LABORATORIUM MIERNICTWA ELEKTRYCZNEGO

Ćwiczenie nr 4

Temat : Pomiar mocy biernej odbiorników trójfazowych .

Spis przyrządów:

1. Trzy woltomierze:

firmy ERA; typ LE-1; kl. 0.5; U=(150; 300)V;

45mA-150V; 22.5mA-300V;

nr inw. F1-IVa-197; F1-IVa-87; F1-IVa-310.

2. Trzy amperomierze:

firmy ERA; typ LE-1; kl. 0.5; I= (5;10)A; 5A-72 mΩ; 10A-22 mΩ;

nr inw. F1-IVa-194; F1-IVa-193; F1-IVa-131.

3. Trzy watomierze:

firmy ERA; typ LW-1; kl. 0.5;U=(100; 200; 400)V; I= (5;10) A; α_max=100dz.;

5A-63mΩ-63μH; 10A-20mΩ-16μH;

nr inw. F1-IVa-102; F1-IVa-103; F1-IVa-201.

4. Walizka pomiarowa: typ QN 10

woltomierz α_max=55dz.; zakres=(110; 220; 440; 550)V; kl. 1;

trzy amperomierze; I= (5; 10; 25; 50; 100)A; kl. 1;

waromierz α_max=50dz.; kl. 1;

nr inw.

5. Amperomierz cęgowy:

firmy Elbro; typ DM-6052; zakres=20 A; rozdzielczość 0.01 A;

błąd pomiaru ±(1.2%wm+ 5LSD)

nr inw.

6. Obiekt badany: trójfazowy silnik klatkowy:

typ SZJe 34 b; Y/Δ U=220/380 V I=14.6/8.5 A ; P=4 kW ; cosϕ=0.85; 1430 obr./min;

nr inw. IVa-410

Przebieg pomiarów:

W ćwiczeniu wykonujemy pomiar mocy biernej, w układzie trójfazowym , odbiornika którym jest silnik klatkowy pracujący bez obciążenia.Pomiary wykonujemy w układach:

• jednego watomierza;

• dwóch watomierzy, tutaj zamiast opornika dodatkowego o R=R_WV użyliśmy niewykorzystywanego w tym punkcie ćwiczenia watomierza włączając zamiast opornika jego obwód napięciowy;

• trzech watomierzy, dodatkowo dokonujemy pomiaru prądu amperomierzem cęgowym;

• pomiar przy użyciu przenośnego stanowiska pomiarowego;

1. Pomiar mocy biernej w układzie jednego watomierza.

Układ pomiarowy.

Tabela wyników pomiarów.

I	±ΔI	δI	U	±ΔU	δU	P	±ΔP	δP	Q	cosϕ
A	A	%	V	V	%	W	W	%	var	-
4,70	0,03	0,5	410	3	0,8	1900	10	0,6	3290	0,172

Przykładowe obliczenia.

2.Pomiar mocy biernej w układzie dwóch watomierzy.

Układ pomiarowy.

2.2 Tabela wyników pomiarów.

I1	±ΔI1	δI1	I2	±ΔI2	δI	URS	±ΔURS	δURS	UST	±ΔUST	δUST
A	A	%	A	A	%	V	V	%	V	V	%
4,95	0,03	0,5	4,90	0,3	0,5	410	3	0,8	409	3	0,8

P1	P2	±ΔP	ΣP	±ΣΔP	ΣδP	Q	cosϕ
W	W	W	W	W	%	var	-
1020	920	10	1940	20	2	3360	0,290

Przykładowe obliczenia.

3. Pomiar mocy biernej trzema watomierzami.

Układ pomiarowy.

Tabele wyników pomiarów.

