WSPOMAGANE KOMPUTEROWO POMIARY MOCY CZYNNEJ

WSPOMAGANE KOMPUTEROWO POMIARY MOCY CZYNNEJ METODĄ
PRÓBKOWANIA WARTOŚCI CHWILOWYCH PRĄDU I NAPIĘCIA
Szczegółowy program pomiarów
1. Przygotowanie do pomiarów
a) Zapoznać się z zestawionym na stanowisku układem pomiarowym i jego schematem
ideowym. Zwrócić uwagę na sposób zasilania obwodów prądowych i napięciowych oraz
regulację kąta fazowego ϕ. Ustalić punkty załączania obwodów prądowych i napięciowych
oraz zasilania przystawki do karty pomiarowej. Ustawić rezystor w torze prądowym na
maksymalną wartość dla ograniczenia prądu po załączeniu układu. Sprawdzić ustawienie
zakresów mierników analogowych i ustawienie zera mechanicznego wskazówki.
b) Włączyć komputer i poczekać na uruchomienie się systemu DOS. Uruchomić poleceniem
NC program Norton Commander. Przejść do katalogu c:\LAB_35, odszukać program
35_2500.exe i uruchomić go.
c) Włączyć zasilanie przystawki kondycjonowania sygnałów do karty pomiarowej (lewy
łącznik z tyłu obudowy) oraz zamknąć tor prądowy przystawki (prawy łącznik z tyłu
obudowy).
d) Włączyć zasilanie częstościomierza (typu PFL 20) do pomiaru sygnału wyjściowego z
cyfrowego licznika energii elektrycznej. Dołączyć sygnał kablem BNC do wejścia B,
ustawić pomiar 10 okresów sygnału, częstotliwość wzorcowa 10 kHz, poziom AUTO.
e) Sprawdzić działanie stanowiska pomiarowego:
- załączyć zasilanie toru napięciowego, sprawdzić wskazania woltomierza analogowego i
wyników pomiaru napięcia prezentowanych przez program,.
- załączyć zasilanie toru prądowego, ustawić prąd 1 A według wskazań amperomierza
analogowego, sprawdzić wskazania wyników pomiaru prądu prezentowanych przez
program,
- przesuwnikiem fazowym ustawić kąt fazowy ϕ=90o (cosϕ=0) według wskazań
watomierza analogowego (P=0). Sprawdzić i ewentualnie skorygować ustawienie tarczy
przesuwnika fazowego na wartość ϕ=90o,
- ustawić kąt fazowy ϕ=0o odczytać moc z watomierza analogowego, sprawdzić wyniki
pomiaru prądu i mocy prezentowane przez program,
- odczytać wynik pomiaru 10 okresów sygnału wyjściowego z licznika energii
elektrycznej. Obliczyć wartość mocy czynnej mierzonej przez licznik wg wzoru:
3600 ⋅ 10 3
,
(1)
C ⋅ Tx
gdzie: stała licznika C=16000 imp/kWh,
Tx – czas trwania jednego okresu sygnału wyjściowego licznika,
- porównać wynik z wartością mocy wskazywanej przez pozostałe przyrządy.
f) Po pozytywnym sprawdzeniu działania stanowiska pomiarowego zakończyć działanie
programu (naciskając dowolny klawisz) i rozłączyć obwód prądowy przystawki (łącznik z
prawej strony z tyłu obudowy). Stanowisko jest gotowe do pomiarów.
P=
Szczegółowy program pomiarów
Strona 1 / 3
2. Wyznaczanie błędów pomiaru mocy w funkcji mierzonego prądu
a) Uruchomić program 35_1250 i załączyć tor prądowy w przystawce.
b) Ustawić prąd 0,5 A według wskazań amperomierza analogowego i kąt fazowy ϕ=0o.
Sprawdzić wskazania pozostałych przyrządów i programu komputerowego.
c) Kolejno dla prądów o wartościach 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 ampery i stałej wartości kąta fazowego
ϕ=0o odczytać i zapisać do protokołu wskazania przyrządów i wyniki prezentowane przez
program komputerowy. Z watomierza notować wskazania w działkach (co 1/5 działki) i
zapisać ustawione wartości zakresów prądowego i napięciowego. Notować wynik pomiaru
10 okresów sygnału z licznika energii elektrycznej.
d) Zakończyć działanie programu i powtórzyć pomiary dla programu 35_2500.
3. Wyznaczanie błędów pomiaru mocy w funkcji kąta fazowego
a) Uruchomić program 35_1250 i załączyć tor prądowy w przystawce.
b) Ustawić prąd 2 A według wskazań amperomierza analogowego i kąt fazowy ϕ=0o.
