pomiar mocy czynnej i biernej w układach

advertisement
Białostocka
Politechnika
Wydział Elektryczny
Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Metrologii
Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu
METROLOGIA
Kod przedmiotu
ES1D 200 012
Ćwiczenie pt.
POMIAR MOCY CZYNNEJ I BIERNEJ
W UKŁADACH TRÓJFAZOWYCH
Numer ćwiczenia
M 11
Autor
dr inż. Ryszard Piotrowski
Białystok 2013
Ćwicz. M 11 Pomiar mocy czynnej i biernej ...
3
1. Wprowadzenie

P
omiary mocy czynnej jak i biernej w układach trójfazowych mogą być
wykonywane przy pomocy tylko dwóch watomierzy. Przypadek ten
badany jest w ramach niniejszego ćwiczenia.
Pomiar mocy czynnej
Układ Arona
Na wstępie omówimy układ do pomiaru mocy czynnej. Nosi on nazwę
układu Arona. Jego przeznaczeniem jest pomiar mocy w układach trójfazowych
trójprzewodowych, a więc nie zawierających przewodu zerowego. Schemat
układu Arona przedstawia rysunek 1. Amperomierze pełnią w nim rolę
pomocniczą. Najważniejszymi przyrządami są tu watomierze. Należy zwrócić
uwagę na sposób włączenia ich obwodów napięciowych. Początki tych
obwodów (oznaczone gwiazdkami) włączone są do tych samych faz, do których
włączone są cewki prądowe watomierzy, natomiast końce obwodów
napięciowych przyłączone są do „wspólnej” fazy T. Rolę tej „wspólnej” fazy
może pełnić dowolna z trzech faz układy trójfazowego, stąd możliwe są trzy
różne i równoważne sobie warianty układu Arona. Ćwiczący zechcą samodzielnie narysować te układy.
W
IR
R
A1
URT
IS
S
A2

R, L, C
W1


R, L, C
W2
UST
IT
T

A3
Rys. 1. Schemat układu Arona
R, L, C
4
Ćwicz. M 11 Pomiar mocy czynnej i biernej ...
Gdy układ przedstawiony na rysunku 1. jest symetryczny, to znaczy
symetryczny jest odbiornik trójfazowy i napięcia zasilające, prawdziwe są
(przyjmiemy je bez dowodu) zależności (1), (2), przedstawiające wskazania
każdego z dwóch watomierzy.

cos 30


P1  U RT I R cos 30o  
(1)
P2  U ST I S
(2)
o
W zależnościach tych P1 oznacza moc wskazywaną przez watomierz W1
(będziemy go określać jako watomierz w fazie wyprzedzającej), natomiast P2 –
moc wskazywaną przez watomierz W2 (określać go będziemy jako watomierz
w fazie opóźniającej się).
Z zależności (1) wynika, że gdy kąt fazowy φ odbiornika wynosi 600,
wskazanie watomierza W2 jest równe zeru. Może to mylić ćwiczących, którzy
zgłaszają zwykle w takim przypadku prowadzącemu uszkodzenie przyrządu.
Względne wskazania
watomierzy
w układzie Arona
1,2
P2/P
Wskazania względne
1
P1/P
0,8
0,6
0,4
0,2
0
-0,2
-0,4
-0,6
-90
-60
-30
0
30
60
90
Kąt fazowy φ odbiornika
Rys. 2. Względne wskazania watomierzy układu Arona
Ćwicz. M 11 Pomiar mocy czynnej i biernej ...
5
Analogicznie, gdy kąt fazowy φ przyjmuje wartość –600 (odbiornik
o charakterze pojemnościowy), wskazanie watomierza W2 staje się równe zeru.
Wskazania watomierzy układu Arona dostarczają ciekawych informacji
dotyczących właściwości symetrycznego odbiornika trójfazowego. Zagadnienie
to omówimy w oparciu o przebiegi przedstawione na rysunku 2. Są na nim
pokazane względne wskazania obydwu watomierzy w funkcji kąta fazowego
odbiornika, czyli zależności:
P1
P
 f ( ) , 2  f ( )
P
P
Przy czym: P = UP IP, gdzie UP oznacza napięcie międzyprzewodowe linii
zasilającej, zaś IP – prąd przewodowy tej linii. Ujemne wartości kąta φ dotyczą
odbiornika o charakterze pojemnościowym, dodatnie zaś – odbiornika
indukcyjnego.
Z przebiegu krzywych na rysunku 2. odczytać można następujące
informacje.
1. Rezystancyjny charakter odbiornika poznajemy po identycznych wskazaniach
obydwu watomierzy (φ = 0).
2. Indukcyjny charakter odbiornika poznajemy natomiast po tym, że w całym
zakresie zmienności kąta fazowego (0 < φ ≤ 900) wskazania watomierza W1 są
większe niż watomierza W2.
3. Przy odbiorniku pojemnościowym jest odwrotnie, w całym zakresie
zmienności kąta fazowego (– 900 ≤ φ < 00), watomierz W2 wskazuje więcej niż
watomierz W1.
4. Gdy kąt fazowy φ = 600 watomierz W2 (nazywamy go watomierzem w fazie
opóźniającej się) wskazuje zero.
5. Gdy natomiast kąt φ = – 600 watomierz W1 (nazywamy go watomierzem
w fazie wyprzedzającej) wskazuje moc zerową.
6. Fakt, że kąt fazowy φ przekracza 600 lub – 600, poznajemy po ujemnych
wskazaniach odpowiednich watomierzy. Wskazówka jednego z watomierzy
odchyla się wtedy w lewo i odczyt wskazania jest niemożliwy. Nie świadczy
to w żadnym razie o nieprawidłowym włączeniu takiego watomierza. Sposób
postępowania w takim przypadku opisany jest w dalszej części tej instrukcji.
7. Na koniec na podstawie wskazań watomierzy układu Arona obliczyć można
kąt fazowy symetrycznego odbiornika trójfazowego. Bez dowodu podajemy
stosowny wzór:
6
Ćwicz. M 11 Pomiar mocy czynnej i biernej ...

