POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA METROLOGII I SYSTEMÓW DIAGNOSTYCZNYCH METROLOGIA Andrzej.

Prezentacja na temat: "POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA METROLOGII I SYSTEMÓW DIAGNOSTYCZNYCH METROLOGIA Andrzej."— Zapis prezentacji:

1 POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA METROLOGII I SYSTEMÓW DIAGNOSTYCZNYCH METROLOGIA Andrzej Rylski Politechnika Rzeszowska Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych, ul. W. Pola 2 35-959 Rzeszów, rylski @prz.edu.pl http://rylski.sd.prz.edu.pl/ Pomiary mocy prądu elektrycznego 1.Zagadnienia 2.Pomiary mocy prądu elektrycznego, moc czynna 3.Pomiary mocy prądu elektrycznego, moc czynna harmonicznych 4.Pomiary mocy biernej i pozornej prądu elektrycznego 5.Właściwości watomierzy 6.Pomiary mocy czynnej odbiornika jednofazowego 7.Pomiary mocy czynnej odbiornika 3-fazowego symetrycznego 8.Pomiary mocy czynnej 3-fazowego odbiornika niesymetrycznego 9.Pomiary mocy biernej 10.Pomiary mocy biernej 3 -fazowego odbiornika symetrycznego 11.Pomiary mocy biernej 3-fazowego odbiornika niesymetrycznego 12.Pytania: Literatura: [1]. P.D. Sydenham, Podręcznik metrologii, WKŁ Warszawa 1990r. [2]. A. Chwaleba, M.Poński, A.Siedlecki, Metreologia Elektryczna, WNT Warszawa, 1994 [3]. Rylski A., Metrologia II prąd zmienny, str. 218-225, skrypt, Wydawnictwa Politechniki Rzeszowskiej 2006 [4]. Rylski A., Metrologia – wybrane zagadnienia. Zadania, skrypt Wydanie III, Wydawnictwa Politechniki Rzeszowskiej 2004,.

2 Pomiary mocy prądu elektrycznego, moc czynna, [3], str.139 p(t)=u(t). i(t) (6.1) (6.2) (6.3) i(t)=Imsin (  t+  i) (6.4) gdzie: Um,,Im -amplitudy odpowiednio napięcia i prądu;  - pulsacja prądu przemiennego,  =2  f  u,  i - kąty przesunięć fazowych napięcia i prądu, (6.5) gdzie: U,I - wartości skuteczne odpowiednio napięcia i prądu odbiornika;  - kąt fazowy między wektorem prądu I i wektorem napięcia U,  =  u -  i (6.6)

3 Pomiary mocy prądu elektrycznego, moc czynna harmonicznych, [3], str.140 (6.8) gdzie: U n,I n - wartości skuteczne n-tych harmonicznych napięcia i prądu;  n - kąty fazowe między poszczególnymi harmonicznymi prądu i napięcia. 6.10 - określa moc czynną wyższych harmonicznych wytworzonych w odbiorniku nieliniowym. współczynnikiem mocy czynnej (6.12) (6.9) (6.10) S - wartość mocy pozornej (6.11)

4 Pomiary mocy biernej i pozornej prądu elektrycznego, [3], str.141 (6.14) S 2 =P 2 +Q 2 +K 2 (6.15) (6.18) gdzie:u A, u B, u C oraz i A, i B, i C - wartości chwilowe odpowiednio napięć i prądów fazowych. (6.19) p=P=3U I cos  (6.20) P=PA+PB+PC =UAIAcos  A+ UBIBcos  B+ UCICcos  C (6.21) Q= QA+QB+QC =UAIAsin  A+ UBIBsin  B+ UCICsin  C (6.22)

5 Właściwości watomierzy, [3], str.143 Rys..6.1. Rysunek watomierza analogowego 0,8 * Un < U < 1,5. Un (6.24) Umin=0,8*200 =160V(6.25) Umax=1,5*200=300V(6.26) 0 < I < 1,3. In (6.27) RU= Rui. Un(6.28)

6 Pomiary mocy czynnej odbiornika jednofazowego, [3], str.145 Rys. 6.2. Schemat układu do pomiaru mocy czynnej odbiornika jednofazowego Woltomierz i amperomierz są miernikami prądu przemiennego. Wyniki pomiaru oblicza się z zależności:  - wychylenie wskazówki [dz] - stała przyrządu dPM - błąd multiplikatywny (analogowy) watomierza cyfrowego, dPA - błąd addytywny watomierza cyfrowego.

