Temat : UKŁADY TRÓJFAZOWE

Przebieg ćwiczenia:

1. Pomiar w obwodzie trójfazowym z odbiornikiem połączonym w gwiaz-dę z przewodem zerowym i bez przewodu zerowego; wykresy wektorowe prą-dów i napięć dla:

a) obciążenia symetrycznego,

b) obciążenia niesymetrycznego,

c) obciążenia symetrycznego z przerwą w fazie B,

d) obciążenia symetrycznego z przerwą w fazach B i C.

2. Pomiar w obwodzie trójfazowym z odbiornikiem połączonym w trój­kąt; wykresy wskazowe prądów i napięć dla:

a) obciążenia symetrycznego,

b) obciążenia niesymetrycznego,

c) obciążenia symetrycznego z przerwą w przewodzie zasilającym,

d) obciążenia symetrycznego z przerwą w jednej fazie odbiornika.

Ad. 1

Schemat układu:

Tabela pomiarów:

Obciążenie :	Symetryczne			Niesymetrycze		przerwa w B			przerwa w BiC
Zero :	TAK		NIE	TAK	NIE	TAK		NIE	TAK
U a	28	28		27	22	28	24		28
U b	27	27		28	32	0	0		0
U c	28	28		28	30	28	24		0
U o	0	0		0	5	0	15		0
U ab	49	48		48	48	49	49		49
U bc	49	49		49	49	49	49		26
U ca	49	48		49	49	49	49		26
I a	0.8	0.8		1.4	1.15	0.75	0.7		0.75
I b	0.7	0.7		0.7	0.8	0	0		0
I c	0.75	0.75		0.9	1	0.75	0.7		0
I o	0	0		0.52	0	0.66	0		0.72
P 1	-	34.5		-	52.5	-	34.5		-
P 2	-	27		-	31.5	-	0		-
P A	-	22.4		-	25.3	-	16.8		-
P B	-	18.9		-	25.6	-	0		-
P C	-	21		-	30	-	16.8		-
P W	-	61.5		-	84	-	34.5		-
P ukł.	-	62.3		-	80.9	-	33.6		-

gdzie:

UA - napięcie fazowe w fazie A,

UB - napięcie fazowe w fazie B,

UC - napięcie fazowe w fazie C,

U0 - napięcie w przewodzie zerowym,

UAB - napięcie między fazami A i B,

UBC - napięcie między fazami B i C,

UCA - napięcie między fazami C i A,

IA - prąd płynący w fazie A,

IB - prąd płynący w fazie B,

IC - prąd płynący w fazie C,

I0 - prąd płynący w przewodzie zerowym,

P1 - moc czynna międzyfazowa,

P2 - moc czynna międzyfazowa,

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

PA = UA * IA * cos , ale cos  = 1, bo obciążenie "R",

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

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

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

PW = P1 + P2

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

Pukł = PA + PB + PC

Ad. 2

Schemat układu:

Tabela pomiarów:

Obciążenie :	symetryczne	Niesymetryczne	brak fazy zaś.	brak fazy odb.
U ab	47	47	47	48
U bc	48	48	23	49
U ca	48	48	23	49
I a	2.05	2.25	1.7	2.05
I b	2	2.1	1.75	1.15
I c	2.05	2.35	0	1.25
I ab	1.1	1.1	1.1	1.1
I bc	1.12	1.3	0.6	0
I ca	1.1	1.34	0.54	1.1
P 1	87	99.75	41.25	90
P 2	84.75	93.75	45	30
P ab	51.7	51.7	51.7	52.8
P bc	53.76	62.4	13.8	0
P ca	52.8	64.32	12.42	53.9
P W	171.75	193.5	86.25	120
P C	158.26	178.42	77.92	106.7

gdzie:

UAB - napięcie między fazami A i B,

UBC - napięcie między fazami B i C,

UCA - napięcie między fazami C i A,

IA - prąd płynący w fazie A,

IB - prąd płynący w fazie B,

IC - prąd płynący w fazie C,

IAB - prąd odbiornika między fazami A i B,

IBC - prąd odbiornika między fazami B i C,

ICA - prąd odbiornika między fazami C i A,

P1 - moc czynna międzyfazowa,

P2 - moc czynna międzyfazowa,

PAB - moc czynna w fazie odbiornika, wyrażony wzorem:

PAB = UAB * IAB * cos , ale cos  = 1, bo obciążenie "R",

PBC - moc czynna w fazie odbiornika, j.w.,

PCA - moc czynna w fazie odbiornika, j.w.,

PW - moc całkowita odbiornika zmierzona metodą Arona:

PW = P1 + P2

PC - moc czynna odbiornika; jest równa sumie mocy czynnych z koleinych jego faz, czyli:

PC = PAB + PBC + PCA

Wnioski z ćwiczenia:

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 obciążenie 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 zespolone 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.

---