OPOLE 1996-12-16

Autorzy : Jerzy Dąbrowski, Michał Gołka

UKŁADY TRÓJFAZOWE

Pomiar w obwodzie trójfazowym z odbiornikiem połączonym w gwiazdę dla:

obciążenia symetrycznego z przewodem zerowym,

obciążenia symetrycznego bez przewodu zerowego,

przerwy w fazie B z przewodem zerowym,

przerwy w fazie B bez przewodu zerowego,

5) przerwy w fazie B i C z przewodem zerowym,

6) obciążenia niesymetrycznego z przewodem zerowym,

7) obciążenia niesymetrycznego bez przewodu zerowego.

Schemat układu:

Tabela pomiarów:

	UA	UB	UC	U0	UAB	UBC	UCA	IA	IB	IC	I0	P1	P2	P
	V	V	V	V	V	V	V	A	A	A	A	W	W	W
1	28	28	28	0	49	49	49	0.8	0.7	0.75	0	-	-	63
2	28	28	28	0	49	49	49	0.8	0.7	0.75	0	35	28.75	63.75
3	28	0	28	0	49	49	49	0.8	0	0.75	3.3	-	-	43.4
4	24	0	24	10	49	49	49	0.7	0	0.7	0	35	0	35
5	28	0	0	0	49	26	26	0.7	0	0	0.7	-	-	19.6
6	28	25	27	0	47	49	48	0.8	2.5	1.5	1.44	-	-	125.4
7	36	18	29	7	47	49	49	1	1.8	1.6	0	40	76.25	116.2

gdzie:

U_A - napięcie fazowe w fazie A,

U_B - napięcie fazowe w fazie B,

U_C - napięcie fazowe w fazie C,

U₀ - napięcie w przewodzie zerowym,

U_AB - napięcie między fazami A i B,

U_BC - napięcie między fazami B i C,

U_CA - napięcie między fazami C i A,

I_A - prąd płynący w fazie A,

I_B - prąd płynący w fazie B,

I_C - prąd płynący w fazie C,

I₀ - prąd płynący w przewodzie zerowym,

P₁ - moc czynna międzyfazowa,

P₂ - moc czynna międzyfazowa,

P_A - moc czynna w fazie A; wyraża się wzorem:

PA = UA * IA * cos j, ponieważ obciążenie ma charakter rzeczywisty, to różnica faz pomiędzy prądem a napięciem tej samej fazy wynosi 0, stąd cosf=1, a tym samym moc danej fazy wyraża się wzorem

P.= U * I

P_B - moc czynna w fazie B obliczona j.w.,

P_C - moc czynna w fazie C obliczona j.w.,

P - moc całkowita (odbiornika) mierzona w układzie Arona; wyraża się ją wzorem:

PW = P1 + P2

P_UKŁ - moc czynna odbiornika; jest równa sumie mocy czynnych poszczególnych jego faz, czyli:

P_UKŁ= 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:

U_A

Pomiar w obwodzie trójfazowym z odbiornikiem połączonym w trój­kąt dla:

1) obciążenia symetrycznego,

2) obciążenia niesymetrycznego,

3) przerwa w obwodzie zasilającym dla obciążenia symetrycznego ,

4) przerwa w jednej fazie dla obciążenia symetrycznego .

Schemat układu:

Tabela pomiarów:

	UAB	UBC	UCA	IA	IB	IC		IAB	IBC	ICA	P1	P2	p.
	V	V	V	A	A	A		A	A	A	W	W	W
1	47	47	47	2	1.95	2		1.08	1.12	1.08	86.25	83.75	170
2	47	47	47	2.8	4.7	3.1		1.1	1.54	1.92	126.2	105	231.2
3	47	23	23	1.7	1.7	0		1.08	0.56	0.56	40	43.75	83.75
4	47	47	47	2	1.15	1.2	1.1		0	1.1	86.25	30	116.25

gdzie:

U_AB - napięcie między fazami A i B,

U_BC- napięcie między fazami B i C,

U_CA - napięcie między fazami C i A,

I_A - prąd płynący w fazie A,

I_B - prąd płynący w fazie B,

I_C - prąd płynący w fazie C,

I_AB - prąd odbiornika między fazami A i B,

I_BC - prąd odbiornika między fazami B i C,

I_CA - prąd odbiornika między fazami C i A,

P.₁ - moc czynna międzyfazowa,

P₂ - moc czynna międzyfazowa,

P - moc całego układu

Wykresy wskazowe:

Obciążenie symetryczne:

Obciążenie niesymetryczne:

Obciążenie symetryczne z przerwą w fazie

obwodu zasilania: odbiornika:

Uwagi i 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 obciążeniem symetrycznym są sobie równe.

Kiedy obciążamy sieć układem niesymetrycznym w zależności 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 równości napięć międzyfazowych.

Gdy nastąpi przerwa w jednej z faz to przez przewód zerowy płynie prąd równy sumie zespolonej 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 możliwości podłączenia przewodu zerowego. Napięcia fazowe odbiorników są równe co do wartości napięciom międzyfazowym. Wartość 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 wartości 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.

---