LABORATORIUM METROLOGII
Imię Mariusz Kowalski i Nazwisko |
Wydział Grupa ED5.5 |
|||
Data wyk. ćwiczenia |
Temat ćwiczenia Pomiar mocy prądu jednofazowego. |
|||
Zaliczenie |
Ocena
|
Data |
Podpis
|
|
Cel ćwiczenia :
Celem ćwiczenia jest poznanie własności metody pomiaru mocy czynnej biernej i pozornej za pomocą woltomierza, amperomierza, watomierza elektrodynamicznego oraz poznanie :
a. charakterystycznych układów połączeń stosowanych przy pomiarze mocy
b. wpływ poboru mocy przez przyrządy pomiarowe na dokładność pomiaru
c. stosowanie przekładników przy pomiarze mocy
d. wpływ uchybów na dokładność pomiaru mocy czynnej watomierzem elektrodynamicznym
1.Pomiar mocy przy zadanym prądzie
Spis przyrządów użytych w ćwiczeniach :
TR - transformator
V - woltomierz elektromagnetyczny klasa dokładności: 0.5 nr PL -P3 -254 -E6
zakres 300V
rezystancja RV = 13.33 kΩ
IV=22.5mA
A - amperomierz elektromagnetyczny klasa dokładności: 0.5 nr PL -P3 -113 -E6
zakresy 5A
rezystancja RA = 55 mΩ
reaktancja XA = 2π*50Hz*27μH = 8.5 mΩ
W - watomierz ferrodynamiczny klasa dokładności 0.5 nr PL -P3 - 245 -E6
rezystancja RWN = 150 mΩ/V *200V = 30kΩ
reaktancja XA = 2π*50Hz*63μH = 19.8 mΩ
zakres cewki prądowej 5A
zakres cewki napięciowej 200V
rezystancja dla zakresu 5A RWN = 48 mΩ
|
Pomiar techniczny |
Wyniki z uwzględnieniem poboru mocy przez mierniki |
Uchyb |
|
|||||
Odbiornik |
IA |
PW=P0' |
S0' |
Q0' |
P0 |
S0 |
Q0 |
δp |
cosϕ0' |
|
A |
W |
VA |
VAr |
W |
VA |
VAr |
% |
- |
R |
0.85 |
180 |
187 |
50.69 |
179.93 |
186.93 |
50.67 |
0.0389 |
0.9626 |
RL |
2.6 |
250 |
572 |
514.47 |
249.3 |
571.52 |
514.28 |
0.2807 |
0.437 |
RC |
1.75 |
200 |
385 |
328.98 |
199.68 |
384.76 |
328.89 |
0.1602 |
0.,195 |
Przykładowe obliczenia UV = 220 V
S0' = IA* UV = 0.85A * 220V = 187 VA
Q0' =
cosϕ0' = PW / S0' = 180W / 187 VA = 0.9626
P0 = P0' - IA2( RA+ RWP) = 180 W - (0.85A)2(0.055Ω + 0.048Ω) = 179.93 W
Q0 =
S0 =
δP'= ((Po'- P0)/P0)*100 % =((180-179.93)/179.93))*100% =0.0389%
2.Pomiar mocy przy zadanym napięciu
|
Pomiar techniczny |
Wyniki z uwzględnieniem poboru mocy przez mierniki |
Uchyb |
|
|||||
Odbiornik |
IA |
PW=P0' |
S0' |
Q0' |
P0 |
S0 |
Q0 |
δp |
cosϕ0' |
|
A |
W |
VA |
VAr |
W |
VA |
VAr |
% |
- |
R |
0.85 |
180 |
187 |
50.69 |
179.76 |
181.82 |
50.69 |
2.915 |
0.9626 |
RL |
2.6 |
250 |
572 |
514.47 |
244.76 |
596.73 |
514.47 |
2.141 |
0.437 |
RC |
1.75 |
200 |
385 |
328.98 |
194.76 |
382.3 |
328.98 |
2.69 |
0.5195 |
Przykładowe obliczenia UV = 220 V
S0' = IA* UV = 0.85A * 220V = 187 VA
Q0' =
cosϕ0' = PW / S0' = 180W / 187 VA = 0.9626
