POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA
LABORATORIUM METROLOGII ELEKTRYCZNEJ
Numer ćwiczenia: 8	Temat ćwiczenia: Pomiar mocy czynnej i biernej w układach trójfazowych prądu przemiennego.	Zespół: Krzysztof Pocheć Michał Rajczykowski Hubert Zagdański
Data wykonania: 3.12.1998	Data oddania do sprawdzenia: 10.12.1998	Ocena:

1.Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było wykonanie pomiarów mocy czynnej i biernej w układach:

-trójprzewodowym z jednym watomierzem

-czteroprzewodowym z trzema watomierzami

2.Aparatura pomiarowa.

-amperomierze TLEM-2 klasa 0,5, zakres 0÷2,5÷5A,

-trzy watomierze LW-1 klasa 0,5, zakres prądowy 0÷2,5÷5A napięciowy 0÷100÷200÷400,

-woltomierz TLEM-2 klasa 0,5 zakres 0÷150÷300V,

-obciążenie - silnik P_N=1,1 kW, U=300V, I=2,8A.

3.Schematy pomiarowe.

1) schemat do pomiaru mocy czynnej jednym watomierzem

2) schemat do pomiaru mocy czynnej w układzie trójfazowym za pomocą trzech watomierzy

3) Schemat do pomiaru mocy czynnej w układzie trójprzewodowym

4) schemat do pomiaru mocy biernej trzema watomierzami w układzie trójprzewodowym

3.5. Schemat do pomiaru mocy biernej jednym watomierzem.

4.Tabele pomiarowe.

4.1.Pomiar mocy czynnej za pomocą jednego watomierza (układ czteroprzewodowy).

U=CV⋅α

I=CA⋅α

PW=CW⋅α

P=3Pw

cosϕ

δp

α

CV

U

α

CA

I

α

CW

PW

dz

V/dz

V

dz

A/dz

A

dz

W/dz

W

W

-

%

54

4

216

19

0,025

0,475

4,5

2,5

11,25

33,75

0,329

11,11

4.2.Pomiar mocy czynnej za pomocą trzech watomierzy.

P1			P2			P3			I1 = I2	I3		U1 = U2 = U3			P		cosϕ		δp1		δp2		δp3
α	CW	PW	α	CW	PW	α	CW	PW
Dz	W/dz	W	dz	W/dz	W	dz	W/dz	W	%	%		V			W		-		%		%		%
2	5	10	3	5	15	4	5	20	0,475	0,5		220			45		0,141		25		16,67		12,5

4.3.Pomiar mocy czynnej za pomocą jednego watomierza (układ trójprzewodowy).

U=CV⋅α

I=CA⋅α

PW=CW⋅α

P=3Pw

cosϕ

δp

α

CV

U

α

CA

I

α

CW

PW

dz

V/dz

V

dz

A/dz

A

dz

W/dz

W

W

-

%

47

8

376

19

0,025

0,475

2

5

10

30

0,097

25

4.4.Pomiar mocy biernej za pomocą trzech watomierzy.

QW=CW⋅α										δp1	δp2	δp3
α1	α2	α3			CW3	QW!	QW2	QW3
dz	dz	dz	%	%	W/dz	W	W	W	W	%	%	%
17	17,5	17,5	10	10	10	170	175	175	300,22	2,9	2,86	2,86

4.5.Pomiar mocy biernej za pomocą jednego watomierza.

U=CV⋅α

I=CA⋅α

QW=CW⋅α

δp

α

CV

U

α

CA

I

α

CW

PW

dz

V/dz

V

dz

A/dz

A

dz

W/dz

W

W

%

47

8

376

21

0,025

0,525

18

10

180

311,77

2,78

5.Obliczenia.

Moc czynna:

1. Aby wyznaczyć moc pobraną przez odbiornik trójfazowy symetryczny wystarczy zmierzyć moc pobraną przez jedną fazę odbiornika, a wynik pomiaru pomnożyć przez trzy:

P=3P_W.

2.W układzie symetrycznym czteroprzewodowym każdy z trzech watomierzy mierzy moc w jednej fazie odbiornika. Aby obliczyć całkowitą moc pobraną należy zsumować moce wskazywane przez poszczególne watomierze:

P=P_W1+P_W2+P_W3.

3.Współczynnik mocy odbiornika dla układu trójprzewodowego obliczamy korzystając ze wzoru:

.

Dla układu czteroprzewodowego wzór ten przyjmuje postać:

4. Maksymalny błąd pomiaru mocy watomierzem obliczamy ze wzorów:

Moc bierna:

1.Moc bierną pobieraną przez odbiornik trójfazowy symetryczny z jednym watomierzem obliczamy ze wzoru:
.

W układzie czteroprzewodowym z trzema watomierzami powyższy wzór przyjmie postać:
.

2.Maksymalny błąd pomiaru mocy watomierzami obliczamy z wzorów jak dla mocy czynnej.

6.Wnioski.

Przy pomiarach mocy czynnej jednym watomierzem zaobserwowaliśmy, iż błąd pomiaru mocy wynosił 11,11%. Pomiar napięcia i prądu pozwolił na obliczenie cosϕ, który w naszym przypadku wyniósł 0,329.

Przy pomiarze mocy biernej jednym watomierzem błąd pomiaru wyniósł 2,78%.

Przy pomiarach mocy trzema watomierzami tak czynnej jak i biernej zauważyliśmy znaczną niesymetrię we wskazaniach watomierza i amperomierza fazy S dlatego też błędy były większe niż przy pojedynczych pomiarach. Znaczna niesymetria mogła być spowodowana wskazaniem pierwszej fazy odbiornika jak również złym stanem technicznym mierników.

W układach trójfazowych o symetrycznym układzie napięć zasilających, moc bierną można zmierzyć stosując watomierze, a więc mierniki mocy czynnej. Sposób włączenia watomierzy i ich liczba zależy od obciążenia (symetryczne, niesymetryczne) oraz od rodzaju linii (trój- czy czteroprzewodowa).

Podstawowym warunkiem poprawności pomiaru mocy biernej prądu trójfazowego za pomocą watomierzy jest symetria napięcia zasilającego. Niedotrzymanie tego warunku powoduje powstanie błędu dodatkowego. Wartość tego błędu zależy od napięcia zasilającego i niesymetrii obciążenia.

Przy obciążeniu i zasilaniu symetrycznym moc bierną można wyznaczyć przez pomiar mocy biernej jednej dowolnej fazy. Aby watomierz miał wskazania proporcjonalne do mocy biernej, jego obwód napięciowy musi być włączony na napięcie opóźnione o kąt 90° względem napięcia na jakie watomierz ten miał być włączony przy pomiarze mocy czynnej(czyli na odpowiednie napięcie międzyfazowe).

ODBIORNIK

---