Laboratorium oddziaływania prądu stałego i przemiennego na infrastrukturę techniczna I środowisko
Temat ćwiczenia: Badanie zakłóceń wprowadzanych do sieci nn przez urządzenia o prądzie fazowym do 16A.
Rok akademicki 2012/2013
Data: 06.05.2013

1. Wprowadzenie

Cel ćwiczenia

Przeprowadzenie analizy zasilania przez sieć nn 230/400V 50Hz odbiornika nieliniowego.

Zapoznanie się z wymaganiami normy IEC 61000 dotyczącej limitów wyższych harmonicznych prądów odbiorników o prądzie znamionowym poniżej 16A.

Sprawdzenie zgodności badanego urządzenia z normą IEC 61000.

2. Przebieg ćwiczenia

a) Pomiar wielkości charakteryzujące punkt pracy dla biegu jałowego oraz poszczególne harmoniczne prądu.

U1[V] CH1	U2[V] CH2	U3[V] CH3	Cosᵩ (sredni)	f[Hz]
228,9	228,0	229,2	0,146	49,94
Irms [A] CH1	Irms [A] CH1	Irms [A] CH1	P[W] 3-faz
4,352	4,412	3,905	428
THD I[%] CH1	THD I[%] CH1	THD I[%] CH1	Q[VA] 3 -faz
3,212	2,93	6,26	2946
Przesunięcie fazowe U1-U2 [˚el]	Przesunięcie fazowe U1-U2 [˚el]	Przesunięcie fazowe U1-U2 [˚el]	S[VA] 3-faz
120,4	119,8	239,9	2920
Rząd harmonicznej prądu	Wartość skuteczna harmonicznej Irms [A]	Limit harmonicznej Ih[%] (wg tabeli 2-4)	% limitu: Ihrms/Ih1[%]	Czy spełnia wymagania?
2	0,235	1,080	21,75925926	Tak
3	1,76	2,300	76,52173913	Tak
4	0,059	0,430	13,72093023	Tak
5	3,364	1,140	295,0877193	Nie
6	0,66	0,300	220	Nie
7	1,267	0,770	164,5454545	Nie
8	0,03	0,230	13,04347826	Tak
9	0,3	0,400	75	Tak
10	0,059	0,184	32,06521739	Tak
11	0,536	0,330	162,4242424	Nie
12	0,59	0,153	385,620915	Nie
13	0,445	0,210	211,9047619	Nie
14	0,03	0,131	22,90076336	Tak
15	0,053	0,150	35,33333333	Tak
16	0,026	0,115	22,60869565	Tak
17	0,134	0,132	101,5151515	Nie
18	0,026	0,102	25,49019608	Tak
19	0,027	0,118	22,88135593	Tak
20	0,026	0,092	28,26086957	Tak
21	0	0,107	0	Tak
22	0,026	0,084	30,95238095	Tak
23	0,026	0,098	26,53061224	Tak
24	0,027	0,077	35,06493506	Tak
25	0,059	0,090	65,55555556	Tak
26	0,029	0,071	40,84507042	Tak
27	0,029	0,083	34,93975904	Tak
28	0,041	0,066	62,12121212	Tak
29	0,053	0,078	67,94871795	Tak
30	0,038	0,061	62,29508197	Tak
31	0,027	0,073	36,98630137	Tak
32	0,06	0,058	103,4482759	Nie
33	0,084	0,068	123,5294118	Nie
34	0,06	0,054	111,1111111	Nie
35	0,084	0,064	131,25	Nie
36	0,053	0,051	103,9215686	Nie
37	0,029	0,061	47,54098361	Tak
38	0,041	0,048	85,41666667	Tak
39	0,037	0,058	63,79310345	Tak
40	0,059	0,046	128,2608696	Nie

b) Pomiar wielkości charakteryzujących punkt pracy dla obciążonego silnika oraz poszczególne harmoniczne prądu.