  arc tg  3

P2  P1 

P2  P1 
(3)
Układ Arona uznać można za układ uniwersalny, ponieważ mierzy on
poprawnie (dowód pomijamy) moc czynną w następujących przypadkach.
1.
2.
3.
4.
Dla dowolnego skojarzenia odbiornika trójfazowego.
Dla odbiornika symetrycznego lub niesymetrycznego.
Przy symetrycznych lub niesymetrycznych napięciach zasilających.
Poprawnie mierzy moc nawet w linii czteroprzewodowej, jeśli tylko
układ jest symetryczny (symetryczny odbiornik i symetryczne napięcia
zasilające), w związku z czym w przewodzie zerowym nie płynie prąd.
Gdy wskazówka watomierza odchyla się w lewo
Jak wynika z przebiegów przedstawionych na rysunku 2., w układzie
Arona dla pewnych wartości kąta fazowego odbiornika zdarzyć się może , że
wskazówka jednego z watomierzy odchyla się w lewo.
Dla przykładu, jeżeli odbiornik indukcyjny (symetryczny) ma kąt fazowy
większy od 60O , wskazówka watomierza w fazie opóźniającej się (jest to
watomierz W2 na rysunku 1) odchyla się w lewo. Jest to sytuacja zupełnie
naturalna i nie świadczy o błędnym włączeniu przyrządu, jednak uniemożliwia
ona odczytanie wskazań watomierza.
W celu przywrócenia prawidłowego kierunku odchylnia wskazówki,
należy zmienić o 180O fazę prądu płynącego przez cewkę prądową albo fazę
napięcia przykładanego do obwodu napięciowego. Bardziej praktyczna jest ta
druga metoda, nie wymaga bowiem przerwania obwodu prądowego. Istotę
omówionego przełączenia ilustruje rysunek 3.
Wskazania watomierza, w którym dokonano przełączenia, należy brać ze
znakiem ujemnym, przy obliczaniu mocy, co przypomina się w tej instrukcji
przy odpowiednich zależnościach uwagą - „suma algebraiczna”.
Ćwicz. M 11 Pomiar mocy czynnej i biernej ...



