Data 06.01.1997	Temat: Układy trójfazowe
Ćwiczenie lX	Wykonał : Ciećkiewicz Dariusz

Przebieg ćwiczenia:

1. Pomiar w obwodzie trójfazowym z odbiornikiem połączonym w gwiazdę z przewodem zerowym i bez przewodu zerowego; wykresy wektorowe prądów i napięć dla:

a) obciążenia symetrycznego,

b) obciążenia niesymetrycznego,

c) obciążenia symetrycznego z przerwą w fazie B,

d) obciążenia symetrycznego z przerwą w fazach B i C.

2. Pomiar w obwodzie trójfazowym z odbiornikiem połączonym w trój­kąt; wykresy wskazowe prądów i napięć dla:

a) obciążenia symetrycznego,

b) obciążenia niesymetrycznego,

c) obciążenia symetrycznego z przerwą w przewodzie zasilającym,

d) obciążenia symetrycznego z przerwą w jednej fazie odbiornika.

Ad. 1

Schemat układu:

Tabela pomiarów:

Obciążenie	Symetryczne		Niesymetryczne		Przerwa w B		Przerwa w B i C
Zero	Tak	Nie	Tak	Nie	Tak	Nie	Tak
UA [V]	28	29	29	34	28	25	27
UB [V]	28	27	28	30	27	24	0
UC [V]	28	28	26	20	0	0	0
UO [V]	0	>0	0	5	>0	90,9	0
UAB [V]	49	49	49	49	26	23	25
UBC [V]	49	49	48,5	48,5	48,5	49,5	49
UCA [V]	49	49	49	49	26	23	25
IA [A]	0,8	0,8	0,8	0,92	0,75	1,3	1,5
IB [A]	0,8	0,75	1,05	1,1	0,75	1,4	0
IC [A]	0,8	0,8	1,65	1,3	0	0	0
IO [A]	0	0	0,75	0	0,68	0	0,7
P1 [W]	-	28	-	35	-	13	25
P2 [W]	-	25	-	41	-	14	-
Pukł [W]	-	53	-	76	-	27	25
PA [W]	22,4	23,4	23,2	31,28	21	32,5	40,5
PB [W]	22,4	20,2	29,4	33	20,2	33,6	0
PC [W]	22,4	22,4	42,9	26	0	0	0
Podb [W]	67,2	66	95,5	90,28	41,2	66,1	40,5

gdzie:

UA - napięcie fazowe w fazie A,

UB - napięcie fazowe w fazie B,

UC - napięcie fazowe w fazie C,

U0 - napięcie w przewodzie zerowym,

UAB - napięcie między fazami A i B,

UBC - napięcie między fazami B i C,

UCA - napięcie między fazami C i A,

IA - prąd płynący w fazie A,

IB - prąd płynący w fazie B,

IC - prąd płynący w fazie C,

I0 - prąd płynący w przewodzie zerowym,

P1 - moc czynna międzyfazowa,

P2 - moc czynna międzyfazowa,

PA - moc czynna w fazie A; wyraża się wzorem:

PA = UA* IA * cos j,

Ponieważ obciążenie jest czysto rezystancyjne więc ϕ=0 ⇒cosϕ=1

P_B - moc czynna w fazie B obliczona jak P_A

PC - moc czynna w fazie C obliczona jak P_A

PW - moc całkowita (odbiornika) mierzona w układzie Arona; wyraża się ją wzorem:

PW = P1 + P2

Pukł - moc czynna odbiornika; jest równa sumie mocy czynnych poszczególnych jego faz, czyli:

P_odb = PA + PB + P_C

Wykresy wskazowe: Obciążenie symetryczne z i bez przewodu zerowego:

Obciążenie niesymetryczne

z przewodem zerowym: bez przewodu zerowego:

Obciążenie symetryczne z przerwą w fazie B

z przewodem zerowym: bez przewodu zerowego:

Obciążenie symetryczne z przerwą w fazie B i C z przewodem zerowym:

U_A

Ad. 2

Schemat układu:

Stan pracy układu	Obciążenie symetryczne	Przerwa w fazie zaśilan.	Przerwa w fazie odb.	Obciążenie niesymetr.
UAB [V]	48	23	48	48
UBC[V]	47	48	48	47
UCA[V]	48	23	48	48
IA [A]	2,5	1,7	2,05	1,25
IB [A]	1,95	1,7	1,15	1,3
IC [A]	2,0	0	1,2	1,5
IAB [A]	1,1	1,1	1,1	1,1
IBC [A]	1,1	0,57	0	1,8
ICA [A]	1,1	0,52	1,1	1,6
P1 [W]	70	70	70	90
P2 [W]	67	67	24	93
P. [W]	137	137	94	183
PAB [W]	52,8	25,3	52,8	52,8
PBC [W]	51,7	27,36	0	84,6
PCA [W]	52,8	11,96	52,8	76,8
Podb [W]	157,3	64,62	105,6	214,2

gdzie:

