ĆWICZENIE 8

Poprawa współczynnika mocy

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z wpływem wartości współczynnika mocy cosϕ na pracę układu elektrycznego oraz z jednym ze sposobów kompensacji mocy biernej.

Układ	Pomiary	Obliczenia
	U	P
	V	W
a	230	40,00
		40,00
		40,00
		40,00
		40,00
		40,00
		40,00
		42,00
		42,00
		42,00
		42,00
		42,00
		42,00
b	230	27,6
		27,6
		27,6
		28,0
		28,0
		28,0
		28,0
		28,0
		28,0
		28,2
		28,4
		28,4
		28,6
C C=5µF	230	22,0
		22,0
		22,0
		22,0
		22,0
		22,4
		22,4
		22,4
		23,2
		23,2
		23,2
		22,0
		22,0

Wzory zastosowane w obliczeniach:

S = U ⋅ I∖n

Q = U ⋅ I ⋅ sinϕ ∖ nQ_C = U ⋅ I₁ ⋅ sin90^o ∖ n

$${\cos\phi = \frac{P}{S}\backslash n}{\backslash n\phi = arccosx}$$

Przykłady obliczeń:

S = 230, 0 ⋅ 0, 600 = 138VA

Q = 230, 0 ⋅ 0, 600 ⋅ sin(73, 14^o)=132, 07VAr

Q_C = 230, 0 ⋅ 0, 070 ⋅ sin(90^o)=16, 1VAr

$$\cos\phi = \frac{42,00}{57,5} = 0,700$$

ϕ = arccos(0, 700)=45, 57^o

a)

b)

c)

Wnioski:

• Znaczna ilość odbiorników energii elektrycznej posiada charakter indukcyjny, współczynnik mocy (cos ) takich odbiorników jest zwykle mniejszy od jedności, w praktyce dąży się do całkowitej lub częściowej poprawy tego współczynnika,

• W ćwiczeniu dowiedzieliśmy się na czym polega poprawa współczynnika mocy, polega ona na dołączeniu takiej ilości baterii kondensatorów by jak najbardziej zmniejszyć wartość cosinusa kąta φ,

• Wykres wskazowy pierwszy przedstawia brak dołączanych kondensatorów, co nie zmienia nam (cos ) i u układzie nie zachodzi kompensacja.

• Opcja c obrazuje nam kompensacje całkowitą poprzez dołączenie baterii kondensatorów o wartości 5μF. Ze układu ostatniego odczytać możemy, iż zastosowaliśmy za dużą wartość kondensatorów i układ przeszedł w stan przekompensowania, to znaczy, że (cos) zmienił nam się za mocno. W przypadku przekompensowania odbiornik zmienia charakter z indukcyjnego na pojemnościowy,

Wykresy wskazowe napięć i prądów dla różnych przypadków kompensacji pokazano na rysunku 3.

1. b) c) c)

Wykresy wskazowe dla:
a) braku kompensacji,
b) kompensacji częściowej,
c) kompensacji całkowitej,
d) przekompensowania.

W przypadku przekompensowania odbiornik (rozumiany tutaj jak równoległe połączenie kompensującej baterii kondensatorów i właściwego odbiornika energii) zmienia charakter
z indukcyjnego na pojemnościowy.

Kompensacja mocy biernej polega na wytworzeniu potrzebnej mocy biernej w pobliżu odbiornika zamiast na przesyłaniu jej siecią elektroenergetyczną. Powoduje to zmniejszenie natężenia prądu w sieci, a co za tym idzie - zmniejszenie spadku napięcia i straty mocy w liniach przesyłowych. Ponadto wzrost współczynnika mocy pozytywnie wpływa na pracę innych odbiorników podłączonych do sieci. Dzięki zmniejszeniu natężenia prądu możliwe jest zmniejszenie przekroju przewodów linii, czyli w efekcie ekonomiczniejsze wykorzystanie materiału.

Wykaz użytych przyrządów pomiarowych:

-amperomierz ME 305307, 312459, 11095

-Woltomierz 2107241/72, 302061