Laboratorium Elektrotechniki
Nazwisko i Imię: Ponieważ Mariusz					Grupa: WTZ 4.2
Data wykonania ćwiczenia 15.05.1998		Ćwiczenie nr: 5	Temat Zadania: Obwody trójfazowe
ZALICZENIE		Ocena	Data		Podpis

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest pomiar układu trójfazowego połączonego według schematu pokazanego na rysunku 1. Odbiornikiem w poszczególnych fazach są elementy RC

W układzie czteroprzewodowym w miejsce X wstawiamy amperomierz A_O , natomiast w układzie trójprzewodowym woltomierz V_O.

Rodzaj pracy układu	IA	IB	IC			U­A		UB	UC	Up	JO
	A	A	A			V		V	V	V	A
		Układ czteroprzewodowy
Obciążenie symetryczne (patrz schemat)	0,37	0,27	0,37			132		136	131	228	0,1
Obciążenie niesymetryczne (zmiana wartości jednego kond. w fazie A)	0,56	0,26	0,37			132		136	131	228	0,24
Obciążenie niesymetryczne (przerwa w fazie A)	0	0,26	0,37			132		136	131	228	0,28
Obciążenie niesymetryczne (przerwa w fazie A i B)	0	0	0,37			132		136	131	228	0,37
	IA	IB		IC	U­A		UB		UC	Up	UO
	A	A		A	V		V		V	V	V
		Układ trójprzewodowy
Obciążenie niesymetryczne (zmiana wartości jednego kond. w fazie A)	0,44	0,28	0,42			106		150	150	228	30
obciążenie niesymetryczne (przerwa w fazie A)	0	0,26	0,26			180		142	90	228	60
Obciążenie niesymetryczne (przerwa w fazie A i B)	0	0	0			0		0	0	228	120
Obciążenie niesymetryczne (zwarcie w fazie A)	0,91	0,42	0,63			0		240	230	228	114

Tab. 1

Wnioski

Pomimo, że układ był ustawiony z elementów jednakowych pomiary wskazują na to, że w układzie nie była zachowana symetria (świadczy o tym fakt, że w przewodzie zerowym płynął prąd). Mogło to być spowodowane tym, że któryś z przewodów miał inną impedancję niż pozostałe. (zazwyczaj przyjmujemy, że przewody łączące elementy maja impedancję równą zeru).

Napięcie fazowe odbiornika są równe napięciom zasilającym - przy założeniu, że impedancja przewodów jest równa zeru).

W układzie czteroprzewodowym z odbiornikiem niesymetrycznym płynie prąd I_O, który powoduje, że suma prądów zespolonych dopływających do węzła O' (I_A+I_B+I_C+I_O) jest równa 0 (zgodnie z I prawem Kirchhoffa).

W układzie trójprzewodowym I_A+I_B+I_C=0. Po wprowadzeniu asymetrii w odbiorniku powoduje to zmianę napięć fazowych odbiornika i zmianę potencjału punktu O' względem punktu O (powstaje napięcie U_O).

Po odłączeniu dwóch faz zasilania w odbiorniku nie płyną prądy, gdyż nie ma zamkniętej drogi dla prądu ze źródła zasilania

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest przeprowadzić pomiary układu trójfazowego połączonego według schematu przedstawionego na rysunku 2. Odbiornikiem w poszczególnych fazach są elementy RC

Rodzaj pracy układu	IA	IB	IC	IAB	IBC	ICA	UAB	UBC	UCA
	A	A	A	A	A	A	V	V	V
Obciążenie symetryczne (patrz schemat)	1,1	0,86	0,93	0,6	0,4	0,6	228	240	230
Obciążenie niesymetryczne (zmiana wartości jednego kond. w fazie A)	1,47	1,1	0,94	0,9	0,4	0,6	228	240	230
Obciążenie niesymetryczne (przerwa w gałęzi AB)	0,65	0,42	0,94	0	0,4	0,6	228	240	230
Obciążenie niesymetryczne (przerwa w przewodzie zasil. A)	0	0,71	0,72	0,3	0,4	0,3	116	240	110
Obciążenie niesymetryczne (przerwa w przewodzie zasil. A i B)	0	0	0	0	0	0	0	0	0

Tab. 2

Wnioski

Wprowadzenie asymetrii powoduje ustalenie się takich wartości I_AB+I_BC+I_CA ażeby I_A+I_B+I_C=0

(sumujemy poszczególne wartości wektorowo).

Odłączenie jednej fazy zasilania powoduje zmniejszenie się o połowę napięć i prądów na dwóch z nią związanych fazach odbiornika.

Po odłączeniu dwóch faz zasilania w odbiorniku nie płyną prądy, gdyż nie ma zamkniętej drogi dla prądu ze źródła zasilania

Obliczenie kąta fazowego odbiornika

(Na podstawie wyników pomiarów otrzymanych dla układu czteroprzewodowego)

C₁=10F, C₂=18F, R=160, U= 132 V, I₁=0,26 A, I₂=0,56 A , stąd

Wykresy wskazowe dla układu czteroprzewodowego połączonego w gwiazdę

Obciążenie symetryczne

(W praktyce jest to obciążenie niesymetryczne, prąd w przewodzie zerowym - brak symetrii)

Obciążenie niesymetryczne

(zmiana wartości kond. w fazie A)

Obciążenie niesymetryczne

(przerwa w fazie A)

Obciążenie niesymetryczne

(przerwa w fazie A i B)

Wykresy wskazowe dla układu trójprzewodowego połączonego w gwiazdę

Obciążenie niesymetryczne (zmiana wartości jednego kond. w fazie A)

Obciążenie

niesymetryczne

(przerwa w fazie A)

Obciążenie niesymetryczne (zwarcie w fazie A)

Wykresy wskazowe dla odbiornika połączonego w trójkąt

Obciążenie

symetryczne

(Podobna sytuacja jak

w przypadku obwodu

czteroprzewodowego - brak symetrii)

Obciążenie niesymetryczne

(zmiana wartości jednego kond. w fazie A)

Obciążenie niesymetryczne

(przerwa w gałęzi AB)

Obciążenie niesymetryczne

(przerwa w przewodzie zasil. A i B)

Wnioski:

Układ trójfazowy może pracować tylko jako trójprzewodowy, jest on symetryczny gdy spełnione są następujące warunki: Z_u=Z_v=Z_w=Z_f oraz cosϕ_u= cosϕ_u= cosϕ_v= cosϕ.

Kiedy układ trójkątny jest niesymetryczny impedancje faz są różne, dlatego też prądy fazowe i przewodowe nie będą sobie równe. Układ gwiazdowy może pracować jako trójprzewodowy lub czteroprzewodowy. Na podstawie badań zaobserwowaliśmy, że prąd w połączeniu gwiazdowym (przyp. 5,6,7) w przewodzie nie płynie (przerwa w jednym przewodzie fazowym)

natomiast w przyp. 8 (przerwa w dwóch przewodach fazowych) prąd płynie. Układ trójprzewodowy niesymetryczny różni się od czteroprzewodowego tym, że punkty zerowe źródła i odbiornika nie są ze sobą połączone.

Strona 1

---