P0 = P0' - UV2(1/RV + 1/ RWN) = 185W - (220V)2(1/13333Ω + 1/30000Ω) = 179.76 W
S0 =
δP'= ((Po'- P0)/P0)*100 % =((185-179.76)/179.76))*100% =2.915%
3. Wyznaczanie mocy przy zadanym prądzie metodą półpośrednią
Odbiornik |
UV |
IA |
I0 |
Pw |
P0' |
PA |
Pwp |
Ppi |
P0 |
δ″P |
|
V |
A |
A |
W |
W |
W |
W |
W |
W |
% |
R |
220 |
4.5 |
9 |
980 |
1960 |
1.11 |
0.97 |
4.05 |
1953.87 |
0.314 |
RC |
220 |
4.5 |
9 |
980 |
1960 |
1.11 |
0.97 |
4.05 |
1953.87 |
0.314 |
RL |
220 |
4.8 |
9.6 |
995 |
1990 |
1.27 |
1.11 |
4.61 |
1983.01 |
2.837 |
I0 = IA*ϑizn = 4.5A*2 = 9 A
P0' = Pw *ϑizn = 980W*2 = 1960 W
PA = RA*IA2 = 0,055Ω*(4.5A)2 = 1.11 W
Pwp = Rwp*IA2 = 0,048Ω*(4.5A)2 = 0.97 W
Ppi = Ppizn*
P0 = Pw *ϑizn - (PA + Pwp + Ppi) = 980W*2 - (1.11W + 0,97W + 4.05W) = 1953.87 W
δ″P =
4. Pomiar mocy przy pośrednim włączeniu mierników i zadanej wartości napięcia.
Odbiornik |
UV |
U0 |
IA |
I0 |
Pw |
P0' |
S0' |
Q0' |
cosϕ0' |
P0 |
δ″P |
|
V |
V |
A |
A |
W |
W |
VA |
VAr |
- |
W |
% |
R |
88 |
220 |
4.4 |
8.8 |
370 |
1850 |
1936 |
570.61 |
0.9556 |
1845.29 |
0.255 |
RC |
88 |
220 |
4.4 |
8.8 |
370 |
1850 |
1936 |
570.61 |
0.9556 |
1845.29 |
0.255 |
RL |
88 |
220 |
4.6 |
9.2 |
375 |
1875 |
2024 |
762.20 |
0.9264 |
1870.29 |
0.252 |
U0 = UV*ϑuzn = 88V*2.5 = 220 V
I0 = IA*ϑizn = 4.4A*2 = 8.8 A
P0' = Pw *ϑuzn*ϑizn = 370W*2.5*2 = 1850 W
S0' = UV*IA*ϑuzn*ϑizn = 88V*4.4A*2.5*2 = 1936 VA
Q0' =
cosϕ0' =
P0 = Pw *ϑuzn*ϑizn - UV2*370W*2.5*2 - (88V)2*
δ″P =
5. Wnioski:
Przy bezpośrednim włączeniu mierników wyniki obliczeń wykazują, iż uchyb pomiaru mocy spowodowany nieuwzględnieniem poboru mocy przez mierniki jest znacznie większy przy poprawnie mierzonym napięciu niż przy poprawnie mierzonym prądzie. Wynika stąd wniosek, że badany odbiornik posiadał dużą impedancję. Dlatego też poprawnie zastosowanym układem jest układ z punktu 1. Wartości mocy przybliżone i dokładne niewiele różnią się od siebie. Można zatem przyjąć, że wskazanie watomierza jest dokładne przy dużych mocach (np. takich jak w ćwiczeniu).
Przy półpośrednim włączeniu mierników zastosowanie przekładnika prądowego umożliwiło nam pomiar wartości prądu przekraczającej zakres zastosowanych mierników. Zwiększył się również błąd pomiaru mocy .
Przy pośrednim włączeniu mierników zastosowanie przekładnika napięciowego pozwoliło na pomiar mocy przy większej wartości napięcia zasilającego. Jest to jednocześnie przykład na możliwość pomiaru mocy praktycznie w każdych warunkach. Zaletą tego układu było zmniejszenie błędu.
A
V
W
obc
TR
A
V
W
obc
TR
V
obc
TR
A
W
K
k
L
l
V
obc
TR
A
W
K
k
k
L
l
ll
N
n
Wyszukiwarka