7

W
W
po przełączeniu
wskazówka
odchyla się w prawo
wskazówka
odchyla się w lewo
Rys. 3. Sposób
przełączenia
cewki
napięciowej
watomierza
przywracającego prawidłowy kierunek odchylenia wskazówki. Przełączenie
oznacza zmianę fazy napięcia przykładanego do obwodu napięciowego o kąt
1800
2. Przebieg ćwiczenia
2.1. Pomiar mocy czynnej
Układ Arona, w którym dokonywane są pomiary przedstawia rysunek 4.
W
IR
R
A1
URT
IS
S
A2
R, L, C
W1


R, L, C
W2
UST
IT
T


R, L, C
A3
Rys. 4. Układ do pomiaru mocy czynnej (układ Arona)
Oznaczenia występujące na rysunku 4.
A1, A2, A3 - amperomierze elektromagnetyczne o zakresach 2,5A / 5A (włączyć
zakres 2,5A)
W1, W2 - watomierze ferrodynamiczne o zakresach prądowych 2,5A / 5A
(studenci samodzielnie określają właściwy zakres napięciowy
i konsultują go z prowadzącym)
R, L, C - włączane w poszczególnych punktach ćwiczenia: promienniki
podczerwieni (R), dławiki (L), kondensatory (C)
W - wyłącznik trójbiegunowy
Ćwicz. M 11 Pomiar mocy czynnej i biernej ...
8
2.1.1.Odbiornik rezystancyjny
Kolejność czynności
1. Połącz układ według schematu z rysunku 4., włączając jak odbiornik trzy
promienniki podczerwieni (R) skojarzone w gwiazdę.
2. Zamknij wyłącznik W i dokonaj wstępnego odczytu wskazań przyrządów.
3. Sprawdź na podstawie wskazań amperomierzy, czy nie są przeciążone cewki
prądowe watomierzy.
4. Sprawdź czy wskazówki obydwu watomierzy odchylają się w prawo, jeśli tak
nie jest, wskazuje to na błędne połączenie układu, które należy poprawić, po
otwarciu wyłącznika W.
5. Jeśli nie stwierdzono wskazanych w punktach 3 i 4 nieprawidłowości, należy:
a) zanotować wskazania watomierzy (w działkach)
W1 = ................... dz
W2 = ................... dz
b) obliczyć stałą podziałki watomierza
cp 
U n I n cos n
= ................... W/dz
100
gdzie: Un - zakres napięciowy watomierza
In - zakres prądowy watomierza
cosn - znamionowy współczynnik mocy watomierza
c) obliczyć wskazania watomierzy w watach
P1 = cp W1 = .................. W
P2 = cp W2 = .................. W
d) obliczyć moc czynną P0 wydzielającą się w odbiorniku
P0 = P1 + P2 = ................ W
(suma algebraiczna)
e) obliczyć zgodnie z zależnością (3) kąt fazowy o symetrycznego
odbiornika trójfazowego (uwaga: utworzony z trzech w przybliżeniu
identycznych elementów odbiornik trójfazowy można traktować jako
symetryczny)

 o  arc tg  3

P2  P1 
 = .......... 0
P2  P1 
Ćwicz. M 11 Pomiar mocy czynnej i biernej ...
9
W sprawozdaniu należy:
Wyjaśnić dlaczego obydwa watomierze układu Arona wskazywały praktycznie
tę samą moc (powołać się na wykresy z rysunku 2).
2.1.2.Odbiornik indukcyjny
Kolejność czynności
1. Połącz układ według schematu z rysunku 4., włączając doń dławiki (L).
2. Zamknij wyłącznik W i dokonaj wstępnego odczytu wskazań przyrządów.
3. Sprawdź na podstawie wskazań amperomierzy, czy nie są przeciążone cewki
prądowe watomierzy.
4. Jeżeli wskazówka któregokolwiek watomierza odchyla się w lewo, otwórz
wyłącznik W i dokonaj stosownego przełączenia jego obwodu napięciowego
według wskazań rysunku 3.
5. Następnie należy:
a) zanotować wskazania watomierzy (w działkach)
W1 = ................... dz
W2 = ................... dz
b) obliczyć stałą podziałki watomierza
cp 
U n I n cosn
= ................... W/dz
100
gdzie: Un - zakres napięciowy watomierza
In - zakres prądowy watomierza
cosn - znamionowy współczynnik mocy watomierza
c) obliczyć wskazania watomierzy w watach
P1 = cp W1 = .................. W
P2 = cp W2 = .................. W
d) obliczyć moc czynną P0 wydzielającą się w odbiorniku
P0 = P1 + P2 = .............. W
(suma algebraiczna)
e) obliczyć kąt fazowy o odbiornika trójfazowego (pominąć nieuniknioną niewielką asymetrię odbiornika)

