Poprawa współczynnika mocy PDF

Preview

Summary

POLITECHNIKA INSTYTUT ELELTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI Elektrotechniki Teoretycznej i Stosowanej Laboratorium Elektrotechniki Teoretycznej nr 4 Temat: Poprawa mocy. Rok akademicki: Wykonawcy: 1. Elektryczny Studia stacjonarne Nr grupy: E 1 Data Wykonania 9.04 Oddania sprawozdania 23.04 Ocena: Uwagi: 1....

Description

POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT ELELTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI PRZEMYSŁOWEJ Zakład Elektrotechniki Teoretycznej i Stosowanej Laboratorium Elektrotechniki Teoretycznej Ćwiczenie nr 4 Temat: Poprawa współczynnika mocy. Rok akademicki: 2017/2018 Wykonawcy: 1. Wydział Elektryczny Studia stacjonarne

Data Wykonania ćwiczenia 9.04.2018

Oddania sprawozdania 23.04.2018

Ocena:

Nr grupy: E - 1 Uwagi:

1. Wstęp teoretyczny Większość odbiorników ma rezystancyjno-indukcyjny charakter obciążenia, które powodują mały współczynnik mocy, co jest niekorzystne z punktu widzenia gospodarki elektroenergetycznej, ponieważ prowadzi do strat w przesyłaniu energii oraz zmniejsza przepustowość linii przesyłowych. Najprostszym sposobem na poprawę współczynnika mocy jest wpięcie równolegle do odbiornika ( odbiorników) baterii kondensatora. Moc czynna w układzie z włączonymi bateriami kondensatora i w układzie bez kompensacji jest taka sama: P=UIcosφ=U I w cos φw C0 =

Ptgφ ωU2

Dla pełnej kompensacji mocy biernej cos φ =1 (tg φ =0) wartość pojemności kondensatora wyraża się wzorem: Ptgφ C0 = ωU2 Dla wartości pojemności kondensatora większych od tych wyrażonym tym wzorem następuje przekompensowanie i dla źródła napięcia taki odbiornik ma charakter rezystancyjno-pojemnosciowy.

2. Obliczenia Schemat połączeń:

Zestawienie wyników pomiarów i obliczeń: z pomiarów C [μF]

0

10

20

30

40

U

I

P

Ic

[V]

[A]

[W]

[A]

40 80 120 150 40 80 120 150 40 80 120 150 40 80 120 150 40 80 120 150

0,38 0,78 1,15 1,45 0,265 0,525 0,78 0,98 0,14 0,30 0,46 0,58 0,10 0,21 0,31 0,39 0,17 0,35 0,55 0,66

3 12 27 43 3 12 27 43 3 12 27 43 3 12 27 43 3 12 27 43

cosφw

0,197 0,192 0,196 0,198 0,13 0,39 0,26 0,28 0,39 0,31 0,495 0,33 0,26 0,59 0,52 0,58 0,78 0,65 0,98 0,65 0,40 0,96 0,78 1,00 1,18 0,99 1,50 0,98 0,55 0,57 1,05 0,58 1,60 0,51 1,95 0,60

φw

sinφw

tgφw

[0 ] 78,617 78,913 78,717 78,597 66,92 73,74 71,81 70,96 53,49 54,90 49,12 49,55 -15,95 -3,98 -9,70 -11,63 -55,08 -54,39 -59,16 -53,22

0,980 0,981 0,981 0,980 0,92 0,96 0,95 0,95 0,80 0,82 0,76 0,76 -0,27 -0,07 -0,17 -0,20 -0,82 -0,81 -0,86 -0,80

[var] [var] [V*A] 4,97 14,90 15,2 5,10 61,24 62,4 5,01 135,33 138 4,96 213,21 217,5 2,35 9,88 5,02 10,6 3,44 41,14 20,10 42 3,05 90,12 45,22 93,6 2,86 142,56 70,65 147 1,36 4,85 10,05 5,6 1,41 21,04 40,19 24 1,16 44,90 90,43 55,2 1,17 71,91 141,30 87 -0,29 -0,17 15,07 4 -0,07 0,95 60,29 16,8 -0,17 -0,32 135,65 37,2 -0,21 1,26 211,95 58,5 -1,44 -5,19 20,10 6,8 -1,40 -19,15 80,38 28 -1,68 -45,53 180,86 66 -1,33 -69,39 282,60 99

Przykładowe obliczenia: 

z obliczeń

Dla układu bez baterii kondensatora:

Qw

QC

S

-Moc pozorna:

S=U⋅I

S=120*1,15=138 [VA] P P U I cos  cos  U I -cos φ:

cos φ =

27 ≈ 0,2 120∗1,15

-Obliczanie kąta ϕ : ϕ=arccos ϕ φ=arccos(0.2) = 78,72 -obliczanie tgφ: tgφ=tg(78,72)=5.01 -Moc bierna: Q w =P*tgφ Q w = P*tg(78,72)=135,27 Var -obliczanie sinφ sinφ=sin (78,72)=0,92 

obliczenia dla układu z kompensacją (C=20, U=80) -obliczanie sinusa:

sin ϕW =

I sin ϕ−I C IW

⇒

0 , 78∗0 , 981−0 , 52 =0 , 82 0,3

-obliczanie φ φ = arcsin(0,82) = 54,90 -obliczanie Qc 2

Qc =

2

U U = =U 2∗ω∗C=40 , 192 XL 1 ωC Var

-obliczanie Qw Q w =Q −Q c =61,24 −40,19 =21,05 Var

-obliczanie tgφ tgφ = tg(54,90)=1.42 

Obliczanie pojemności kondensatora potrzebnej do całkowitej kompensacji - Przykładowe obliczenia dla U=40V

Ptgφ C ¿ 2

ωU 3∗4,97 C= 314∗40∗40 =29,66 uF Tabela z wynikami:

U [V] 40 80 120 150

3. Wykresy.

C [uF] 29,66 30,47 29,93 30,18

4. Wnioski Celem ćwiczenia było badanie pojemności kondensatora włączonego równolegle do źródła na współczynnik mocy. Z pomiarów wynika, że włączenie w obwód baterii kondensatorów spowodowało poprawę współczynnika mocy cosφ, aż do momentu gdy obwód był przekompensowany i jego charakterystyka zmieniła się z rezystancyjno-indukcyjnej na rezystancyjno-pojemnościową. Układ badany na zajęciach jest skompensowany dla C ≈ 30 uF. 5. Dane urządzeń i mierników użytych przy wykonywaniu ćwiczenia. -autotransformator Merazet 0-250V 7A -woltomierz LE-3 -amperomierz LE-3P 2 sztuki -watomierz LW-1 -bateria kondensatorów 0-114uF -obciążenie LR (dławik) -płytka połączeniowa...