Ćwiczenie obejmowało:
(A) 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.
(B) 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.
Schemat układu (A) :
Tabela pomiarowa do obwodu trójfazowego z odbiornikiem połączonym w gwiazdę
Lp. |
Stan pracy układu |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
A |
A |
A |
A |
W |
W |
W |
1. |
Obciążenie symetryczne z przewodem zerowym |
28 |
28 |
28 |
0 |
48 |
49 |
49 |
0.8 |
0.7 |
0.75 |
0 |
35 |
30 |
63 |
2. |
Obciążenie symetryczne bez przewodu zerowego |
28 |
28 |
28 |
0 |
48 |
49 |
49 |
0.8 |
0.7 |
0.75 |
0 |
35 |
30 |
65 |
3. |
Przerwa w fazie B z przewodem zerowym |
28 |
0 |
28 |
0 |
49 |
49 |
49 |
0.75 |
0 |
0.75 |
0.64 |
35 |
0 |
42 |
4. |
Przerwa w fazie B bez przewodu zerowego |
28 |
0 |
28 |
10 |
49 |
49 |
49 |
0.7 |
0 |
0.7 |
0 |
36 |
0 |
36 |
5. |
Przerwa w fazie B i C z przewodem zerowym |
28 |
0 |
0 |
0 |
49 |
25 |
25 |
0.75 |
0 |
0 |
0.7 |
31 |
0 |
21 |
6. |
Obciążenie niesymetryczne z przewodem zerowym |
28 |
26 |
28 |
0 |
48 |
49 |
49 |
0.8 |
1.1 |
0.7 |
0.36 |
35 |
34.5 |
72.8 |
7. |
Obciążenie niesymetryczne bez przewodu zerowego |
31 |
22 |
31 |
3.2 |
48 |
49 |
49 |
0.85 |
1 |
0.8 |
0 |
35 |
40 |
75 |
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 (B) :
Tabela pomiarów:
Tabela pomiarowa do obwodu trójfazowego z odbiornikiem połączonym w trójkąt
Lp |
Stan pracy układu |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
V |
V |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
W |
W |
W |
1. |
Obciążenie symetryczne |
46.5 |
48 |
48 |
2 |
2 |
2.1 |
1.1 |
1.1 |
1.1 |
87.5 |
84 |
171.5 |
2. |
Obciążenie niesymetrycxzne |
46.5 |
48 |
48 |
2.1 |
2.6 |
2.7 |
1.1 |
1.9 |
1.1 |
87.5 |
117 |
204.5 |
3. |
Przerwa w obwodzie zasilania dla obciążenia symetrycznego |
47 |
23 |
23 |
1.7 |
1.7 |
0 |
1.1 |
0.6 |
0.5 |
41 |
43 |
84 |
4. |
Przerwa w jednej fazie odbiornika dla obciążenia symetrycznego |
48 |
48 |
48 |
2 |
1.2 |
1.2 |
1.1 |
0 |
1.1 |
89 |
30 |
119 |
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 :
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.