o  arc tg  3

W sprawozdaniu należy:
P2  P1 
 = .......... 0
P2  P1 
Ćwicz. M 11 Pomiar mocy czynnej i biernej ...
10
Wyjaśnić dlaczego wskazówka watomierza W2 odchyliła się w lewo (powołać
się na wykresy z rysunku 2).
2.1.3. Odbiornik pojemnościowy
Kolejność czynności
1. Połącz układ według schematu z rysunku 4., włączając jako odbiornik trzy
kondensatory C skojarzone w gwiazdę.
2. Zamknij wyłącznik W i dokonaj wstępnego odczytu wskazań przyrządów
3. Sprawdź na podstawie wskazań amperomierzy, czy nie są przeciążone cewki
prądowe watomierzy.
4. Jeżeli wskazówka któregokolwiek watomierza odchyla się w lewo, otwórz
wyłącznik W i dokonaj stosownego przełączenia jego obwodu napięciowego
według wskazań rysunku 3.
5. Następnie należy:
a) zanotować wskazania watomierzy (w działkach)
W1 = ................... dz
W2 = ................... dz
b) obliczyć stałą podziałki watomierza
cp 
U n I n cos n
= ................... W/dz
100
gdzie: Un - zakres napięciowy watomierza
In - zakres prądowy watomierza
cosn - znamionowy współczynnik mocy watomierza
c) obliczyć wskazania watomierzy w watach
P1 = cp W1 = .................. W
P2 = cp W2 = .................. W
d) obliczyć moc czynną P0 wydzielającą się w odbiorniku
P0 = P1 + P2 = ................ W (suma algebraiczna)
e) obliczyć kąt fazowy o odbiornika trójfazowego (pominąć niewielką
asymetrię odbiornika)

o  arc tg  3

Uwaga: arc tg( - ∞) = − 900
P2  P1 
 = .......... 0
P2  P1 
11
Ćwicz. M 11 Pomiar mocy czynnej i biernej ...
W sprawozdaniu należy:
Wyjaśnić dlaczego wskazówka watomierza W1 odchyliła się w lewo (powołać
się na wykresy z rysunku 2).
Zestawienie wyników pomiaru mocy czynnej
W Tablicy 1. należy dokonać zestawienia wyników pomiarów mocy
czynnej dla poszczególnych rodzajów odbiorników oraz wyniki obliczeń ich
kątów fazowych o .
W sprawozdaniu należy:
Narysować trzy wykresy wskazowe ukazujące położenie wskazów napięcia
względem prądu (skala dowolna) dla poszczególnych odbiorników badanych
w ćwiczeniu (przyjąć kąty fazowe o odbiorników takie jak w Tablicy 1).
Tablica 1
Charakter odbiornika
PO
o
coso
W
o
-
Odbiornik rezystancyjny
Odbiornik indukcyjny
Odbiornik pojemnościowy
2.2. Pomiar mocy biernej
Pomiar mocy biernej w obwodach trójfazowych może odbywać się przy
pomocy watomierzy, przyrządów ze swej natury przystosowanych do pomiaru
mocy czynnej. Jest to możliwe dzięki umiejętnemu wykorzystaniu naturalnych
przesunięć fazowych, jakie występują między napięciami układu trójfazowego.
Podstawowym warunkiem prawidłowego pomiaru jest jednak symetria tych
napięć.
Układ do pomiaru mocy biernej (rys. 6) wywodzi się z układu Arona
(rys. 4). W układzie Arona watomierze mierzą moc czynną Po odbiornika
trójfazowego która dana jest zależnością (dowód pomijamy):
Po  P1  P2  U RT I R cosU RT , I R   U ST I S cosU ST , I S  
U RT I R cos 1   U ST I S cos 2 
(4)
Ćwicz. M 11 Pomiar mocy czynnej i biernej ...
12
Wyrażenie na moc bierną jest analogiczne, z tym że kosinusy są w nim
zastąpione sinusami kątów 1,  2, mianowicie,
Qo  U RT I R sin 1   U ST I S sin
2

