POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

Celem ćwiczenia jest poznanie metod pomiaru mocu czynnej i biernej prądu przemiennego oraz zasad doboru układu pomiarowego w zależności od warunków obci/ążenia i zasilania .

2.Pomiar mocy czynnej.

2.1. Układy pomiarowe .

Rys 2. Pośredni pomiar mocy czynnej prądu zmiennego trójfazowego jednym watomierzami..

Rys 2. Pośredni pomiar mocy czynnej prądu zmiennego trójfazowego dwoma watomierzami..

2.2. Tabele pomiarowa .

Pomiar mocy czynnej jednym watomierzem - wyniki obliczeń.

P - obliczona moc i fazy

Pc - obliczona moc czynna całego układu trójfazowego

Sc - obliczona moc pozorna całego układu trójfazowego .

Pomiar mocy czynnej dwoma watomierzami - wyniki obliczeń.

2.3. Wzory i przykładowe obliczenia.

Stała przyrządu pomiarowego :

gdzie : Xn - zakres pomiarowy przyrządu wyrażony w jednostkach wielkości mierzonej

a_max - liczba działek odpowiadająca zakresowi pomiarowemu

Stała watomierza analogowego : W/dz

Wartość mierzoną X oblicza się z relacji : X = c * a _X

gdzie : a _X - odchylenie wskazówki miernika odpowiadające wartości X

( ϑ = 3 - przekładnia przekładnika prądowego )

Dla watomierza analogowego wartość mierzona wynosi : U = 15 * 14,0 = 210,0 W

a ) Pomiar mocy czynnej jednym watomierzem.

Moc czynna : P = 3 * Pw = 3 * c_w * α = 3* 210 = 630 W

Błąd względny pomiaru mocy czynnej watomierzem analogowym wyraża się wzorem :

Błąd bezwzględny pomiaru mocy czynnej watomierzem analogowym wynosi :

Współczynnik mocy : , ϕ = 80,2 °

gdzie : c_w, α- stała watomierza i jego wychylenie

U_f , Up - napięcie fazowe i przewodowe

I - prąd fazy odbiornika

b ) Pomiar mocy czynnej dwoma watomierzami .

Względny błąd pomiaru mocy wynikający z niedokładności ( klas ) watomierzy wyraża wzór :

W obliczeniach błedu pomiaru mocy należy dodatkowo uwzględnić błedy modułu δi [%]

i fazy γi [ min ] przekładników prądowych :

przy czym błąd δ i = 0,2 oraz γ i = 15 odczytałem z tablic : „ Dopuszczalne błędy przekładników prądowych ”. ( PN -84 / E - 06552 .- Przekładniki prądowe . Ogólne wymagania i badania .)

Błąd bezwzględny pomiaru mocy czynnej wynosi :

Moc czynna układu trójfazowego wynosi : P = ( P₁ +P₂ ) = - 660 + 1320 = 660 W

Moc pozorna układu trójfazowego wynosi :

gdzie : Uśr = ( U₁ + U₂ ) / 2 = ( 380 + 380 ) / 2 = 380 V

Iśr = ( I₁ + I₂ ) / 2 = ( 5,85 + 5,85 ) / 2 = 5,85 A

Przekładnia przekładnika prądowego wynosi :

Współczynnik mocy obliczam ze wzoru :

3. Spis przyrządów.

a) watomierz ferrodynamiczny ; klasa 0,5 ;

- 15...30...200 Hz ; rezystancja wewnętrzna 150 Ω / V

- zakresy napięcia : ( 100, 200, 300 ) V

- zakresy prądu : ( 2,5 ; 5 ) A

- zakres na podzielni ( 0 ÷ 100 ) dz

- 2,5 A - 170 mΩ , 5 A - 48 mΩ

- nr N - 993 / Iva ; nr KPE - 773 / IV a , nr KPE - 764 / Iva

b) amperomierz elektrodynamiczny , klsa 0,5 ; 30...50...100 Hz

- zakresy prądu : ( 2,5 ; 5 ) A

- zakresy na podzielni : ( 0 ÷ 5 ) dz

- nr 019 - I21 - N - 1594 / IVh ; nr N-1592 / IVh ; nr 019 - I21 - N - 1591 / IVh

c) woltomierz elektodynamiczny , klasa 0,5 ; 30...50...100 Hz

- zakresy napięcia : (150 , 300 ) V

- zakresy na podzielni : ( 0 ÷ 150 ) dz ; (0 ÷ 300 ) dz ; (0 ÷ 600 ) dz

- nr 019 - I21 - N - 1587 / Ivh

d) przekładnik prądowy : S = 5 VA , U = 600 V , cos ϕ = (0,8 ÷ 1 ) , klasa 0,2 , f = 50 Hz

4. Uwagi i wnioski.

W metodzie pomiaru mocy jednym watomierzem nie wprowadza się poprawek na pobór mocy przez obwody napięciowe mierników . Głównym żródłem błędów tej metody jest upraszczające założenie równego poboru mocy przez poszczególne fazy.

Moc odbiorników trójfazowych o dużych prądach przweodowych I > 6 A i nis-kich napięciach U < 600 V jest mierzona w układach pośrednich najczęściej w układzie Arona . Ze względu na znaczne wartości mierzonych mocy nie uwzględnia się poprawek na moce pobierane przez układ pomiarowy.

Wskazania poszczególnych watomierzy mogą być dodatnie jak też ujemne . Występują wówczas duże błędy pomiaru mocy , szczególnie wtedy gdy wskazania obu watomierzy wskazują przybliżone wartości ale różnią się znakiem .

	Stan	Woltomierz			Amperomierz		Watomierz 1			Watomierz 2
Lp.	pracy	U1	U2	U3	I1	I2	α	c_w		α	c_w	W
		V	V	V	A	A	dz	W/dz	W	dz	W/dz
	jałowy	382	---	---	5,85	---	14,0	15	210	---	---	---
	znamionowy	382	---	---	8,7	---	49,0	30	1470	---	---	---
	jałowy	380	380	---	5,85	5,85	22,0	30	-660	44,0	30	1320
	znamionowy	378	378	---	8,7	9,0	20,0	60	1200	55,0	60	3300

Lp.	Stan	P	δP	ΔP	S	cosϕ	P±ΔP
	pracy	W	%	W	VA	---	W
	jałowy	660	±6,1	±60,4	3850,4	0,06	660,0±60,4
	znamionowy	4500	±4,2	±94,5	5794,3	0,26	4500,0±94,5

2,5	5	A
240	60	mΩ
105	27	μH

V	150	300
mA	45	22,5