POLITECHNIKA WROCŁAWSKA
Instytut Metrologii Elektrycznej |
Olasz Paweł Piesik Szymon |
Wydział: ELEKTRYCZNY Rok: 1997 Grupa: III Rok Akademicki: 1997/1998 |
LABORATORIUM Z MIERNICTWA ELEKTRYCZNEGO.
|
||
Data ćwiczenia: 1997. 12 . 04. |
Temat: POMIAR MOCY W UKŁADACH |
Ocena: |
Nr ćwiczenia: 11 |
TRÓJFAZOWYCH. |
|
1.Cel ćwiczenia.
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..
( układ Arona )
2.2. Tabele pomiarowa .
Wyniki pomiarów .
|
Stan |
Woltomierz |
Amperomierz |
Watomierz 1 |
Watomierz 2 |
||||||||
Lp. |
pracy |
U1 |
U2 |
U3 |
I1 |
I2 |
α |
cw |
|
α |
cw |
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 |
Pomiar mocy czynnej jednym watomierzem - wyniki obliczeń.
|
Stan |
U1 |
I1 |
Watomierz 1 |
ΔP |
P±ΔP |
Pc |
Sc |
cosϕ |
||||||||||
Lp. |
pracy |
|
|
α |
cw |
P |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
V |
A |
dz |
W/dz |
W |
W |
W |
W |
VA |
--- |
||||||||
jałowy |
382 |
5,85 |
14,0 |
15 |
210,0 |
±7,6 |
210,0±7,6 |
630,0 |
3870,7 |
0,17 |
|||||||||
znamionowy |
382 |
8,7 |
49,0 |
30 |
1470,0 |
±15,0 |
1470,0±15,0 |
4410,0 |
5756,3 |
0,8 |
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.
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 |
2.3. 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 :
W
Moc pozorna : VA
Współczynnik mocy : , ϕ = 80,2 °
gdzie : cw , α - stała watomierza i jego wychylenie
Uf , 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 :
W
Moc czynna układu trójfazowego wynosi : P = ( P1 +P2 ) = - 660 + 1320 = 660 W
Moc pozorna układu trójfazowego wynosi :
VA
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
2,5 |
5 |
A |
240 |
60 |
mΩ |
105 |
27 |
μH |
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
V |
150 |
300 |
mA |
45 |
22,5 |
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 .
5