U1[V] CH1	U2[V] CH2	U3[V] CH3	Cosᵩ (sredni)	f[Hz]
226,1	226,4	228,6	0,816	49,94
Irms [A] CH1	Irms [A] CH2	Irms [A] CH3	P[W] 3-faz
9,134	8,920	8,653	4961
THD I[%] CH1	THD I[%] CH2	THD I[%] CH3	Q[VA] 3 -faz
2,117	1,965	2,283	6,108
Przesunięcie fazowe U1-U2 [˚el]	Przesunięcie fazowe U1-U2 [˚el]	Przesunięcie fazowe U1-U2 [˚el]	S[VA] 3-faz
120,3	119,7	240	3550
Rząd harmonicznej prądu	Wartość skuteczna harmonicznej Irms [A]	Limit harmonicznej Ih[%] (wg tabeli 2-4)	% limitu: Ihrms/Ih1[%]	Czy spełnia wymagania?]
2	0,113	1,080	10,46296296	Tak
3	0,521	2,300	22,65217391	Tak
4	0,053	0,430	12,3255814	Tak
5	2,135	1,140	187,2807018	Nie
6	0,053	0,300	17,66666667	Tak
7	0,959	0,770	124,5454545	Nie
8	0,054	0,230	23,47826087	Tak
9	0,151	0,400	37,75	Tak
10	0,029	0,184	15,76086957	Tak
11	0,203	0,330	61,51515152	Tak
12	0,04	0,153	26,14379085	Tak
13	0,318	0,210	151,4285714	Nie
14	0,019	0,131	14,50381679	Tak
15	0,068	0,150	45,33333333	Tak
16	0,027	0,115	23,47826087	Tak
17	0,114	0,132	86,36363636	Tak
18	0,054	0,102	52,94117647	Tak
19	0,053	0,118	44,91525424	Tak
20	0,057	0,092	61,95652174	Tak
21	0,037	0,107	34,57943925	Tak
22	0,026	0,084	30,95238095	Tak
23	0,013	0,098	13,26530612	Tak
24	0,039	0,077	50,64935065	Tak
25	0,03	0,090	33,33333333	Tak
26	0,026	0,071	36,61971831	Tak
27	0,042	0,083	50,60240964	Tak
28	0,014	0,066	21,21212121	Tak
29	0,06	0,078	76,92307692	Tak
30	0,018	0,061	29,50819672	Tak
31	0,041	0,073	56,16438356	Tak
32	0,019	0,058	32,75862069	Tak
33	0,019	0,068	27,94117647	Tak
34	0,029	0,054	53,7037037	Tak
35	0,061	0,064	95,3125	Tak
36	0,019	0,051	37,25490196	Tak
37	0,04	0,061	65,57377049	Tak
38	0,041	0,048	85,41666667	Tak
39	0,019	0,058	32,75862069	Tak
40	0,056	0,046	121,7391304	Nie

c) Pomiar poszczególnych harmonicznych w napięciu zasilającym badany silnik przy biegu jałowym.

Urms [A] CH1	Urms [A] CH2	Urms [A] CH3	THD U [%]	f [Hz]
229	227,3	228,7	2,013	49,97
Przesunięcie fazowe U1-U2 [˚el]	Przesunięcie fazowe U1-U2 [˚el]	Przesunięcie fazowe U1-U2 [˚el]
120,4	119,6	240
Rząd harmonicznej prądu	Wartość skuteczna harmonicznej Irms [A]	Limit harmonicznej Ih [%] (wg tabeli 2-4)	% limitu: Ihrms/Ih1 [%]	Czy spełnia wymagania?
2	0,66	0,2	330	Nie
3	1,2	0,9	133,3333333	Nie
4	0,12	0,2	60	Tak
5	1,5	0,4	375	Nie
6	0,07	0,3	23,33333333	Tak
7	0,9	0,2	450	Nie
8	0,1	0,2	50	Tak
9	0,6	0,2	300	Nie
10	0,06	0,2	30	Tak
11	0,11	0,1	110	Nie
12	0,09	0,2	45	Tak
13	0,7	0,1	700	Nie
14	0,05	0,2	25	Tak
15	0,24	0,1	240	Nie
16	0,02	0,2	10	Tak
17	0,18	0,1	180	Nie
18	0,02	0,2	10	Tak
19	0,05	0,1	50	Tak
20	0,05	0,2	25	Tak
21	0,04	0,1	40	Tak
22	0,03	-	-	Tak
23	0,02	0,1	20	Tak
24	0,02	-	-	Tak
25	0,09	0,1	90	Tak
26	0,01	-	-	Tak
27	0,05	0,1	50	Tak
28	0,02	-	-	Tak
29	0,05	0,1	50	Tak
30	0,01	-	-	Tak
31	0,03	0,1	30	Tak
32	0,01	-	-	Tak
33	0,03	0,1	30	Tak
34	0,03	-	-	Tak
35	0,05	0,1	50	Tak
36	0,01	-	-	Tak
37	0,08	0,1	80	Tak
38	0,01	-	-	Tak
39	0,02	0,1	20	Tak
40	0,04	-	-	Tak

