PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI
Laboratorium Podstaw Elektrotechniki   Ćwiczenie nr 9 Temat: Układy trójfazowe symetryczne
Rok akademicki:   2004/2005 Studia dzienne/zaoczne dzienne   Nr grupy: Ib	Wykonawcy: 1. Paweł Kołodziejczyk 2. Tomasz Wojtczak 3. Rafał Karwacki 4. 5. 6.	Data
				Wykonania ćwiczenia	Oddania sprawozdania
				13-12-2004	10-01-2005
				Ocena:
Uwagi:

1. Wiadomości teoretyczne.

(układ trójfazowy, układ skojarzony i nieskojarzony, napięcia i prądy fazowe i przewodowe, wykres wektorowy, połączenie źródeł i odbiorników w gwiazdę i trójkąt, moc odbiornika trójfazowego, sposoby pomiaru mocy czynnej w układach trójfazowych, cel przeprowadzanego ćwiczenia).

2. Przebieg ćwiczenia.

2.1. Pomiary napięć, prądów i mocy czynnej pobranej przez odbiornik połączony w gwiazdę.

2.1.1. Schemat połączeń.

|U_f| =40V ;
;
; gdzie: R = 220 Ω, C = 18 μF .

2.1.2.. Przebieg pomiarów.

Połączyć układ według schematu. Odczytać wskazania wszystkich mierników w układzie z przewodem zerowym (zamknięty wyłącznik W) oraz w układzie bez przewodu zerowego (otwarty wyłącznik W) dla dwóch przypadków impedancji obciążenia (Z' - połączenie szeregowe R i C; Z” - połączenie równoległe R i C).

2.1.3. Tabela wyników.

Tabela 1. Wyniki pomiarów w układzie trójfazowym z odbiornikiem połączonym w gwiazdę.

obciążenie	Rodzaj pracy	Z pomiarów														Z obliczeń
				|UA|	|UB|	|UC|	|UAB|	|UBC|	|UCA|	|U0|	|IA|	|IB|	|IC|	|I0|	P1	P2	P3	P	tgϕ	ϕ
				V	V	V	V	V	V	V	A	A	A	A	W	W	W	W	-	1°
	Z'	0	51,3	52	52	87,6	90	88,3		0,18	0,18	0,18	0,003	6	7	7	20	1,25	51,42
		1	51	51,8	52	87,4	89,5	88,2	0,21	0,18	0,18	0,18		6	7	7	20	1,26	51,50
	Z”	0	50,9	51,6	51,4	86,5	88,8	87,6		0,36	0,36	0,36	0,01	11	12	11	34	1,078	47,15
		1	51	51,5	51,5	86,5	88,6	87,6	0,43	0,36	0,36	0,36		11	12	12	35	1,11	48

2.1.4. Obliczenia.

a) Dla każdego pomiaru wykonać wykres wektorowy napięć i prądów.

b) Wykazać, który z watomierzy mierzy moc P₁ a który P₂, jeżeli
. Wykazać to dla wszystkich możliwych wariantów włączenia watomierzy.

c) Obliczyć teoretycznie kąt fazowy odbiorników stosowanych w ćwiczeniu i porównać go z kątem fazowym wyznaczonym doświadczalnie.

Obliczenia

tgϕ = P/(UI)

ϕ = arctg(P/UI)

tgϕ_z'o = 20/86,3*0,18 = 1,25

ϕ_z'o = -arctg1,25 = -51,42

tgϕ_z'1 = 20/86,63*0,18= 1,26

ϕ_z'1 = -arctg1,26 =-51,50

tgϕ_z''o = 34/87,62*0,36 = 1,078

ϕ_z''o = -arctg1,078= -47,15

tgϕ_z''1 = 35/87,6*0,36=1,11

ϕ_z''1 = -arctg1,11=-48

Kąt ma wartość ujemną ze względu na charakter pojemnościowy odbiornika

2.2. Pomiary napięć, prądów i mocy czynnej pobieranej przez odbiornik połączony w trójkąt.

2.2.1. Schemat połączeń.

|Up| =
V ;
;
; gdzie: R = 220 Ω , C = 18 μF .

2.2.2. Przebieg pomiarów.

Połączyć układ według schematu. Odczytać wskazania wszystkich mierników dla dwóch przypadków impedancji obciążenia (Z' - połączenie szeregowe R i C; Z” - połączenie równoległe R i C).

2.2.3. Tabela wyników.

Tabela 2. Wyniki pomiarów w układzie trójfazowym z odbiornikiem połączonym w trójkąt.

obciążenie	Z pomiarów												Z obliczeń
		|UAB|	|UBC|	|UCA|	|IA|	|IB|	|IC|	|IAB|	|IBC|	|ICA|	P1	P2	P3	P	tgϕ	ϕ
		V	V	V	A	A	A	A	A	A	W	W	W	W	-	1°
Z'	85	88	86	0,52	0,52	0,53	0,3	0,31	0,3	20	20	20	60	1,33	-52,98
Z”	85	87	85,5	1,06	1,06	1,07	0,62	0,64	0,63	31	31	31	93	1,019	-45,54

2.2.4. Obliczenia.

a) Dla każdego pomiaru wykonać wykres wektorowy napięć i prądów.

b) Wykazać, który z watomierzy mierzy moc P₁ a który P₂, jeżeli
. Wykazać to dla wszystkich możliwych wariantów włączenia watomierzy.

c) Obliczyć teoretycznie kąt fazowy odbiorników stosowanych w ćwiczeniu i porównać go z kątem fazowym wyznaczonym doświadczalnie.

tgϕ = P/(UI)

ϕ = arctg(P/UI)

tgϕ_z' = 60/86,33*0,523 = 1,33

ϕ_z' = -arctg1,33 = -52,98

tgϕ_z'' = 93/85,83*1,063= 1,019

ϕ_z'' = -arctg1,019= -45,54

Kąt ma wartość ujemną ze względu na charakter pojemnościowy odbiornika

3. Uwagi końcowe i wnioski.

Stosowaną metodą pomiaru mocy w ćwiczeniu było użycie trzech watomierzy, a nie tak jak wynika z protokołu układu Arona (dwóch watomierzy). Mocą całego odbiornika trójfazowego w tym przypadku jest suma wskazań poszczególnych watomierzy.

Jak widać z wyników pomiaru mocy odbiornik połączony w trójkąt pobiera znacznie więcej mocy niż połączony w gwiazdę.

Badany odbiornik bez względu na to czy był połączony równolegle czy szeregowo miał charakter pojemnościowy. Czyli prąd na takim obciążeniu wyprzedza napięcie o pewien kąt, obliczony teoretycznie lub w sposób doświadczalny.

Z wykresów wskazowych widać, że przy połączeniu w gwiazdę napięcie przewodowe jest wyższe od fazowego - analitycznie jest to pierwiastek z trzech. Dla połączenia w trójkąt prąd przewodowy jest większy od fazowego.

4. Parametry i dane znamionowe zastosowanych urządzeń i mierników.

-mierniki uniwersalne M-3800,DW-6060

-obciążenie

-Transformator trójfazowy

4

---