I1	±ΔI1	δI1	I2	±ΔI2	δI2	I3	±ΔI3	δI3
A	A	%	A	A	%	A	A	%
4,80	0,03	0,5	4,80	0,03	0,5	4,90	0,03	0,5

URS	±ΔURS	δURS	UST	±ΔUST	δUST	URT	±ΔURT	δURT
V	V	%	V	V	%	V	V	%
405	3	0,8	410	3	0,8	410	3	0,8

P1	P2	P3	±ΔP	ΣP	±ΣΔP	ΣδP	Q	cosϕ
W	W	W	W	W	W	%	var	-
1960	1920	1960	10	5840	30	0,6	3371	0,166

Miernik cęgowy

I1	±ΔI1	δI1	I2	±ΔI2	δI2	I3	±ΔI3	δI3
A	A	%	A	A	%	A	A	%
4,61	0,1	3	4,63	0,1	3	4,60	0,1	3

Tabela błędów asymetrii.

Uśr	URS	ΔURS śr	δURS śr	UST	ΔUST śr	δUST śr	URT	ΔURT śr	δURT śr
V	V	V	%	V	V	%	V	V	%
408	405	3	0,8	410	-1,6	0,4	410	-1,6	0,4

Iśr	I1	ΔI1 śr	δI1 śr	I2	ΔI2 śr	δI2 śr	I3	ΔI3 śr	δI3 śr
A	A	A	%	A	A	%	A	A	%
4,62	4,61	0,01	0,2	4,63	-0,01	0,2	4,60	0,02	0,4

Pśr	P1	ΔP1śr	δP1 śr	P2	ΔP2 śr	δP2 śr	P3	ΔP3 śr	δP3 śr
W	W	W	%	W	W	%	W	W	%
1946	1960	-14	0,7	1920	26	1,3	1960	-14	0,7

Przykładowe obliczenia.

błędy asymetrii

4. Pomiar mocy biernej przy użyciu przenośnego stanowiska pomiarowego.

Układ pomiarowy

Tabele wyników pomiarów.

Q	±ΔQ	δQ	U	±ΔU	δU	IR	±ΔIR	δIR	IS	±ΔIS	δIS
var	var	%	V	V	%	A	A	%	A	A	%
3800	40	1	430	3	1	4,7	0,05	1	4,8	0,05	1

Przykładowe obliczenia.

Wnioski

W ćwiczeniu mierzyliśmy moc bierną , w układzie trójfazowym, pobieraną przez odbiornik, którym był silnik asynchroniczny pracujący bez obciążenia, pobierający w tym stanie dużą moc bierną. W pomiarach wykorzystywaliśmy watomierze, których cewki napięciowe włączone były w inne fazy niż cewka prądowa miernika. W ten sposób po przeliczeniu wskazań watomierzy otrzymaliśmy wynik pomiaru mocy biernej. Pomiary wykonywaliśmy w kilku różnych układach co umożliwiło nam porównanie ich ze sobą. Układ dwóch i trzech watomierzy stosujemy przy niesymetrycznym obciążeniu natomiast układ jednego watomierza możemy zastosować tylko przy symetrycznym obciążeniu, tak jak w tym wypadku, jednakże dwa pierwsze układy dają większą pewność pomiaru. W ćwiczeniu użyliśmy do pomiaru także przenośnego stanowiska pomiarowego. Oprócz mocy biernej wyznaczyliśmy pośrednio cosϕ odbiornika. Obliczone błędy asymetrii pozwalają nam uznać badany układ za symetryczny ( błędy asymetrii δU_rs=0,8% δI1= 0,2 % δP1=0,7%). Dodatkowo podczas pomiaru mocy w układzie trzech watomierzy dokonaliśmy pomiaru prądu miernikiem cęgowym. Uzyskane wyniki pomiarów pozwalają zauważyć, iż miernik ten ma mniejszą dokładność niż mają użyte przez nas w układzie amperomierze ( błędy wykorzystanych w układzie amperomierzy ΔI= ±0,03 A δI= 0,5 %, błąd amperomierza cęgowego ΔI= 0,1 A δI= 3%). Jednakże zapewnia on i tak stosunkowo dużą dokładność pomiaru a sposób wykonywania pomiaru ( bez ingerencji w układ prądowy ) jest szybki i wygodny co ma znaczenie przy pomiarach przemysłowych.

1

---