Sprawdzić wskazania pozostałych przyrządów i programu komputerowego.
c) Kolejno dla kątów fazowych o wartościach ϕ=0o, 10o, 20o, ..., 90o i stałej wartości prądu
2 A odczytać i zapisać do protokołu wskazania przyrządów i wyniki prezentowane przez
program komputerowy. Z watomierza notować wskazania w działkach (co 1/5 działki) i
zapisać ustawione wartości zakresów prądowego i napięciowego. Notować wynik pomiaru
10 okresów sygnału z licznika energii elektrycznej.
d) Zakończyć działanie programu i powtórzyć pomiary dla programu 35_2500.
4. Wyznaczanie błędów pomiaru energii elektrycznej dla cosϕ
ϕ=1
a) Uruchomić program 35_1250 i załączyć tor prądowy w przystawce.
b) Ustawić prąd 2 A według wskazań amperomierza analogowego i kąt fazowy ϕ=0o.
Sprawdzić wskazania pozostałych przyrządów i programu komputerowego.
c) Przygotować układ do pomiaru energii elektrycznej:
- rozłączyć tor prądowy w przystawce nie zmieniając nastawionych wartości prądu i kąta
fazowego,
- zakończyć działanie programu,
- wyzerować wskazania licznika energii elektrycznej,
- ponownie uruchomić program 35_1250, ale nie załączać toru prądowego w przystawce,
- przygotować stoper do pomiaru czasu.
d) wykonać pomiar energii:
- jednocześnie uruchomić stoper do pomiaru czasu i załączyć tor prądowy w przystawce,
nie zmieniając przy tym nastawionych wcześniej wartości prądu i kąta fazowego,
- obserwować wskazania przyrządów szczególną uwagę zwracając na wskazanie licznika
energii elektrycznej, na jego wyświetlaczu najmniej znacząca cyfra odpowiada energii
równej 0,001 kWh, maksymalne wskazanie wynosi 9,999 kWh,
- przy każdej zmianie wskazań licznika energii elektrycznej o kolejne 0,010 kWh
zanotować wskazania przyrządów analogowych (łącznie 10 razy),
- w chwili zmiany wskazania licznika energii elektrycznej z 0,099 kWh na 0,100 kWh
zatrzymać pomiar czasu i rozłączyć tor prądowy w przystawce.
Szczegółowy program pomiarów
Strona 2 / 3
e) Zanotować w protokole wyniki pomiarów: czasu trwania pomiaru, energii zmierzonej
przez licznik i wskazanej przez program, 10 wyników pomiaru prądu i napięcia,
d) Zakończyć działanie programu i powtórzyć pomiary dla programu 35_2500.
5. Wyznaczanie błędów pomiaru energii elektrycznej dla cosϕ
ϕ=0,5ind i 0,8poj
a) Powtórzyć pomiary energii elektrycznej opisane w punkcie 4 ustawiając na przesuwniku
kąt fazowy odpowiadający cosϕ=0,5ind i 0,8poj (wartości zalecane wraz z cosϕ=1 przez
Polską Normę). Pomiary wykonać tylko dla programu 35_1250.
6. Zakończenie pomiarów
a) Wyłączyć zasilanie toru prądowego i napięciowego stanowiska. Sprawdzić wskazania
przyrządów analogowych i programu.
b) Wyłączyć zasilanie przystawki kondycjonowania sygnałów do karty pomiarowej (lewy
łącznik z tyłu obudowy) oraz rozłączyć tor prądowy przystawki (prawy łącznik z tyłu
obudowy).
c) Zakończyć działanie programu (nacisnąć dowolny klawisz).
d) Wyłączyć zasilanie częstościomierza cyfrowego.
7. Opracowanie sprawozdania
a) W sprawozdaniu należy zamieścić aktualny schemat stanowiska pomiarowego oraz opis
wykorzystywanej aparatury.
b) Obliczyć błędy (bezwzględny i względny) pomiaru mocy watomierzem analogowym,
licznikiem energii elektrycznej i watomierzem zrealizowanym w komputerze. Za wartość
odniesienia względem której należy wyliczyć błędy przyjąć moc czynną wyliczoną ze
wskazań amperomierza i woltomierza oraz ustawień przesuwnika fazowego. Błędy
przedstawić w tabeli oraz na wykresie w funkcji mierzonego prądu oraz w funkcji kąta
fazowego. Błędy określić niezależnie dla dwóch wersji programu (1250 i 2500 próbek)
c) Obliczyć błędy pomiaru energii elektrycznej dla badanego licznika i wyznaczonej przez
program komputerowy (w dwóch wersjach). Za wartość odniesienia względem której należy
wyliczyć błędy przyjąć energię czynną wyliczoną ze wskazań amperomierza i woltomierza
oraz ustawień przesuwnika fazowego i czasu trwania pomiaru. Do obliczeń przyjąć wartość
średnią prądu i napięcia z 10 pomiarów wykonanych podczas pracy licznika energii
elektrycznej.
d) Sformułować wnioski z przebiegu ćwiczenia i podsumować uzyskane wyniki.
Szczegółowy program pomiarów
Strona 3 / 3