7 Pomiary mocy czynnej odbiornika 3-fazowego symetrycznego, [3], str.146 Rys. 6.3. Schemat układu do pomiaru mocy czynnej odbiornika 3-fazowego symetrycznego P R = P S = P T = P(6.36) (6.37) (6.38) (6.39) Rys. 6.4. Schemat układu do pomiaru mocy czynnej odbiornika 3-fazowego symetrycznego 3- przewodowego

8 Pomiary mocy czynnej 3-fazowego odbiornika niesymetrycznego, [3], str.148 Rys. 6.5. Schemat układu do pomiaru mocy czynnej odbiornika 3-fazowego niesymetrycznego - wskazanie i-tego (1,2,3) watomierza Rys. 6.6. Schemat układu do pomiaru mocy czynnej odbiornika 3- fazowego niesymetrycznego w ukladzie Arona

9 Pomiary mocy biernej, [3], str.150 Rys. 6.8. Schemat układu pomiaru mocy biernej odbiornika jednofazowego watomierzem

10 Pomiary mocy biernej 3 -fazowego odbiornika symetrycznego, [3], str.151 Rys. 6.9. Schemat układu pomiaru mocy biernej odbiornika 3-fazowego symetrycznego (6.52) (6.53) (6.54)

11 Pomiary mocy biernej 3-fazowego odbiornika niesymetrycznego, [3], str.153 Rys. 6.10. Schemat układu pomiaru mocy biernej odbiornika 3-fazowego niesymetrycznego

12 Pomiary analizatorem sieci P10 oraz mocy czynnej i biernej 3- fazowego odbiornika niesymetrycznego

13

14 Pomiary energii prądu elektrycznego (7.1) gdzie: P - moc czynna pobierana przez odbiornik, której wartość ulega zmianie w czasie t; t2 - t1 - przedział czasu, w którym dokonuje się pomiaru energii. Rys. 7.1. Uproszczona konstrukcja licznika indukcyjnego jednofazowego Mo=Co f  i  usin  (7.2) gdzie: Co - stała momentu obrotowego; f - częstotliwość;  i,,  u - strumienie magnetyczne prądowy i napięciowy;  - kąt przesunięcia fazowego między strumieniami  i,,  u. Gdzie: C - współczynnik proporcjonalności n – prędkość obrotowa N – liczba obrotów tarczy

15 Pomiary energii prądu elektrycznego Rys. 7.2 Uproszczona konstrukcja licznika indukcyjnego jednofazowego z nadajnikiem impulsów Przetwornik mocy U/fLicznik impulsów u(t) i(t) U p =CP Rys. 7.3 Schemat blokowy licznika elektronicznego

16 Pomiary energii prądu elektrycznego Obwód wejściowy Obwód wejściowy Filtr U wy u(t) i(t) Obwód wejściowy Obwód wejściowy log alog Filtr  u(t) i(t) U wy Obwód wejściowy Obwód wejściowy Układ próbkujący pamiętający Układ próbkujący pamiętający A/C  P Rys. 7.4 Struktury układowe przetworników mocy: a) bezpośredniego mnożenia; b) logarytmiczne; c) próbkujące

17 Pomiary energii prądu elektrycznego Hallotronowy przetwornik mocy Rys. 7.6. Hallotronowy przetwornik mocy gdzie: R H - współczynnik Halla, d - grubość płytki Halla, i s - prąd sterujący, B - indukcja pola magnetycznego. Rys. 7.5. Charakterystyka czujnika Halla

18 Pomiary energii prądu elektrycznego Rys. 7.7 Schemat blokowy elektronicznego licznika energii czynnej (7.14)

19 Pomiary energii prądu elektrycznego Metody badania wskazań liczników: metoda mocy i czasu metoda licznika kontrolnego Metoda mocy i czasu gdzie t wartość liczbowa zmierzonego czasu trwania N impulsów [s] tn nominalna (obliczona) wartość liczbowa czasu trwania N impulsów [s] N - liczba impulsów C - wartość liczbowa stałej licznika [imp/kWh] P - wartość liczbowa mocy licznika [W] Metoda licznika kontrolnego gdzie Nk zmierzona liczba impulsów licznika kontrolnego Nkn liczba impulsów przeliczona z licznika badanego na licznik kontrolny według wzoru (7.18) N wybrana liczba impulsów licznika badanego Ck wartość stałej licznika kontrolnego Cb wartość stałej licznika badanego Iwk wartość natężenia prądu na wejściu licznika kontrolnego [A] Ib wartość natężenia prądu na wejściu licznika badanego [A] Uwk wartość napięcia na wejściu licznika kontrolnego [V] Uwk wartość napięcia na wejściu licznika badanego [V]

20 Pytania: 1.Wielkości mierzone przyrządami uniwersalnymi. 2.Sposoby opisu błędów granicznych przyrządu pomiarowego. 3.Przedstaw graficznie sumowanie się błędów symetrycznych multiplikatywnego i addytywnego. 4.Przedstaw graficznie sumowanie się błędów multiplikatywnego i addytywnego gdy jeden z nich jest niesymetryczny. 5.Dlaczego przyrządy uniwersalne mierzą napięcia stałe tylko do wartości 1000V, przemienne do 750V, pomimo tego, że możliwości wyświetlacza sugerują inną wartość zakresu. Literatura: [1]. P.D. Sydenham, Podręcznik metrologii, WKŁ Warszawa 1990r. [2]. A. Chwaleba, M.Poński, A.Siedlecki, Metreologia Elektryczna, WNT Warszawa, 1994 [3]. Rylski A., Metrologia II prąd zmienny, str. 218-225, skrypt, Wydawnictwa Politechniki Rzeszowskiej 2004 [4]. Rylski A., Metrologia – wybrane zagadnienia. Zadania, skrypt Wydanie III, Wydawnictwa Politechniki Rzeszowskiej 2004,