Politechnika Lubelska

Wydział Elektryczny

Laboratorium Stacji Elektroenergetycznych

Ćwiczenie nr 7

Temat: Badanie układów samoczynnej kompensacji mocy biernej.

Ćwiczenie wykonali: Paweł Błażejowski Grzegorz Kowalik Tomasz Nurzyński

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z układami do samoczynnej kompensacji mocy biernej stosowanymi w zakładach przemysłowych.

2. Schemat układu pomiarowego.

Q_C - bateria kondensatorów

Q_L - odbiorniki indukcyjne

P - odbiorniki rezystancyjne

3. Badanie układu bez kompensacji mocy biernej.

a) Tabela pomiarów i obliczeń (  ^_

Lp	Us	I'1	I2	I3	P'	Q'	I1	S	P	Q	QC	cos
-	V	A	A	A	W	Var	A	VA	W	Var	Var	-
1	400	2	2	0	260	600	5	3464,10	780	1039,23	0	0,60
2	400	1,8	2	0,27	260	500	4,5	3117,69	780	866,03	187,06	0,67

1 - bez kompensacji

2 - z częściową kompensacją

Przykładowe obliczenia (Lp 2)

I₁ = I'₁ = ⁵/₂*1,8 ≈ 4,5 A

S = 3^1/2*U_s*I₁ = 3^1/2*400*4,5 ≈ 3117,69VA

P = 3*P' = 3*260 = 780 W

Q = 3^1/2*Q' = 3^1/2*600 ≈ 1039,23 Var

Q_c = 3^1/2*U_s*I­₃ = 3^1/2*400*0,27 ≈ 187,06 Var

cos = P/(P² + Q²)^1/2 = 780/(780² + 1039,23²)^1/2 ≈ 0,67

4. Charakterystyka regulatora RC - 2.

a) Tabela pomiarów i obliczeń.

	I'1	I2	P'	Q'	I1	P	Q	S	cos
	A	A	W	Var	A	W	Var	VA	-
zał	0,4	1	65	100	1	195	173,21	692,82	0,75
	0,8	2	160	160	2	480	277,13	1385,64	0,87
	1,2	3	220	240	3	660	415,69	2078,46	0,85
	1,6	4	285	360	4	855	623,54	2771,28	0,81
	1,9	4,8	340	440	4,75	1020	762,10	3290,90	0,80
wył	0,4	1	90	40	1	270	69,28	692,82	0,97
	0,8	2	160	100	2	480	173,21	1385,64	0,94
	1,2	3	250	180	3	750	311,77	2078,46	0,92
	1,6	4	330	240	4	990	415,69	2771,28	0,92
	1,9	4,8	380	310	4,75	1140	536,94	3290,90	0,90

Przykładowe obliczenia (zał 2)

I₁ = I'₁ = ⁵/₂*0,8 ≈ 2A

S = 3^1/2*U_s*I₁ = 3^1/2*400*2 ≈ 1385,64 VA

P = 3*P' = 3*160 = 480 W

Q = 3^1/2*Q' = 3^1/2*160 ≈ 277,13 Var

cos = P/(P² + Q²)^1/2 = 480/(480² + 1358,64²)^1/2 ≈ 0,87

b) Charakterystyka cos = f(I₂)

5. Charakterystyka regulatora RC - 4.

a) Tabela pomiarów i obliczeń.

	I'1	I2	P'	Q'	I1	P	Q	S	cos
	A	A	W	Var	A	W	Var	VA	-
zał	0,45	1	85	120	1,125	255	207,85	779,42	0,78
	0,8	2	130	200	2	390	346,41	1385,64	0,75
	1,2	3	210	280	3	630	484,97	2078,46	0,79
	1,6	4	270	380	4	810	658,18	2771,28	0,78
	2	5	350	450	5	1050	779,42	3464,10	0,80
wył	0,4	1	85	40	1	255	69,28	692,82	0,97
	0,8	2	160	120	2	480	207,85	1385,64	0,92
	1,2	3	240	200	3	720	346,41	2078,46	0,90
	1,6	4	320	280	4	960	484,97	2771,28	0,89
	2	5	390	380	5	1170	658,18	3464,10	0,87

-

obliczenia jak w poprzednim punkcie

b) Charakterystyka cos = f(I₂)

6. Kompensacja mocy biernej w układzie o zmiennym obciążeniu (przy wykorzystaniu regulatora RC - 2).

a) Tabela pomiarów i obliczeń.

wielkość		Załączanie
I'1	A	1,80	1,60	1,35	1,25	1,15
I2	A	5,00	4,00	3,40	3,00	2,80
I3	A	0,36	0,62	0,94	1,20	1,48
P'	W	80	70	70	70	70
Q'	Var	620	480	380	260	160
t	s	0	45	37	46	100
t	s	0	45	82	128	228
I1	A	4,5	4,0	3,38	3,13	2,88
P	W	240	210	210	210	210
Q	Var	1074	831	658	450	277
QC	Var	237	658	619	790	974
S	VA	2962	2633	2225	2060	1896
cos	-	0,2181	0,2450	0,3040	0,4229	0,6041

b) Charakterystyki S = f(t), P = f(t), Q = f(t)

dla załączania

7. Wnioski.

W tym ćwiczeniu badaliśmy dwa regulatory RC-2 i RC-4 do samoczynnej kompensacji mocy biernej. Badane regulatory RC są typowymi przemysłowymi regulatorami. Jak wiadomo poprawa współczynnika mocy polega na zmianie charakteru odbioru, kompensujemy moc poprzez włączanie baterii kondensatorów. Baterie kondensatorów są jednym ze sposobów sztucznego poprawienie współczynnika mocy. Kondensatory mają wiele zalet. Są bardzo proste konstrukcyjnie i pozbawione części i mechanizmów ruchomych. Mają bardzo małe straty czynne. Są produkowane w niewielkich jednostkach, z których z łatwością można zmontować baterię. Nie hałasują. Można łatwo dołączać i odłączać poszczególne człony.

Zastosowanie częściowej kompensacji poprawia (choć nieznacznie) współczynnik mocy. Charakterystyki regulatorów wyznaczonych w punktach 4 i 5 są podobne. Przy wzroście prądu odbiornika i przy zmianie jego charakteru następuje automatyczne włączenie lub odłączenie kondensatorów przy wzroście coso.

---