LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI POLITECHNIKA RADOMSKA im. Kazimierza Pułaskiego
TEMAT: Badanie obwodu trójfazowego		PROWADZĄCY:	DATA:
WYKONALI:		OCENA:	GRUPA

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest analiza rozkładu napięć, prądów i mocy odbiorników trójfazowych symetrycznego oraz niesymetrycznego, połączonych w gwiazdę, a także odbiornika symetrycznego połączonego w trójkąt.

X_n = Z_n sin ϕ_n

Q = U_n I_n sin ϕ_n

P = P_A+P_B+P_C

Układ trójfazowy połączony w gwiazdę:

Odbiornik			Pomiary
		Przew.	UA	UB	UC	U0	IA	IB	IC	I0	PA	PB	PC
		zerowy	V	V	V	V	A	A	A	A	W	W	W
symetryczny	1	tak	95	95	95	-	0,38	0,44	0,42	0,04	34	37	36
	2	nie	100	94	95	3,8	0,40	0,43	0,42	-	37	36	35
niesymetrycz.	3	tak	95	95	95	-	0,72	0,75	0,76	0,28	59	68	63
	4	nie	99	84	104	12,5	0,74	0,66	0,83	-	64	53	75
przerwa	5	tak	95	95	95	-	0,71	0	0,76	0,41	58	0	64
w fazie A	6	nie	86	124	82	28	0,65	0	0,66	-	49	0	48
zwarcie w f. A	7	nie	165	0	165	96	1,24	1,82	1,25	-	180	2	190

Obliczenia
	cosϕA	cosϕB	cosϕC	ϕA	ϕB	ϕC	QA	QB	QC	SA	SB	SC	Q	S	ZA	ZB	ZC
	-	-	-	°	°	°	var	var	var	VA	VA	VA	var	VA	Ω	Ω	Ω
1	0.94	0.88	0.90	19.6	27.7	25.5	11.4	17.2	15.5	36.1	41.8	39.9	49	118	250	216	226
2	0.92	0.89	0.87	22.3	27.0	28.6	14.0	16.3	16.8	40	40.4	39.9	53	120	250	219	226
3	0.86	0.95	0.87	30.3	17.3	29.2	29.8	20.3	30.7	68.4	71.2	72.2	94	212	132	127	125
4	0.87	0.95	0.86	29.1	17.0	29.6	31.1	15.5	37.1	73.2	55.4	86.3	97	215	134	127	125
5	0.86		0.88	30.7		27.5	29.6		29.6	67.4	0	72.2	68	140	134	∞	125
6	0.87		0.88	28.7		27.5	23.5		22.1	55.9	0	54.1	52	110	132	∞	124
7	0.88		0.92	28.3		22.9	85.5		73.9	204	0	206	174	411	133	0	132

Napięcie niesymetrii wyznaczone teoretycznie:

1. dla obwodu symetrycznego:

2. dla obwodu niesymetrycznego:

Układ trójfazowy połączony w trójkąt :

UAB

UBC

UCA

IA

IB

IC

P1

P­­­­2

P3

P

IAC

IBC

ICA

V

V

V

A

A

A

W

W

W

W

A

A

A

90

86

86

0,6

0,59

0,6

44

1

42

87

0,35

0,32

0,32

Wnioski:

Dokonaliśmy analizy rozkładu prądów i napięć w układzie trójfazowym połączonym w gwiazdę dla odbiornika symetrycznego i niesymetrycznego oraz dla odbiornika symetrycznego połączonego w trójkąt. W przypadku obwodów trójfazowego symetrycznego cosinus przesunięcia fazowego powinien być w przybliżeniu równy 1. Otrzymane przez nas wyniki dały wartości rzędu 0.9, czyli kąt około 20 stopni o charakterze indukcyjnym. Jest to wynik odbiegający od rzeczywistości, ponieważ odbiornik był o charakterze czysto rezystancyjnym. Natomiast jako odbiornik niesymetryczny wykorzystaliśmy w fazie B równoległe połączenie rezystora o wartości ok. 100 omów oraz kondensatora o pojemności 10 μF (X_C=300 omów). Otrzymane wyniki dały nam w fazie B wartość przesunięcia fazowego mniejszą niż dla obciążenia rezystancyjnego.

Wszystkie te rozbieżności musiały wynikać ze zbyt małej dokładności przeprowadzonych przez nas pomiarów. Do dokładniejszego wyznaczania wartości cosinusaϕ przydałoby się zastosować miernik cosinusϕ.

Dla symetrycznego odbiornika w układzie z przewodem zerowym zauważyliśmy przepływ bardzo małego prądu wyrównawczego, a bez przewodu zerowego - małe napięcie niesymetrii. Dla odbiornika niesymetrycznego w przewodzie zerowym płynie dosyć duży prąd uzależniony od różnic w impedancji poszczególnych odbiorników, zaś bez przewodu występuje napięcie niesymetrii. W naszym przypadku jest ono niewielkie ze względu na niewielkie różnice impedancji.

Obliczyliśmy to napięcie teoretycznie i otrzymane wyniki są bardzo zbliżone do otrzymanych z pomiarów.

W układach elektroenergetycznych stosowanych w praktyce przerwa w przewodzie zerowym może to doprowadzić w skrajnych przypadkach nawet do uszkodzenia odbiornika, gdyż napięcie fazowe może osiągnąć wartość zbliżoną do napięcia międzyfazowego, szczególnie w przypadku zwarcia w jednej z faz.

Przy pomiarze mocy w układzie połączonym w gwiazdę zauważamy, że tylko dwa watomierze pokazują pewne wskazania. Trzeci natomiast w danym układzie wskazywałby moc bierną, ale ze względu na to, że odbiornik był czysto rezystancyjny wskazywał 0 (przesunięcie fazowe pomiędzy prądem a napięciem wynosiło 90 stopni). Pozostałe dwa watomierze były połączone w typowy układ Arona i wystarczają one do pomiaru mocy sumarycznej.

Wykresy wskazowe poszczególnych układów wykreślone zostały na papierze milimetrowym.

Badanie obwodu trójfazowego

3

1

---