d) Pomiar poszczególnych harmonicznych w napięciu zasilającym badany silnik przy obciążeniu.

Urms [A] CH1	Urms [A] CH2	Urms [A] CH3	THD U [%]	f [Hz]
227,1	228,6	229,8	1,95	49,99
Przesunięcie fazowe U1-U2 [˚el]	Przesunięcie fazowe U1-U2 [˚el]	Przesunięcie fazowe U1-U2 [˚el]
120,3	119,7	239,9
Rząd harmonicznej prądu	Wartość skuteczna harmonicznej Irms [A]	Limit harmonicznej Ih[%] (wg tabeli 2-4)	% limitu: Ihrms/Ih1[%]	Czy spełnia wymagania?
2	0,072	0,2	36	Tak
3	1,428	0,9	158,6666667	Nie
4	1,145	0,2	572,5	Nie
5	1,427	0,4	356,75	Nie
6	0,043	0,3	14,33333333	Tak
7	1,066	0,2	533	Nie
8	0,05	0,2	25	Tak
9	0,641	0,2	320,5	Nie
10	0,04	0,2	20	Tak
11	0,59	0,1	590	Nie
12	0,05	0,2	25	Tak
13	0,72	0,1	720	Nie
14	0,036	0,2	18	Tak
15	0,336	0,1	336	Nie
16	0,033	0,2	16,5	Tak
17	0,198	0,1	198	Nie
18	0,041	0,2	20,5	Tak
19	0,081	0,1	81	Tak
20	0,03	0,2	15	Tak
21	0,057	0,1	57	Tak
22	0,014	-	-	Tak
23	0,057	0,1	57	Tak
24	0,014	-	-	Tak
25	0,041	0,1	41	Tak
26	0,03	-	-	Tak
27	0,063	0,1	63	Tak
28	0,02	-	-	Tak
29	0,049	0,1	49	Tak
30	0,01	-	-	Tak
31	0,03	0,1	30	Tak
32	0,01	-	-	Tak
33	0,022	0,1	22	Tak
34	0,028	-	-	Tak
35	0,086	0,1	86	Tak
36	0,01	-	-	Tak
37	0,02	0,1	20	Tak
38	0,05	-	-	Tak
39	0,036	0,1	36	Tak
40	0,041	-	-	Tak

Wnioski

Badany przez nas silnik odnosimy do urządzeń Klasy A - symetrycznego urządzenia

3-fazowe. Według obliczeń widzimy, że przy biegu jałowym, nie są spełnione warunki dla wielu harmonicznych, szczególnie dla 5, 7, 11, 12 oraz 13. Przy obciążeniu sytuacja poprawiła się, tylko 5, 7, 13 i 40 harmoniczna wyszła poza zakres normy, z czego możemy wywnioskować, że w takim stanie maszyna działa o wiele lepiej. W pomiarach harmonicznych maszyna nie spełnia kryteriów, o których mówi norma. Niestety nie udało nam się otworzyć oscylogramów z wykonanego ćwiczenia więc nie są one zamieszczone sprawozdaniu.