Politechnika Lubelska
Katedra Podstaw Metrologii
Laboratorium Metrologii
Sprawozdanie z ćwiczenia nr 14.
Temat: Wyznaczanie błędów dodatkowych mierników elektromagnetycznych.
Wykonano: 25.11.1996
Grupa :
Maciej Bara
Robert Siwiec
Mariusz Wolanin
Grupa ED 5.1 |
Rok akad. 1996/97 |
I Cel ćwiczenia.
Celem *wiczenia było zapoznanie si* z metodami pomiaru mocy biernej przy pomocy watomierzy
żyte w zadaniu:
II Wykonanie ćwiczenia.
1. Pomiar mocy biernej przy pomocy jednego watomierza metodą bezpośrednią.
Schemat pomiarowy:
Przyrządy użyte w zadaniu:
W1 -watomierz ferrodynamiczny, klasa=0,5 ,zakresy 5A,400V; PL P3-247-E6
V 1 -woltomierz elektromagnetyczny, klasa=1, zakres 600V,PL-P3-49-E6
A1 -amperomierz elektromagnetyczny, klasa=0,5, zakres 5A, PL-P3-116-E6
A2 -amperomierz elektromagnetyczny, klasa=0,5, zakres 5A, PL-P3-114-E6
A3 -amperomierz elektromagnetyczny, klasa=0,5, zakres 5A, PL-P3-121-E6
ODB. -jako odbiornika użyto przesównika fazy
Tabela pomiarowa:
Przykładowe obliczenia:
Q0 = *Pw = *1270W = 2199,7 Var
S0 = *U23*I1 = *390V*3,5A = 2364,2VA
cosϕ =
2. Pomiar mocy biernej przy pomocy jednego watomierza metodą pośrednią.
Schemat pomiarowy:
Przyrządy użyte w zadaniu:
W -watomierz ferrodynamiczny jw., zakresy: 100V,2,5A
V -woltomierz elektromagnetyczny, klasa=1, zakres 150V,PL-P3-51-E6
A -amperomierz elektromagnetyczny, klasa=0,5, zakres 2,5A, PL-P3-116-E6
OD. -odbiornik jak wyżej
Pu -przekładnik napięciowy, napięcie wejściowe: 400V/250V, napięcie wyjściowe: 100V,klasa=1, PL-P3-82-E6
Pi -przekładnik prądowy, 10A,25A,50A/5A, PL-P3-43-E6
Tabela pomiarowa:
Przykładowe obliczenia:
Q0 = *ϑizn*ϑuzn*Pw = *2*4*170W = 2355,6 Var
S0 = *ϑizn*ϑuzn*U23*I1 = *2*4*100V*1,71A = 2369,5 VA
cosϕ =
3. Pomiar mocy biernej przy pomocy dwóch watomierzy metodą pośrednią.
Schemat pomiarowy:
Tabela pomiarowa:
Przyrządy użyte w zadaniu:
W1 -watomierz ferromagnetyczny jw., zakresy 100V, 2.5A, PL-P3-116-E6
W2 -watomierz ferrodynamiczny jw., zakresy: 100V,2.5A
V -woltomierz elektromagnetyczny, klasa=1, zakres 150V,PL-P3-49-E6
A1 -amperomierz elektromagnetyczny, klasa=0,5, zakres 2.5A, PL-P3-116-E6
A2 -amperomierz elektromagnetyczny, klasa=0,5, zakres 2.5A, PL-P3-121-E6
Pu1 -przekładnik napięciowy, napięcie wejściowe: 400V/250V, napięcie wyjściowe: 100V,klasa=1, PL-P3-82-E6
Pi1 -przekladnik prądowy, 10A,25A,50A/5A, PL-P3-43-E6
Pu2 -przekładnik napięciowy, napięcie wejściowe: 400V/250V, napięcie wyjściowe: 100V,klasa=1, PL-P3-81-E6
Pi2 -przekładnik prądowy, 10A,25A,50A/5A, PL-P3-43-E6
Rd -watomierz typu jak wyżej
OD. -odbiornik jak wyżej
Przykładowe obliczenia:
Q0 = *ϑizn*ϑuzn*(Pw1 +Pw2) = *2*4*(171.3W+167.5W) = 4695 Var
S0 = *ϑizn*ϑuzn*U23*I1 = *2*4*99V*1,75A = 2400 VA
5. Wnioski.
Wyniki pomiarów dla poszczególnych układów:
Układ pomiarów bezpośredni jednym watomierzem:
moc bierna Q = 2299.7 VAr
moc pozorna S = 2262.9 VA
współczynnik mocy cosj = 0.2
Układ pomiarów pośredni jednym watomierzem:
moc bierna Q = 2182.4 VAr
moc pozorna S = 2286.3 VA
współczynnik mocy cosj = 0.298
Układ pomiarów dwoma watomierzami:
moc bierna Q = 2175.5 VAr
moc pozorna S = 2376.4 VA
współczynnik mocy cosj = 0.402
Otrzymane wyniki w trzech różnych metodach pomiarowych , różnią się nieco . Jest to szczególnie widoczne przy cosf , co świadczy o różnym stopniu błędów wprowadzanych przez układy pomiarowe. Wynika to z tego , że odbiornik z założenia symetryczny był niesymetryczny , tak więc dwa pierwsze układy pomiarowe są niewłaściwe. Moc bierna poprawnie została wyznaczona tylko z pomiarów w układzie z dwoma watomierzami.
Zastosowanie przekładników w układach pomiarowych spowodowało zwiększenie błędu pomiaru. Trudno ocenić, czy większy błąd pomiaru spowodowało potraktowanie odbiornika jako symetryczny, czy też zastosowanie przekładników napięciowych i prądowych w układzie z dwoma watomierzami. W naszej sytuacji najwłaściwszym układem byłby układ z dwoma watomierzami włączonymi bezpośrednio, i na podstawie wyników otrzymanych w tym układzie moglibyśmy dopiero przeprowadzać porównanie z innymi układami pomiarowymi. Poza tym sam sposób zmiany odbiorników nie gwarantuje, że odbiornik I w p.2 miał to samo przesunięcie fazowe co w innych punktach itd.,gdyż kąt fazowy był dla każdego układu pomiarowego ustawiany oddzielnie, a więc metoda nie gwarantowała dokładnej powtarzalności. W trzecim punkcie przy pomiarze mocy biernej metodą dwóch watomierzy jako opornik dodatkowy po stronie wtórnej przekładników napięciowych zastosowano cewkę napięciową trzeciego watomierza w celu uzyskania sztucznego punktu zerowego. Pominięcie włączenia opornika dodatkowego spowodowałoby błędne wskazania watomierzy, tzn. suma wskazań watomierzy nie przedstawiałaby mocy biernej odbiornika.