Elektra skrypt9

Ćwiczenie 2

UKŁADY TRÓJFAZOWE - część 1

2.1. CEL ĆWICZENIA

W trakcie ćwiczenia studenci poznają metody pomiarów mocy czynnej i biernej w układach trójfazowych i trój- i czteroprzewodowych, za pomocą jednego i trzech watomierzy, a także sprawdzają jedną z metod ekonomicznego gospodarowania energią elektryczną, jaką jest kompensacja mocy biernej. Celem obu części ćwiczenia dotyczących układów trójfazowych jest również wykorzystanie umiejętności obliczeń teoretycznych wykonywanych podczas ćwiczeń audytoryjnych do weryfikacji pomiarów laboratoryjnych.

2.2. WIADOMOŚCI TEORETYCZNE 2.2.1. Wstęp

Źródłem energii elektrycznej są generatory synchroniczne, które w elektrowniach i elektrociepłowniach wytwarzają prąd sinusoidalnie zmienny w układzie trój* fazowym. Z generatorów wyprowadzana jest energia o napięciu 6 kV lub 15 kV,: następnie transformowana za pomocą transformatorów blokowych na napięcia wy*; sokie (np. 220 kV) i przesyłana poprzez sieci elektroenergetyczne do od*, biorców. W zależności od wymagań odbiorców w stacjach elektroenergetycznych za pomocą transformatorów obniżających dopasowuje się poziom napięcii (rys. 2.1).

Większość użytkowników energii elektrycznej korzysta z sieci niskiego napięcii (400/231 V/V), Krajowe sieci elektroenergetyczne wysokiego napięcia (400 kV, 220 kV, 110 kV) jak i instalacje elektroenergetyczne (napięcie do 1 kV) buduje się jako trójfazowe.

Rys. 2.1. Uproszczony schemat wytwarzania, przesyłu i rozdziału energii elektrycznej. O — generator. Tri, Tr2 — transformatory blokowe. Tr — transformatory obniżające napięcie. X - źródło światła. M — silnik. C — bateria kondensatorów do kompensacji mocy biernej

2.2.2. Podstawowe zależności

Zakładamy, że źródło zasilające jak również trójfazowa linia łącząca to źródło z odbiornikiem są symetryczne. Pomijamy impedancję źródła zakładając, że moc źródła jest dużo większa od mocy odbiornika, a przewody linii zasilającej mają jednakowe impedancje. Dla uproszczenia można je pominąć. Wtedy o pracy układu trójfazowego decyduje wyłącznie rodzaj i charakter obciążenia. Obciążenie jest symetryczne jeżeli impedancje wszystkich faz odbiornika są identyczne. Na rys. 2.2 pokazane jest symetryczne źródło napięcia trójfazowego połączone w gwiazdę.

Między wielkościami pokazanymi na rysunku występują następujące zależności:

-    napięcia fazowe źródła

(2.1)

H -;2.

= ąe ³ §j B,e |

| -J-*

H = EjC ³ = £,e 1

(2.2)

1 11 j |

⁼ 0

-    napięcia zasilające międzyfazowe (przewodowe, liniowe, iniedzyprzcwodowe)

(2.3)

H -

Wszystkie zależności (2.1) i (2.3) podano w postaci zespolonej.

43