Przebieg ćwiczenia:
1. Pomiar w obwodzie trójfazowym z odbiornikiem połączonym w gwiaz-dę z przewodem zerowym i bez przewodu zerowego; wykresy wektorowe prą-dów 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:
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, ale cos j = 1, bo obciążenie "R",
PB - moc czynna w fazie B obliczona j.w.,
PC - moc czynna w fazie C obliczona j.w.,
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:
Pukł = PA + PB + PC
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:
Ad. 2
Schemat układu:
Tabela pomiarów:
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, ale cos j = 1, bo obciążenie "R",
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 z ćwiczenia:
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.
Kiedy obciążamy sieć układem niesymetrycznym w zależnoœci 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 równoœci 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 możliwoœci podłączenia przewodu zerowego. Napięcia fazowe odbiorników są równe co do wartoœci napięciom międzyfazowym. Wartoœć 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 wartoœci 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.