(5)
-UT
URT
UR
IR
1
900-1
-UT
2
0
90
900-
-22
UT
UST
US
IS
-UR
Rys. 5. Wykres wskazowy ilustrujący ideę wykorzystania naturalnych
przesunięć fazowych w układzie napięć trójfazowych do pomiaru
mocy biernej
Watomierze mogłyby mierzyć moc bierną odbiornika gdyby ich
wskazania były proporcjonalne do sinusów kątów 1, 2. Można to osiągnąć,
zasilając obwód napięciowy watomierza W1 napięciem opóźnionym względem
napięcia URT o kąt 900 (jest nim napięcie US - patrz wykres wskazowy na rys. 5),
zaś obwód napięciowy watomierza W2, napięciem opóźnionym względem
napięcia UST o kąt 900 (jest nim napięcie −UR). Watomierze układu
przedstawionego na rysunku 6. spełniają te warunki.
Minus przy napięciu UR oznacza, że napięcie fazowe UR jest odwrócone
w fazie o kąt 1800 względem „normalnego” napięcia tej cewki, co wyraża się
tym że zacisk oznaczony gwiazdką (początek cewki) przyłączony jest do punktu
zerowego zamiast do przewodu fazy R.
Ćwicz. M 11 Pomiar mocy czynnej i biernej ...
W
IR
R
IS
S
IT
T
A1
 W1

R, L, C
US

 W2
A2
13
-UR
R, L, C
R, L, C
A3
W3
0
Rys. 6. Układ do pomiaru mocy biernej dwoma watomierzami
A1, A2, A3 - amperomierze elektromagnetyczne o zakresach 2,5A/5A (włączyć
zakres 2,5A)
W1, W2 - watomierze ferrodynamiczne o zakresach prądowych 2,5A /5A
(studenci samodzielnie określają właściwy zakres napięciowy
i konsultują go z prowadzącym)
W3 - watomierz pomocniczy, w którym wykorzystuje się tylko cewkę napięciową
R, L, C - włączane w poszczególnych punktach ćwiczenia: promienniki podczerwieni (R), dławiki (L), kondensatory (C)
W - wyłącznik trójbiegunowy
Suma wskazań watomierzy układu z rysunku 6. wynosi,
P1  P2  U S I R cosU S , I R   U R I S cosU R , I S 
(6)
Warto przypomnieć w tym miejscu, że moc wskazywana przez watomierz
jest równa iloczynowi skutecznej wartości napięcia przykładanego do jego cewki
napięciowej (ściśle – obwodu napięciowego), skutecznej wartości prądu
płynącego przez jego cewką prądową i kosinusa kąta przesunięcia fazowego
między wspomnianymi wielkościami. Zwróćmy ponadto uwagę na fakt, że
wartości skuteczne napięć i prądów są zawsze dodatnie.
Biorąc pod uwagę zależności kątowe wynikające z wykresu wskazowego
przedstawionego na rysunku 5., zależność (6) można wyrazić następująco,
P1  P2  U S I R cos(90o   1)  U R I S cos(90o   2 ) 
Ćwicz. M 11 Pomiar mocy czynnej i biernej ...
14
 U S I R sin  1 U R I S sin 2 
U RT
U
I R sin 1 ST I S sin 2 
3
3
1
U RT I R sin 1 U ST I S sin

