Zakład Napędów Wieloźródłowych

Instytut Maszyn Roboczych Ciężkich PW

Laboratorium Elektrotechniki i Elektroniki

Ćwiczenie P3 – sprawozdanie

Pomiar mocy i energii

Data wykonania ćwiczenia: 20.04.2012

Zespół wykonujący ćwiczenie:

Nazwisko i imię: ocena:

1. …………………………………………… ………………………

2. …………………………………………… ………………………

3. …………………………………………… ………………………

4. …………………………………………… ………………………

5. …………………………………………… ………………………

6. …………………………………………… ………………………

7. …………………………………………… ………………………

8. …………………………………………… ………………………

9. …………………………………………… ………………………

10. …………………………………………… ………………………

Schemat połączeń układu do pomiaru mocy czynnej trójfazowej metodą dwóch watomierzy (układ Arona).

Układ Arona (układ dwóch watomierzy) służy do pomiaru mocy w sieciach prądu trójprzewodowych. Pomiar mocy tą metodą może być stosowany do sieci obciążonych symetrycznie lub asymetrycznie. W przypadku gdy odbiornik charakteryzuje się tylko oporem rzeczywistym (φ= 0), wskazania obu watomierzy są jednakowe, natomiast gdy φ różne od 0, wskazania są różne. Natomiast dla φ=60^o jeden z watomierzy wskazuje moc równą 0, a dla φ>60^o jeden z watomierzy wskazuje moc ujemną (w celu przywrócenia prawidłowego kierunku odchylnia wskazówki, należy zmienić o 180^o fazę prądu płynącego przez cewkę prądową albo zmienić fazę napięcia przykładanego do obwodu napięciowego), jednak ujemny znak należy uwzględnić przy sumowaniu wartości z obu watomierzy.

Tabela 1. Pomiar przeprowadzony metodą Arona. (ta tabela przepisana ze sprawka z piatku)

Odbiornik	Prąd I	Napięcie U	Napięcie U	Moc P	∑P
	R	S	T	R0	S0
	[A]	[A]	[A]	[V]	[V]
R-symetryczny	3,05	3,05	3,05	220	230
R-asymetryczny	4,1	3,9	4,35	225	230
Z-symetryczny	1,15	1,15	1,15	225	230
Z-asymetryczny	1,4	1,35	1,15	220	230

Wyniki pomiaru mocy dla obciążenie impedancyjnego, są zbliżone do siebie, niezależnie od symetryczności układu. Natomiast wyniki dla pomiaru rezystancyjnego symetrycznego, są większe niż odczytane dla takiego samego układu asymetrycznego.

Tabela 2. Wyznaczanie stałej licznika indukcyjnego jednofazowego. Pomiary wykonane dla obciążenia rezystancyjnego symetrycznego. (ta tabela przepisana ze sprawka z piatku)

L.p	n1f	t	P1f	A1f	c1f
	[obr]	[s]	[W]	[Ws]	[kWh/obr]
1	2	6	1000	6000	8,33*10^-4
2	6	14	1000	14000	6,48*10^-4
3	12	37	1000	37000	8,56*10^-4
4	20	62	1000	62000	8,61*10^-4
5	30	94	1000	94000	8,7*10^-4

Stała licznika została obliczona jako średnia z otrzymanych wyników, natomiast K_if została obliczona, a następnie jej wartość przybliżono:

c if [kWh/obr]	0,000813
K if [obr/kWh]	~1229

Pomiary energii metodą techniczną i indukcyjnymi licznikami energii.

Pomiar mocy i energii metodą techniczną oraz za pomocą watomierza polegają na pomiarze prądu, napięcia, mocy i kosinusa kąta przesunięcia fazowego, za pomocą mierników, a następnie na obliczeniu energii. W przypadku pomiaru watomierzem wartość energii uzyskuje się jako iloczyn zmierzonej mocy i czasu w jakim przeprowadzony był pomiar, natomiast w metodzie technicznej wartość energii uzyskujemy jako iloczyn prądu, napięcia i cosφ.

Tabela 3. (ta tabela przepisana ze sprawka z piatku)

Z	t	IR	IS	IT	UR	US	UT	URS	UST	URT	PR	PS	PT	cosφ
[Ω]	[s]	[A]	[A]	[A]	[V]	[V]	[V]	[V]	[V]	[V]	[W]	[W]	[W]	[-]
1	60	4	4	4	225,2	224,6	226,1	389,6	391,4	392,5	920	960	900	1
2	60	4,6	3,4	4,45	224,0	224,0	224,2	389,5	390,5	392,3	1020	800	970	1
3	60	1,4	1,4	1,4	227,0	226,7	227,5	393,5	394,0	395,0	120	170	100	0,5
4	60	1,5	1,2	1,45	227,0	226,9	228,2	393,5	394,7	395,1	120	160	110	0,5

Wraz z przesunięciem fazowym kąta φ (współczynnik mocy cosφ zmalał) spadły wartości prądów fazowych na miernikach i wartości mocy jednofazowych, napięcia prądów fazowych i międzyfazowych nie zmieniły znacznie swoich wartości.

Stała trójfazowego licznika energii czynnej K_3fc = 800 obr/kWh (to z laborek)

Stała trójfazowego licznika energii biernej K_3fb = 800 obr/kVarh (to z laborek)

Stała jednofazowego licznika energii czynnej K_1fc = 1229 obr/kWh

Tabela4. Wyniki obliczeń. (ta tabela przepisana ze sprawka z piatku)

Z t n3fc n3fb n1fc A3fc A3fb A1fc A1fcP A1fct A3fcP A3fct [Ω] [s] [obr] [obr] [obr] [Ws] [Vars] [Ws] [Ws] [Ws] [Ws] [Ws] 1 60 36 0 17 162000 0 49797 55200 54048 166800 162216 2 60 39 0,5 20 175500 2250 58584 61200 61820 167400 167381 3 60 6 12 5 27000 54000 14646 7200 9534 23400 28610 4 60 7 12 5 31500 54000 14646 7200 10215 23400 28310
Moc jednofazowa jest mniej więcej 3 razy mniejsza od mocy trójfazowej. Wyniki otrzymane za pomocą watomierzy, liczników energii czy metodą techniczną są mniej więcej, porównywalne, różnice wynikają prawdopodobnie z niedokładności odczytania pomiarów (niedokładne policzenie obrotów tarczy) i błędów w obliczeniach. Obliczenia jakie zostały wykorzystane nie wiem czy dobrze A3fc = 1/ K3fc * 1000*3600* n3fc A3fb = 1/ K3fb * 1000*3600* n3fb A1fc = 1/ K1fc * 1000*3600* n1fc A1fcP= PR*t A1fct= IR* UR* cosφ*t A3fcP=t*( PR+ PS+ PT) A3fct= IR* UR* cosφ*t+ IS* US* cosφ*t+ IT* UT* cosφ*t