1. MERIE ÝKOO TRIEDÝCH OBODOCH Teoretické poznatky a) inný výkon - P P = I cosϕ [] (3.41) b) Zdanlivý výkon - úinník obvodu - cosϕ = I [] (3.43) P cos ϕ = (3.45) Úinník môže by v tolerancii <0;1>. ím je úinník väší, tým je prevádzka hospodárnejšia. c) Jalový výkon - Q Q = I sin ϕ = I cos (90 - ϕ) [var] (3.46) Z praktického hadiska môžeme jalový výkon uri aj z nameraného inného a zdanlivého výkonu nasledovne (obr. 3.23) Q ( I ) 2 2 2 2 = P = P (3.47) Poda znamienka celkového jalového výkonu urujeme charakter záaže. k Q > 0, tak záaž má induktívny charakter, ak Q < 0, tak jej charakter je kapacitný. Q > 0 P =. I ϕ Obr. 3.23 ýkonový trojuholník záaže induktívneho charakteru d) ýkony v trojfázových sústavách trojfázovej sústave meriame výkony rôznymi metódami. oba metódy závisí od súmernosti spotrebia, príp. napäovej sústavy a od toho, i je prístupný tzv. neutrálny vodi (). takýchto prípadoch s použitím elektromechanických wattmetrov používame metódy pre meranie inného a jalového výkonu: a) metóda merania pomocou jedného wattmetra, b) metóda merania pomocou troch wattmetrov, c) metóda merania pomocou dvoch wattmetrov (v tzv. ronovom zapojení). e) Meranie pomocou íslicových wattmetrov () äšina sa vyrábajú s rozsahom len do 5, preto sa obvykle pripájajú do obvodu cez meracie transformátory prúdu (MTP). Keže MTP sa používajú k zmene prúdových rozsahov meracích prístrojov, zobrazované hodnoty prúdu a výkonov z musíme poíta cez jeho nastavený prevod. Prevod MTP je daný pomerom menovitého primárneho prúdu I 1 k jeho menovitému sekundárnemu prúdu I 2 I1 K i = (3.49) I 2 ominálna hodnota prúdu na sekundárnej strane býva spravidla 5 vo výnimoných prípadoch 1, napr. K i = (100 / 5). pracoval: Ing. Miroslav GTTE, PhD.
1.1 Meranie výkonov v trojfázových sústavách Cie merania Cieom meraní je naui sa mera a urova výkony v trojfázových sústavách pomocou elektromechanických a íslicových meracích prístrojov. Úloha merania 1. Pomocou elektromechanických meracích prístrojov urite výkony a úinník v závislosti od napätia na svorkách trojfázového spotrebia: a) metódou merania inného výkonu jedným wattmetrom, b) metódou merania jalového výkonu jedným wattmetrom, c) metódou merania inného výkonu dvomi wattmetrami. 2. Pomocou trojfázového íslicového wattmetra s pripojením na meracie transformátory prúdu zmerajte výkony a úinník spotrebia v závislosti od napätia ako v 1. úlohe. 3. Pre jedno zvolené napätie zostrojte poda obr. 3.23 výkonové trojuholníky trojfázového spotrebia pre všetky metódy zapojenia a zhodnote výsledky merania. Pracovný postup 1. renie výkonov pomocou elektromechanických prístrojov a) renie výkonov metódou merania inného výkonu jedným wattmetrom RT Obr. 3.27 chéma zapojenia pri urovaní výkonov pomocou merania inného výkonu jedným wattmetrom Pre každé nastavené fázové napätie f odmeriame z wattmetra inný výkon v jednej fáze P 1. Jeho hodnota sa zisuje z údaja wattmetra nasledovne kde je výchylka na wattmetri, k je konštanta wattmetra P 1 = k. (3.57) prúdový rozsah x napat ový rozsah k = (3.58) max. pocet dielikov Hodnotu trojfázového inného výkonu uríme potom ako trojnásobok výkonu jednej fázy P = 3. P 1 (3.59) Hodnotu trojfázového zdanlivého výkonu uríme z prúdu a napätia meraného ampérmetrom a voltmetrom v jednej fáze = 3. f.i (3.60)
