Politechnika Wrocławska Instytut Metrologii Elektrycznej	Ćwiczenie laboratoryjne nr 11 Czwartek 7^30	13.01.2000 r.
LESZEK MAJERZ Paweł Sieradzy Wojciech Giernalczyk Marek Karolczak	Pomiar mocy czynnej i biernej odbiorników trójfazowych metodą bezpośrednią	Ocena:

1. Cel ćwiczenia:

Poznanie sposobów pomiaru mocy biernej i czynnej odbiorników trójfazowych metodą bezpośrednią. Poznanie sposobów łączenia układów do pomiaru mocy (układ Arona).

2. Spis przyrządów:

amperomierz magnetoelektryczny zakresy 2,5A/5A ; klasa 0,5 ; α_max=100dz ; nr Ew-21/84

amperomierz magnetoelektryczny zakres 5A/10A ; klasa 0,5 ; α_max=100dz ; nr 642/IVa

watomierz magnetoelektryczny zakresy dla U: 100V/200V/400V

zakresy dla I: 2,5A/5A

klasa 0,5 ; α_max=100dz ; nr N-1003/Ivh

watomierz magnetoelektryczny zakresy dla U: 100V/200V/400V

zakresy dla I: 2,5A/5A

klasa 0,5 ; α_max=100dz ; nr N-1005/Ivh

woltomierz magnetoelektryczny zakresy 150V/300V ; klasa 0,5 ; α_max=60dz,α_max=75dz

nr N-1587/IVh

woltomierz magnetoelektryczny zakresy 150V/300V ; klasa 0,5 ; α_max=60dz,α_max=75dz

nr N-494/IVh

posobniki 300 na 600 V typ IME -201a/IVh

typ IME -202a/IVh

3. Schemat połączeń:

4. Tabele pomiarowe:

Pomiary prądów w poszczególnych fazach i napięć międzyfazowych:

	I1					I2
		zakres	skala	odczyt	wynik	ΔI1	zakres	skala	odczyt	wynik	ΔI2
		A	dz.	dz.	A	A	A	dz.	dz.	A	A
Silnik	5	100	52,0	2,60	±0,02	5	100	53,0	2,65	±0,02
Żarówki	5	100	45,0	2,25	±0,02	2,5	100	60,5	3,02	±0,01
Silnik + żarówki	10	100	39,0	3,9	±0,05	5	100	64,0	3,20	±0,02

Wzory i obliczenia:

• Wartość prądów:

• Błąd pomiaru prądów:

	U1					U2
		zakres	skala	odczyt	wynik	ΔU1	zakres	skala	odczyt	wynik	ΔU2
		V	dz.	dz.	V	V	V	dz.	dz.	V	V
Silnik	600	600	385,0	385	±3	600	600	389,0	389	±3
żarówki	600	600	385,0	385	±3	600	600	389,0	389	±3
Silnik + żarówki	600	600	385,0	385	±3	600	600	389,0	389	±3

Wzory i obliczenia:

• Wartość napięć:

• Błąd pomiaru :

	P1						P2						P	δP	S	cosϕ	Q
		zakres U	zakres I	skala	odczyt	wynik	ΔP1	zakres U	zakres I	skala	odczyt	wynik	ΔP2	W	%	V^.A	-	var
		V	A	dz.	dz.	W	W	V	A	dz.	dz.	W	W
Silnik	400	2,5	100	60,0	600	±5	400	2,5	100	43,0	-430	±5	170	±12	1724	0,10	1716
Żarówki	400	2,5	100	80,0	800	±5	400	2,5	100	50,0	500	±5	1300	±2	1730	0,75	1141
Silnik + żarówki	400	5	100	70,0	1400	±10	400	5	100	4,0	80	±10	1480	±2	2336	0,63	1807

Pomiar mocy za pomocą dwóch watomierzy

Wzory i obliczenia:

• Wartość mocy:

• Błąd pomiaru prądów:

• Moc czynna jest równa sumie mocy odczytanych z watomierzy:

P = P₁ + P₂ = 800 + 500 =1300 W ± 2 %

• Względny błąd pomiary mocy czynnej wynika głównie z klasy zastosowanych watomierzy, błąd ten policzono ze wzoru:

• Moc pozorną odbiornika wyznaczamy z równania:

Wartości średnie wskazań woltomierzy i amperomierzy:

- silnik

S = (1730±27)VA - żarówki

S = (2336±31)VA - silnik +żarówki

Błąd U_śr i I_śr policzono z różniczki zupełnej:

Błąd S policzono z różniczki zupełnej:

• Współczynnik mocy:

- silnik

cosϕ = 0,75±0,03 - żarówki

cosϕ = 0,63±0,02 - silnik + żarówki

Błąd współczynnika mocy policzono z różniczki zupełnej:

• Moc bierną obliczono z równania:

Błąd mocy biernej policzono z równania:

5. Wnioski:

Do pomiaru mocy czynnej P pobieranej przez odbiornik stosujemy układ dwóch watomierzy zwany układem Arona, w którym włączamy cewki prądowe watomierzy w dwie fazy linii a cewki napięciowe między daną fazę a fazę trzecią. Wskazania watomierzy mogą być ujemne(w moim przypadku przy obciążeniu silnikiem jeden z watomierzy wskazywał moc ze znakiem minus P₂=-430W). Wówczas kąt ϕ leży poza obszarem ćwiartki pierwszej i czwartej, czyli jest rozwarty, oznacza to ,że cosϕ<0,5 (0,10<0,5) . Stosując ten układ oraz odpowiednie zależności można również metodą pośrednią wyznaczyć moc pozorną i moc bierną. Układ Arona można stosować zarówno do pomiaru mocy w układach symetrycznych jak i niesymetrycznych.

Do pomiaru mocy biernej w układach symetrycznych stosuje się układ z jednym watomierzem, który pozwala na uzyskanie dokładniejszych wyników niż ma to miejsce w przypadku układu Arona.

Stosunek mocy czynnej do mocy pozornej nazywa się współczynnikiem mocy. Należy dążyć do utrzymania wartości tego współczynnika w pobliżu jedności ponieważ w tym przypadku prąd pobierany ze źródła jest najmniejszy.

3