Politechnika Śląska Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii
Sprawozdanie Z Elektrotechniki Laboratorium
TEMAT: Obwody trójfazowe.
Uwagi prowadzącego:
Data przyjęcia: 08.01.2008r. Podpis Prowadzącego:		Imię i Nazwisko: Rafał Ziętek Małgorzata Kozik Łukasz Zigler Mateusz Golba Grupa: ZIP 22 Sekcja: I

WSTĘP TEORETYCZNY

Układ wielofazowy - układ kilku obwodów prądu zmiennego o tej samej częstotliwości, w którym napięcia źródłowe są przesunięte względem siebie o określony kąt. Poszczególne obwody układu wielofazowego nazywa się w skrócie fazami, prądy w tych obwodach prądami fazowymi, a działające w fazach siły elektromotoryczne i napięcia - siłami elektromotorycznymi i napięciami fazowymi.

Układy wielofazowe można podzielić na:

• układy symetryczne,

• układy niesymetryczne

lub na:

• układy nieskojarzone, w których źródła napięć poszczególnych faz nie są ze sobą galwanicznie połączone

• układy skojarzone, połączone w gwiazdę wielopromienną lub w wielobok.

Spośród układów wielofazowych najbardziej rozpowszechniony jest układ trójfazowy. Kąt przesunięcia między dwoma sygnałami fazowymi dla układu trójfazowego symetrycznego jest równy 120⁰

Napięcia źródłowe w poszczególnych fazach określić zależnościami:

Przebiegi napięć oraz napięcia zespolone :

Układ trójfazowy z odbiornikiem połączonym w gwiazdę

W układzie takim rozróżniamy napięcie między dwoma dowolnymi przewodami fazowymi - napięcia międzyfazowe i napięcia między poszczególnymi przewodami fazowymi a przewodem zerowym nazywane napięciami fazowymi. W układzie symetrycznym gwiazdowym napięcia fazowe wynoszą:

Suma napięć fazowych i międzyfazowych wynosi zero

Układ gwiazdowy przy obciążeniu niesymetrycznym

Obciążenie niesymetryczne jest to takie obciążenie, przy którym prądy w poszczególnych fazach będą różniły się między sobą co do wartości lub przesunięcia fazowe prądów w stosunku do odpowiednich napięć są różne. Natomiast napięcia międzyfazowe tworzą układ symetryczny.

Układy do pomiaru mocy czynnej.

Układ do pomiaru mocy czynnej w układzie symetrycznym czteroprzewodowym i układ do pomiaru mocy czynnej w układzie symetrycznym trójprzewodowym:

Moc wyznaczana w tych układach wynosi

Układ Arona (rys.16c)-służy do pomiaru mocy czynnej w układzie trójprzewodowym symetrycznym lub niesymetrycznym. Moc odbiornika wynosi:

Układ umożliwiający pomiar mocy biernej w układzie symetrycznym trójprzewodowym.

Moc :

CEL ĆWICZENIA:

• Poznanie sposobu łączenia odbiorników trójfazowych

• Badanie odbiorników symetrycznych i niesymetrycznych

• Praktyczne sprawdzenie poznanych metod pomiaru mocy w obwodach trójfazowych.

SCHEMATY POMIAROWE WRAZ Z OPRACOWANIE WYNIKÓW

Pomiar mocy czynnej dla odbiornika niesymetrycznego połączonego w gwiazdę zasilanego z sieci czteroprzewodowej.

Wartość impedancji obliczono z poniższych wzorów:

Odbiornik symetryczny
UL12	UL23	UL31	IL1	IL2	IL3	UZ1	UZ2	UZ3	IO	P1	P2	P3	Z1	Z2	Z3
V	V	V	A	A	A	V	V	V	A	W	W	W	Ω	Ω	Ω
108	108	110	0,65	0,65	0,65	61,4	62,1	61,9	0,022	40	40	40	94	95	96
108	108	110	0,75	0,75	0,75	61,2	61,8	62,3	0,035	45	45	46,25	82	82	83
105	106	109	1,25	1,25	1,25	61,3	61,5	62,1	0,04	77,5	77,5	77,5	49	49	49

Odbiornik niesymetryczny
UL12	UL23	UL31	IL1	IL2	IL3	UZ1	UZ2	UZ3	IO	P1	P2	P3	Z1	Z2	Z3
V	V	V	A	A	A	V	V	V	A	W	W	W	Ω	Ω	Ω
108	108	110	1,25	0,8	1	61,4	60,7	60,9	0,371	77,5	50	62,5	49	76	61
106	108	110	1,25	0,75	0,75	62,3	61,7	61,4	0,473	75	47,5	40	50	82	82
106	108	109	1,4	0,95	0,75	62,7	62,5	61,6	0,542	85	57,5	45	45	66	82

Wnioski:

W ćwiczeniu tym mogliśmy poznać metody pomiaru mocy w sieciach 3-fazowych prądu przemiennego. Pierwsza z nich pozwoliła nam na pomiar mocy czynnej przy symetrycznym obciążeniu. Do tego pomiaru wykorzystaliśmy jeden watomierz, a moc całkowita obwodu jest równa potrojonej wartości mocy tego watomierza. Wadą tego układu jest to, że w przypadku niesymetrii w obwodzie
należy dokonać pomiaru w każdej fazie. Gdy nie wiemy czy obwód jest symetryczny czy też nie musimy najpierw dokonać sprawdzenia, aby uniknąć błędów.

Druga z poznanych metod służy do pomiaru mocy przy niesymetrycznym obciążeniu w układzie 4-przewodowym. Wykorzystuje się do niej 3 watomierze. Każdy z nich wpina się w każda fazę. Moc całkowita jest równa sumie wskazań poszczególnych watomierzy.

Trzecia metoda jest najbardziej spotykaną metodą przy pomiarze mocy w układach 3-fazowych tzw. metoda Arona. Metoda ta ma zastosowanie w układzie
3-przewodowym zarówno przy obciążeniu symetrycznym jak i niesymetrycznym.
2 watomierze pozwalają w tej metodzie zmierzyć nam moc czynna odbiornika, która jest równa sumie wskazań tych watomierzy. Watomierze włącza się w obwód w następujący sposób: cewki prądowe włączamy w dwie dowolne fazy, początki cewki prądowej i napięciowej watomierza zwieramy, a końce cewek włączamy do wolnej fazy.

W układzie z symetrycznym odbiornikiem w sieci 4-przewodowej prąd
w przewodzie zerowym równa się 0, co pokazaliśmy na wykresach wskazowych. Natomiast przy niesymetrycznym odbiorniku prąd, jaki popłynie w przewodzie zerowym jest równy sumie prądu każdej fazy.

W sieci 3-przewodowej napięcia na fazach odbiornika przy niesymetrycznym odbiorniku zależy od wartości obciążenia na każdej fazie oraz wartości prądów przewodowych. Włączenie niesymetrycznego odbiornika powoduje pojawienie się napięcia U_N, które deformuje symetryczna gwiazdę napięć na odbiorniku. Początek wektora U_N znajduje się w neutralnym punkcie napięć fazowych ”N”, natomiast koniec tego wektora znajduje się na przecięciu łuków, których długość odpowiada wartości napiec U_Z1; U_Z2; U_Z3, początki łuków znajdują się na końcach wektorów E_A; E_B; E_C. Niewielka zmiana wartości obciążenia powoduje istotna zmianę napięć w poszczególnych fazach odbiornika.

---