3

2

1
Qo
3
(7)
Wyjaśnijmy, że wobec symetrii napięć układu trójfazowego skuteczne
wartości napięć fazowych UR i US mogą być zastąpione dowolnymi napięciami
międzyfazowymi podzielonymi przez pierwiastek kwadratowy z trzech, co zostało wykorzystane w zależności (7).
Z równości (7) otrzymuje się,
Qo  3 P1  P2  [var]
(8)
gdzie: P1, P2 - wskazania watomierzy w watach (W)
Qo - moc bierna w warach (var)
Z powyższych rozważań wynika, że pomiar mocy biernej dwoma
watomierzami wymaga użycia napięć fazowych. Wobec braku przewodu
zerowego w linii zasilającej, napięcia te uzyskuje się przez skojarzenie w
gwiazdę obwodów napięciowych trzech identycznych watomierzy (rys. 6).
Watomierz W3 pełni w układzie rolę pomocniczą; wykorzystywany jest jedynie
jego obwód napięciowy do utworzenia symetrycznej gwiazdy.
Przebieg pomiarów
2.2.1. Odbiornik rezystancyjny
Jak wiadomo moc bierna odbiornika rezystancyjnego jest równa zeru.
Promienniki podczerwieni tworzą trójfazowy odbiornik prawie idealnie
rezystancyjny, dlatego należy spodziewać się, że suma wskazań (suma
algebraiczna) watomierzy będzie w przybliżeniu równa zeru.
Kolejność czynności
1. Połącz układ według schematu z rysunku 6., włączając jako odbiornik trzy
promienniki podczerwieni (R) skojarzone w gwiazdę.
2. Zamknij wyłącznik W i dokonać wstępnego odczytu wskazań przyrządów.
3. Sprawdź na podstawie wskazań amperomierzy, czy nie są przeciążone cewki
prądowe watomierzy.
Ćwicz. M 11 Pomiar mocy czynnej i biernej ...
15
4. Jeżeli wskazówka któregokolwiek watomierza odchyla się w lewo, otwórz
wyłącznik W i dokonaj stosownego przełączenia jego obwodu napięciowego
według wskazań rysunku 3.
5. Następnie należy:
a) zanotować wskazania watomierzy (w działkach)
W1 = ................... dz
W2 = ................... dz
b) obliczyć stałą podziałki watomierza
cp 
U n I n cos n
= ................... W/dz
100
gdzie: Un - zakres napięciowy watomierza
In - zakres prądowy watomierza
cosn - znamionowy współczynnik mocy watomierza
c) obliczyć wskazania watomierzy w watach
P1 = cp W1 = .................. W
P2 = cp W2 = .................. W
d) obliczyć zgodnie z zależnością (8) moc bierną Q0 odbiornika w warach
[var]
Qo  3 P1  P2  = ......... var
(suma algebraiczna)
2.2.2. Odbiornik indukcyjny
Jest to typowy odbiornik „konsumujący” moc bierną. Należy oczekiwać
dodatniej sumy algebraicznej wskazań watomierzy.
Kolejność czynności
1. Połącz układ według schematu z rysunku 6., włączając jako odbiornik trzy
dławiki (L) skojarzone w gwiazdę.
2. Zamknij wyłącznik W i dokonaj wstępnego odczytu wskazań przyrządów.
3. Sprawdź na podstawie wskazań amperomierzy, czy nie są przeciążone cewki
prądowe watomierzy.
4. Jeżeli wskazówka któregokolwiek watomierza odchyla się w lewo, otwórz
wyłącznik W i dokonaj stosownego przełączenia jego obwodu napięciowego
według wskazań rysunku 3.
Ćwicz. M 11 Pomiar mocy czynnej i biernej ...
16
5. Następnie należy:
a) zanotować wskazania watomierzy (w działkach)
W1 = ................... dz
W2 = ................... dz
b) obliczyć stałą podziałki watomierza
cp 
U n I n cos n
= ................... W/dz
100
gdzie: Un - zakres napięciowy watomierza
In - zakres prądowy watomierza
cosn - znamionowy współczynnik mocy watomierza
c) obliczyć wskazania watomierzy w watach
P1 = cp W1 = .................. W
P2 = cp W2 = .................. W
d) obliczyć zgodnie z zależnością (8) moc bierną Qo odbiornika w warach [var]
Qo  3 P1  P2  = ......... var
(suma algebraiczna)
2.2.3. Odbiornik pojemnościowy
Odbiornik o tym charakterze jest także typowym „konsumentem” mocy
biernej, tyle że ujemnej. Należy oczekiwać ujemnych wskazań watomierzy.
Kolejność czynności
1. Połącz układ według schematu z rysunku 6., włączając jako odbiornik trzy
kondensatory (C) skojarzone w gwiazdę.
2. Zamknij wyłącznik W i dokonaj wstępnego odczytu wskazań przyrządów
3. Sprawdź na podstawie wskazań amperomierzy, czy nie są przeciążone cewki
prądowe watomierzy.
4. Jeżeli wskazówki watomierzy odchylają się w lewo, otwórz wyłącznik W
i dokonaj stosownego przełączenia ich obwodów napięciowych według
wskazań rysunku 3.
5. Następnie należy:
a) zanotować wskazania watomierzy (w działkach)
W1 = ................... dz
W2 = ................... dz
Ćwicz. M 11 Pomiar mocy czynnej i biernej ...
17
b) obliczyć stałą podziałki watomierza
c
p

U I cos
n n
n = ................... W/dz
100
gdzie: Un - zakres napięciowy watomierza
In - zakres prądowy watomierza
cosn - znamionowy współczynnik mocy watomierza
c) obliczyć wskazania watomierzy w watach
P1 = cp W1 = .................. W
P2 = cp W2 = .................. W
d) obliczyć zgodnie z zależnością (8) moc bierną Qo odbiornika w warach
[var]


