Akademia Górniczo-Hutnicza		LABORATORIUM SIECI I SYSTEMÓW ELEKTROENERGETYCZNYCH
				PRZEDMIOT: ELEKTROENERGETYCZNE SIECI ROZDZIELCZE
Temat ćwiczenia: Badanie układów 3-fazowych. Rola przewodu neutralnego. Kompensacja mocy biernej.				Grupa F1: Marcin Szybowski Piotr Susuł Marcin Ibragimow Piotr Bielaska
Wydział EAIiE	Rok III 2001/2002		Specjalność Elektroenergetyka
Uwagi:			Data wykonania 11.03.2003	Data zaliczenia	Ocena

POPRAWA (poprzednio punktów 7)

Wstęp

Większość sieci 3-fazowych charakteryzuje symetryczne obciążenie. Dotyczy to głównie sieci energetycznych wysokiego napięcia i sieci przemysłowych o przewadze odbiorników 3-fazowych. Jednak nie zawsze tak jest i wtedy duże znaczenie ma w jakim układzie pracuje sieć.

Przewód zerowy spełnia bardzo ważną funkcję w układach 3-fazowych. O ile w układach symetrycznych nie ma znaczenia czy istnieje przewód zerowy, o tyle w układach niesymetrycznych ma on ogromne znaczenie, ponieważ zmniejsza asymetrię napięć. Bez niego w układach niesymetrycznych prawidłowa eksploatacja byłaby praktycznie nie możliwa.

Asymetria w układach 3-fazowych jest powodowana przez nierównomierne obciążenie faz np. przez 1-fazowe odbiorniki wielkiej mocy lub w przypadku zakłóceń pracy sieci np. zwarciu lub przerwie w fazie.

Asymetria powoduje też nierównomierne obciążenie mocą bierną poszczególnych faz. A ponieważ moc bierna jest główną przyczyną spadków napięcia (lub wzrostów), może to doprowadzić do sytuacji, w której jedna z faz może mięć za niskie napięcie, a na drugiej może występować niebezpiecznie duże napięcie, zagrażającej urządzeniu lub obsłudze.

Program Ćwiczenia

W pierwszej części ćwiczenia mieliśmy zbadać rolę przewodu zerowego w układach 3-fazowych niskich napięć. Do tego celu posłużył nam układ z rysunku 1 na którym znajdują się łączniki, rezystory suwakowe, amperomierze, woltomierze oraz żarówki reprezentujące rezystancje.

Rys.1 Układ połączeń do badania przewodu zerowego w układach trójfazowych.

Układ był już zmontowany, więc przystąpiliśmy do od razu do pomiarów

Tab.1 Wyniki pomiarów dla poszczególnych przypadków.

Wykresy wektorowe dla poszczególnych przypadków zostały przedstawione na papierze milimetrowym.

II. Symetryzacja prądów i kompensacja mocy biernej.

W trójfazowych sieciach elektroenergetycznych mogą pojawiać się niesymetrie napięć i prądów fazowych w wyniki zarówno niesymetrii elementów układu trójfazowego jak i niesymetrycznego obciążenia sieci.

Dla zapewnienia symetrycznego obciążenia we wszystkich fazach linii zasilającej oraz kompensacji mocy biernej można zastosować odpowiednio dobrane do tego celu kompensatory zbudowane z elementów biernych, które sprawiają, że obciążenie niesymetryczne wewnątrz odbiornika staje się symetrycznym od strony zasilania. Zadaniem takiego kompensatora jest kompensacja składowej biernej prądu kolejności zgodnej oraz eliminacja składowej przeciwnej prądu.

W drugiej części ćwiczenia mieliśmy za zadanie obliczenie wartości poszczególnych elementów kompensatora oraz późniejsze zamodelowanie go.

Rys.2 Powyższy rysunek przedstawia odbiornik niesymetryczny załączony pomiędzy fazy R i S, do którego mieliśmy dobrać odpowiednie wartości dla kompensatora.

Skala napięciowa

[-]

Skala prądowa (przyjęta przez prowadzącego)

C_I = 0,03 [-]

Wartość prądu przed kompensacją

I = 85,38 [A]

Po przeliczeniu przez skalę prądową otrzymaliśmy

I = 85,38*C_I = 85,38*0,03 = 2,56 [A]

Stąd otrzymaliśmy wartość rezystancji odbioru

[Ω]

W fazie R płynie I = 2,56 A, w fazie S płynie I = - 2,56 A, a w fazie T nic nie płynie. Jest to wyraźna niesymetria, którą należy wyeliminować. W tym celu dobiera się kompensator o odpowiednich parametrach, dzięki czemu niesymetria wewnątrz odbiornika staje się symetryczna od strony zasilania.

Obliczamy susceptancje

[1/Ω]

[1/Ω]

[1/Ω]

[1/Ω]

[1/Ω]

[1/Ω]

Mając wyliczone susceptancje mogliśmy wyliczyć poszczególne reaktancje

[Ω]

[Ω]

[Ω]

A to z kolei pozwoliło nam obliczyć wartość pojemności i indukcyjności, które mieliśmy wyznaczyć

Po nastawieniu otrzymanych zmierzyliśmy otrzymane wartości

Tab.3 Wyniki pomiarów przed i po kompensacji.

Uwaga

Należy pamiętać, że obliczone wartości poszczególnych wielkości potrzebnych do skompensowania asymetrii moją znaczenie, jeżeli jest zachowana odpowiednia kolejność faz.

Wnioski

Ad.1 Na podstawie wykresów możemy stwierdzić, że:

• W układach symetrycznych nie ma znaczenia czy istnieje przewód zerowy czy nie. Niewielkie asymetrie, które występowały u nas w układach teoretycznie symetrycznych wynikały z asymetrii napięć zasilających, ale na to już nie mieliśmy wpływu.

• W układach niesymetrycznych widać było wyraźnie, jakie znaczenie ma przewód zerowy. Gdy był podłączony występowała bardzo niewielka asymetria napięć. Mała była też wartość napięcia zerowego. Natomiast, gdy nie było przewodu zerowego występowała duża niesymetria, którą cechowała duża wartość napięcia zerowego oraz duża niesymetria prądu w fazach.

Ad.2 Aby dokonać symetryzacji prądów oraz kompensacji mocy biernej należy zastosować kompensator o odpowiednich parametrach (o odpowiednich wartościach elementów tego kompensatora). Należy też pamiętać o odpowiednim połączeniu faz.

Celem zastosowania takiego kompensatora jest zapewnienie symetrycznego obciążenia we wszystkich fazach linii zasilającej oraz kompensacja mocy biernej.

---