Moc całego odbiornika jest trzy razy większa.

Moc trójfazowego odbiornika niesymetrycznego zasilanego trzema przewodami (bez przewodu zerowego), mierzy się 2 watomierzami. Obwody prądowe mierników wraz z początkami obwodów napięciowych włącza się do dowolnych przewodów sieci, początkami od strony zasilania. Obydwa końce obwodów napięciowych przyłącza się do przewodu wolnego od cewek prądowych. Zakresy napięciowe dobiera się wg napięcia przewodowego sieci elektroenergetycznej, a zakresy prądowe wg przewidywanego prądu przewodowego odbiornika. Moc takiego odbiornika jest sumą wskazań obu watomierzy.

Moc trójfazowego odbiornika niesymetrycznego zasilanego czterema przewodami mierzy się trzema watomierzami. Obwody prądowe watomierzy wraz z początkami obwodów napięciowych włącza się do przewodów fazowych sieci elektroenergetycznej, końce obwodów napięciowych przyłącza się do przewodu zerowego N. Zakresy napięciowe dobiera się wg napięcia fazowego sieci elektroenergetycznej, zakresy prądowe wg prądu odbiornika. Moc odbiornika jest równa sumie wskazań watomierzy.

Pomiary:

Pomiar mocy czynnej

Układ 3 Watomierzy sieć 4 przewodowa odbiornik symetryczny

lp	U	P1	δP1	P2	δP2	P3	δP3	P	δP
	V	W	%	W	%	W	%	W	%
1	50	9	0,045	9	0,045	9	0,045	27	0,135
2	100	27	0,135	27	0,135	26	0,13	80	0,4
3	200	80	0,4	78	0,39	78	0,39	236	1,18

Tab. 1

Układ 1 watomierza sieć 4 przewodowa odb symetryczny

lp	U	P	δP
	V	W	%
1	50	10	0,05
2	100	27	0,135
3	200	80	0,4

Tab.2

Układ 1 watomierza sieć 3 przewodowa z sztucznym punktem neutralnym odb. Symetryczny

lp	U	P	δP
	V	W	%
1	50	7	0,035
2	100	20	0,1
3	200	76	0,38

Tab.3

Układ Arona odbiornik symetryczny

U	P1	δP1	P2	δP2
V	W	%	W	%
50	14	0,07	14	0,07
100	41	0,205	40	0,2
200	116	0,58	118	0,59

Tab.4

Układ Arona odbiornik niesymetryczny

U	P1	δP1	P2	δP2
V	W	%	W	%
50	19	0,095	14	0,07
100	56	0,28	40	0,2
200	168	0,84	120	0,6

Tab.5

Pomiar mocy biernej

Układ do pomiaru mocy biernej układ 4 przewodowy odbiornik symetryczny

lp	U	Q	δQ
	V	Var	%
1	50	23	0,115
2	100	99	0,495
3	200	388	1,94

Tab. 6

Układ Arona odbiornik niesymetryczny

U	Q	δQ1	Q2	δQ2
V	Var	%	Var	%
50	14	0,07	11	0,055
100	55	0,275	46	0,23
200	221	1,105	192	0,96

Tab.7

Układ Arona, pomiar mocy czynnej odbiornik o charakterze mieszanym

U	P1	δP1	P2	δP2
V	W	%	W	%
50	-3	-0,015	12	0,06
100	-22	-0,11	48	0,24
200	-120	-0,6	196	0,98

Tab.8

Wnioski:

Celem ćwiczenia był pomiar mocy czynnej i biernej w układzie trójfazowym, metoda jednego watomierza, układu Arona, w układzie trójprzewodowym i czteroprzewodowym. Przy obciażeniu symetrycznym i niesymetrycznym. W przpadku pomiaru jednym watomierzem pomiar jest poprawny w przypadku odbiornika symetrycznego. W układze Arona przy odbiorniku symetrycznym wskazania watomierzy sa takie same, w przypadku odbiornika niesymetrycznego wskazania watomierzy są rózne. Ta zalezność możemu wykorzysrtać aby sprawdzić czy odbiornik jest symetryczny lub niesymetryczny. W przypadku pomiaru mocy biernej występuje ta sama sytuacja, jeżeli odbiornik jest symetryczny wystarczy jeden watomierz a do pomiaru odbiornika niesymetrycznego potrzebujemy trzech watomierzy lub dwóch w układzie Arona. Układ Arona może nam równierz wskazac czy odbiornik jest symetryczny czy niesymetryczny lub jego charakter. Jeżeli w układzie Arona jeden watomierz będzie się wychylał w drugą strone to jego wskazania przyjmujemy ze znakiem minus i oznacza to mieszany charakter odbiornika.Spowodowane jest to tym, że kondensator i cewka są przesuwnikami napięcia i jeżeli kondensator ma wystarczająco dużą pojemność to dokona przesuwnięcia pomiędzy wektorami napięcia i prądu, podobnie zadziała na układ cewka jeżeli będzie miała wystarczająco dużą indukcyjność.