Tab. 3.15 f I P 1 P Q cos var apokon hodnotu jalového výkonu Q a úinníka cos trojfázového spotrebia uríme zo vzahov (3.47) a (3.45). amerané a vypoítané hodnoty zaznamenáme do tab. 3.15. b) renie výkonov metódou merania jalového výkonu jedným wattmetrom a meranie jalového výkonu môžeme opä použi elektrodynamický wattmeter ako pri meraní inného výkonu z predchádzajúcej úlohy. však musíme uskutoni zmenu zapojenia napäovej cievky wattmetra poda obr. 3.28a. RT Obr. 3.28a chéma zapojenia pri urovaní výkonov pomocou merania jalového výkonu jedným wattmetrom 90 Obr. 3.28b Fázorový diagram napätí v trojfázovej súmernej sústave k zapojíme prúdovú cievku wattmetra na fázu, musíme napäovú zapoji na združené napätie ostatných dvoch fáz a. Tým zabezpeíme, že napätie privedené na napäovú cievku bude fázovo oneskorené o 90 oproti napätiu vo fáze spotrebia, na ktorej je pripojená prúdová cievka wattmetra (obr. 3.28b). Pre každé nastavené fázové napätie f uríme jalový výkon v jednej fáze Q 1. Jeho hodnota sa zisuje z údaja nameraného wattmetrom nasledovne 1 Q 1 = k α 3 kde je výchylka na wattmetri, k je konštanta wattmetra, ktorú vypoítame poda vzahu (3.58) Hodnotu trojfázového jalového výkonu uríme potom ako trojnásobok výkonu jednej fázy Q 1 (3.61) Q = 3. Q 1 (3.62) Hodnotu trojfázového zdanlivého výkonu uríme z prúdu a napätia poda vzahu (3.60). Tab. 3.16 f I Q 1 Q P cos var var apokon hodnotu inného výkonu P a úinníka cos trojfázového spotrebia uríme poda vzahov (3.47 po úprave) a (3.45). amerané a vypoítané hodnoty zaznamenáme do tab. 3.16. c) renie výkonov metódou merania inného výkonu dvomi wattmetrami Túto metódu (v tzv. ronovom zapojení) je možné použi v trojvodiovej sústave pri súmernej ako aj nesúmernej záaži, preto je nutné pripoji ampérmeter do každej fáze spotrebia (obr. 3.29). pracoval: Ing. Miroslav GTTE, PhD.
RT výkonu uríme potom ako súet výkonov v dvoch fázach Obr. 3.29 chéma zapojenia pri urovaní výkonov pomocou merania inného výkonu dvomi wattmetrami Meranie výkonu uskutoníme pri rovnakých napätiach ako v predchádzajúcich prípadoch. Musíme si však uvedomi, že pri predchádzajúcich metódach sme voltmetrom merali fázové napätie f a pri ronovom zapojení meriame združené napätie, napr.. Musíme preto na voltmetri nastavi o 3 krát väšie napätie. Hodnotu trojfázového inného P = P 1 + P 2 (3.63) Hodnotu zdanlivého výkonu trojfázového spotrebia uríme z vekosti meraných prúdov a napätia nasledovne = 3 I = 3 I (3.65) f kde je merané združené napätie medzi fázami a a pre jeho vzah s fázovou hodnotou napätia f platí = 3 f I je aritmetická stredná hodnota prúdov meraných vo fázach, a ( I + I I ) 1 I = + 3 (3.66) apokon hodnotu jalového výkonu Q a úinníka cos uríme poda vzahov (3.47) a (3.45). Tab. 3.17 f I I I I P 1 P 2 P Q cos var 2. renie výkonov trojfázovým íslicovým wattmetrom Trojfázový pripájame do obvodu cez tri meracie transformátory prúdu (MTP). Meranie výkonov uskutoníme pri rovnakých napätiach ako v predchádzajúcich prípadoch. Keže MTP sa používajú k zmene prúdových rozsahov meracích prístrojov, zobrazované hodnoty všetkých prúdov a výkonov z musíme poíta cez ich nastavený prevod. Prevod MTP K i je daný pomerom menovitého primárneho prúdu I 1 k jeho menovitému sekundárnemu prúdu I 2 poda vzahu (3.49). by sme urili skutoné trojfázové vekosti prúdu a výkonov spotrebia, všetky zobrazované trojfázové hodnoty prúdu I a výkonov P, Q, z násobíme ekvivalentným prevodom K i, napr. pre prúd alebo inný výkon I = K i I alebo P = K i P (3.67)
Tab. 3.18 MTP: I 1 =..., I 2 =..., K i =.. f I I P P Q Q cos var var úpis prístrojov a zariadení Tab. 3.19. Oznaenie Popis 1 RT - reg. autotransform. 2 MTP 1,2,3 - meracie transf. prúdu 3 1 - elektromech. wattmeter 4 2-5 1 - ampérmeter 6 2-7 - voltmeter 8 -- - íslicový wattmeter RT MTP 1 1 2 2 3 3 I I I -- I OT OT Obr. 3.30 chéma zapojenia pre meranie výkonov pomocou trojfázového íslicového wattmetra (--) s pripojením na meracie transformátory prúdu (MTP) pracoval: Ing. Miroslav GTTE, PhD.