Q  3 P  P = ......... var
o
1 2
(suma algebraiczna)
Zestawienie wyników pomiaru mocy biernej
W Tablicy 2 należy zestawić wyniki pomiarów mocy biernej dla poszczególnych rodzajów odbiorników.
Tablica 2
Charakter odbiornika
Qo
var
Odbiornik rezystancyjny
Odbiornik indukcyjny
Odbiornik pojemnościowy
3. Pytania i zadania kontrolne
1. Podaj wzór na moc czynną pobieraną przez symetryczny odbiornik trójfazowy zasilany symetrycznym napięciem trójfazowym.
2. Podaj wzór na moc bierną „pobieraną” przez symetryczny odbiornik
trójfazowy zasilany symetrycznym napięciem trójfazowym.
3. W jakich jednostkach mierzona jest moc czynna (napisz symbol literowy
jednostki) oraz moc bierna (napisz symbol literowy jednostki).
4. Narysuj trzy możliwe warianty układu Arona.
5. Na czym polega uniwersalność układu Arona?
Ćwicz. M 11 Pomiar mocy czynnej i biernej ...
18
6. Czy układ Arona może mierzyć poprawnie moc w przypadku, gdy linia
zasilająca ma przewód zerowy?
7. W jaki sposób przywraca się prawidłowy kierunek odchylenia wskazówki
watomierza (odpowiedź uzupełnić stosownym rysunkiem)?
8. Jaki warunek muszą spełniać napięcia zasilające, by możliwy był pomiar
mocy biernej przy pomocy watomierzy?
9. Narysuj schemat układu do pomiaru mocy biernej dwoma watomierzami.
4. Literatura
1. Chwaleba A. i inni. Metrologia elektryczna WNT, Warszawa 2003
2. Lebson S. Podstawy miernictwa elektrycznego WNT, Warszawa 1972
3. Piotrowski R. Ćwiczenia laboratoryjne z metrologii, Wyd. Politechniki
Białostockiej, Białystok 2008
4. Tumański S. Technika pomiarowa, WNT, Warszawa 2007
Ćwicz. M 11 Pomiar mocy czynnej i biernej ...
19
Wymagania BHP
Warunkiem przystąpienia do praktycznej realizacji ćwiczenia jest zapoznanie się
z instrukcją BHP i instrukcją przeciw pożarową oraz przestrzeganie zasad w nich zawartych.
Wybrane urządzenia dostępne na stanowisku laboratoryjnym mogą posiadać instrukcje
stanowiskowe. Przed rozpoczęciem pracy należy zapoznać się z instrukcjami stanowiskowymi
wskazanymi przez prowadzącego.
W trakcie zajęć laboratoryjnych należy przestrzegać następujących zasad.










Sprawdzić, czy urządzenia dostępne na stanowisku laboratoryjnym są w stanie
kompletnym, nie wskazującym na fizyczne uszkodzenie.
Sprawdzić prawidłowość połączeń urządzeń.
Załączenie napięcia do układu pomiarowego może się odbywać po wyrażeniu zgody
przez prowadzącego.
Przyrządy pomiarowe należy ustawić w sposób zapewniający stałą obserwację, bez
konieczności nachylania się nad innymi elementami układu znajdującymi się pod
napięciem.
Zabronione jest dokonywanie jakichkolwiek przełączeń oraz wymiana elementów
składowych stanowiska pod napięciem.
Zmiana konfiguracji stanowiska i połączeń w badanym układzie może się odbywać
wyłącznie w porozumieniu z prowadzącym zajęcia.
W przypadku zaniku napięcia zasilającego należy niezwłocznie wyłączyć wszystkie
urządzenia.
Stwierdzone wszelkie braki w wyposażeniu stanowiska oraz nieprawidłowości
w funkcjonowaniu sprzętu należy przekazywać prowadzącemu zajęcia.
Zabrania się samodzielnego włączania, manipulowania i korzystania z urządzeń nie
należących do danego ćwiczenia.
W przypadku wystąpienia porażenia prądem elektrycznym należy niezwłocznie
wyłączyć zasilanie stanowisk laboratoryjnych za pomocą wyłącznika bezpieczeństwa,
dostępnego na każdej tablicy rozdzielczej w laboratorium. Przed odłączeniem napięcia
nie dotykać porażonego.
Download
Random flashcards
123

2 Cards oauth2_google_0a87d737-559d-4799-9194-d76e8d2e5390

Create flashcards