UAB - napięcie między fazami A i B,

UBC - napięcie między fazami B i C,

UCA - napięcie między fazami C i A,

IA - prąd płynący w fazie A,

IB - prąd płynący w fazie B,

IC - prąd płynący w fazie C,

IAB - prąd odbiornika między fazami A i B,

IBC - prąd odbiornika między fazami B i C,

ICA - prąd odbiornika między fazami C i A,

P1 - moc czynna międzyfazowa,

P2 - moc czynna międzyfazowa,

PAB - moc czynna w fazie odbiornika, wyrażony wzorem:

PAB = UAB * IAB * cos j,

Ponieważ obciążenie jest czysto rezystancyjne, więc ϕ=0 , cosϕ=1

PBC - moc czynna w fazie odbiornika, j.w.,

PCA - moc czynna w fazie odbiornika, j.w.,

PW - moc całkowita odbiornika zmierzona metodą Arona:

PW = P1 + P2

PC - moc czynna odbiornika; jest równa sumie mocy czynnych z koleinych jego faz, czyli:

PC = PAB + PBC + PCA

Wykresy wskazowe:

Obciążenie symetryczne:

Obciążenie niesymetryczne:

Obciążenie symetryczne z przerwą w fazie

obwodu zasilania: odbiornika:

Wnioski :

Obciążenie symetryczne to takie gdy impedancja i charakter odbiornika obciąża każdą z faz w taki sam sposób.

Gdy obciążenie jest symetryczne to w odbiorniku połączonym w gwiazdę dołączenie przewodu zerowego nie wpływa w żaden sposób na układ. Napięcie międzyfazowe równe są różnicy geometrycznej napięć fazowych albo też są o pierwiastek z trzech od nich większe. Suma zespolonych napięć fazowych i międzyfazowych jest równa zero. Prądy fazowe są równe prądom międzyfazo­wym. Suma zespolona każdego z rodzaju tych prądów jest równa zero. Moce w każdej z faz w układzie z obciążenie symetrycznym są sobie równe. W naszym ćwiczeniu przy obciążeniu symetrycznym napięcia i prądy nie są idealnie równe co do modułu ze względu na istnienie rezystancji przewodów , a wartości modułów prądu i napięcia w przewodzie zerowym są różne od zera (minimalnie odchylona wskazówka miernika).

Kiedy obciążamy sieć układem niesymetrycznym w zależności od tego czy w układzie jest przewód zerowy czy nie różnie będzie on reagował. Gdy układ jest z przewodem zerowym to napięcia fazowe są sobie równe a w przewodzie zerowym pojawia się prąd wyrównawczy równy sumie geome­trycznej trzech prądów fazowych. W wyniku niesymetrii obciążenia moce w fazach nie równają się sobie. Moc całkowita jest równa sumie mocy z poszcze­gólnych faz. Gdy brak jest przewodu zerowego następuje niezrównoważenie napięć fazowych przy równości napięć międzyfazowych.

Gdy nastąpi przerwa w jednej z faz to przez przewód zerowy płynie prąd równy sumie zespolone dwóch prądów fazowych z faz zasilanych. Gdy brak jest przewodu zerowego następuje niezrównoważenie napięć fazowych.

W układzie gwiazdowym gdy następuje przerwa w dwóch fazach układ pracuje jak układ jednofazowy.

W obwodach trójfazowych połączonych w trójkąt nie ma możliwości podłączenia przewodu zerowego. Napięcia fazowe odbiorników są równe co do wartości napięciom międzyfazowym. Wartość skuteczna prądu międzyfazo­wego jest większa od prądu fazowego o pierwiastek z trzech.

Przy pracy z odbiornikiem symetrycznym suma geometryczna prądów jest równa zero.

W chwili niezrównoważenia układu prądy w poszczególnych fazach nie równają się sobie. Ponieważ jednak układ nie posiada przewodu zerowego, to suma zespolonych prądów przewodowych jest równa zero.

W układzie z przerwą w jednej fazie obwodu zasilającego powoduje spa­dek o połowę wartości napięcia i prądów w dwóch pozostałych fazach.

W układzie z przerwą w jednej z faz obciążenia obserwujemy nadal fakt, że suma prądów zespolonych fazowych jest równa zero, a układ jest równo­ważny dwóm układom jednofazowym.

---