Kompenzace účiníku - Laboratorní úloha 46
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOC.
Úloha 46
Kompenzace účiníku
46.1. Zadání
46.1.1. Změřte výkon jednofázového spotřebiče při napětí U = 120V, 50Hz. Z naměřených hodnot vypočítejte S, cos ϕ, ϕ, Q. Narýsujte fázorový diagram, zvolte vhodné MU a MI.
46.1.2. Vypočítejte hodnotu kapacity kompenzačního kondenzátoru, po jehož připojení k danému spotřebiči bude cos ϕ = 1.
46.1.3. Změřte hodnoty veličin P, U, I, po připojení C1,C2,C3 paralelně k jednofázovému spotřebiči. Pro jednotlivá měření narýsujte fázorové diagramy.
46.1.4. Změřte výkon třífázového spotřebiče při napětí U = 230V a U = 400V. Z naměřených hodnot vypočítejte hodnotu kapacity kondenzátoru, který při spojení D zajistí kompenzaci účiníku na cos ϕ = 1 (při 230V). Z naměřených hodnot vypočítejte hodnotu kapacity kondenzátoru, který při spojení Y zajistí kompenzaci účiníku na cos ϕ = 1 (při 400V).
46.1.5. Pro jednotlivá měření třífázového spotřebiče narýsujte fázorové diagramy
46.2. Schema
46.3. Teoretický rozbor
Převážná většina spotřebičů elektrické energie má induktivní (přesněji odporově induktivní) charakter. Jedná se například o zářivková a výbojková svítidla, asynchronní motory, transformátory, indukční pece apod. Pro jejich činnost je nutno vytvořit magnetické pole. Kromě činné složky proudu IČ se teď musí dodat i složka jalová Ij. Spotřebič odebírá ze sítě celkový proud I, který je za napětím U opožděn o úhel ϕ. Kromě činného výkonu P musíme proto také dodat jalový výkon Q a vedením přenášíme zdánlivý výkon S. Posun mezi napětím a proudem vyjadřuje tzv. účiník, což je funkce cos ϕ.
Principem kompenzace je to, že potřebný jalový výkon dodáme ze statického kondenzátoru (nejčastěji) nebo synchronního kompenzátoru přímo u spotřebiče nebo v jeho blízkosti. Vedením přenášíme pouze činný výkon nebo výkon jalový, jehož velikost je ale podstatně menší, než před kompenzací.
46.4. Hodnoty
1) U = 120V S = U . I = 120 . 0,225 = 27VA
I = 225mA cos ϕ = P/S = 7/27 = 0,26
P = 7W ϕ = 74°58´
Q = U . I . sin ϕ = 120 . 0,225 . 0,966 = 26,1Var
2) Ij = sin ϕ . I = 0,966 . 0,225 = 217mA
C = Ij/2πfU = 0,217/2π . 50 . 120 = 5,76μF
3) C1 = 2,5μF C2 = 4μF C3 = 10,5μF
U = 120V U = 120V U = 120V
I = 170mA I = 120mA I = 205mA
P = 10W P = 10,2W P = 11W
4) C pro zapojení D: C pro zapojení Y:
C = 5,5μF C = 26μF
46.5. Grafické výsledky
Viz grafy
46.6. Závěr
Měření proběhlo bez větších problémů. Kompenzace je v energetice velice důležitá věc.