RADOM Wydz. Transportu
|
LABOLATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI
|
Data:
|
||||
Imię i nazwisko: |
|
Grupa:
|
Zespół:
|
Rok akademicki:
|
||
Nr ćwiczenia: 8
|
Temat: Badanie obwodów trójfazowych.
|
Ocena:
|
||||
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest analiza rozkładu napięć, prądów i mocy odbiorników trójfazowych symetrycznego oraz niesymetrycznego, połączonych w gwiazdę.
Układem trójfazowym nazywamy układ rozgałęziony, w którym działają napięcia źródłowe sinusoidalne o jednakowej częstotliwości, przesunięte względem siebie w fazie. W przypadku gdy napięcia źródłowe w poszczególnych fazach mają równe wartości skuteczne i przesunięte są względem siebie o kąt 120° to tworzą one układ symetryczny. Jeżeli układ napięć źródłowych jest niesymetryczny lub impedancje obciążenia poszczególnych faz nie są jednakowe, to układ taki nazywamy niesymetrycznym. Gdy układ jest symetryczny to napięcia międzyfazowe są razy większe od napięć fazowych.
Moc dla odbiornika symetrycznego:
P = 3 Uf If cosϕf = Up Ip cosϕf = 3 R If2
Q =3 X If2 = Up Ip sinϕf
gdzie:
Uf , If - Napięcie i prąd fazowy ;
Up , Ip - Napięcie i prąd przewodowy ;
cosϕf - cosinus kąta między prądem a napięciem jednej fazy.
Przebieg ćwiczenia:
Odbiornik |
Pomiary |
Obliczenia |
|||||||||||||
|
Przew. |
UA |
UB |
UC |
U0 |
IA |
IB |
IC |
I0 |
PA |
PB |
PC |
P |
Q |
S |
|
zerowy |
V |
V |
V |
V |
A |
A |
A |
A |
W |
W |
W |
W |
var |
VA |
symetr. |
tak |
120 |
120 |
120 |
- |
0,55 |
0,54 |
0,55 |
0 |
64 |
62 |
64 |
190 |
51 |
197 |
|
nie |
120 |
120 |
120 |
1,4 |
0,55 |
0,54 |
0,59 |
0 |
65 |
64 |
63 |
192 |
59 |
203 |
niesym. |
tak |
120 |
120 |
120 |
- |
0,49 |
0,65 |
0,79 |
0,35 |
54 |
55 |
90 |
200 |
111 |
229 |
|
nie |
135 |
132 |
97 |
24 |
0,55 |
0,61 |
0,64 |
- |
70 |
80 |
58 |
208 |
59 |
216 |
przerwa |
tak |
120 |
120 |
122 |
- |
0,49 |
0,65 |
0 |
0,39 |
51 |
74 |
0 |
125 |
57 |
137 |
w A |
nie |
130 |
92 |
165 |
45 |
0,49 |
0,49 |
0 |
- |
54 |
42 |
0 |
96 |
51 |
109 |
zwarcie w A |
nie |
120 |
205 |
210 |
0 |
0,8 |
1,12 |
1,5 |
- |
158 |
220 |
0 |
378 |
132 |
400 |
Xn = Zn sin ϕn
Q = Un In sin ϕn
P = PA+PB+PC
gdzie: n - kolejna faza A, B, C
1) Odbiornik symetryczny:
Parametry układu: R1=R2=R3=217Ω
Z przewodem zerowym:
RA=211 Ω RB=212 Ω RC=211 Ω
cosϕA=0,97 cosϕB=0,95 cosϕC=0,97
ϕA=14 ° ϕB=17 ° ϕC=14 °
QA=16 var QB=19 var QC=16 var
SA=66 VA SB=64,8 VA SC=66 VA
Bez przewodu zerowego:
RA=214,8 Ω RB=219,4 Ω RC=181 Ω
cosϕA=0,98 cosϕB=0,98 cosϕC=0,88
ϕA=11,4 ° ϕB=11,4 ° ϕC=28,3 °
QA=13 var QB=12,8 var QC=33,56 var
SA=66,3 VA SB=65,26 VA SC=71,38 VA
2) Odbiornik niesymetryczny:
Parametry układu: R1=217Ω; R2=180Ω; R3=150Ω; RL=18,1Ω; L=0,29H
Z przewodem zerowym:
RA=225 Ω RB=130 Ω RC=144,2 Ω
cosϕA=0,92 cosϕB=0,7 cosϕC=0,94
ϕA=23 ° ϕB=45,5 ° ϕC=20 °
QA=23 var QB=55,63 var QC=32,42 var
SA=58,7 VA SB=78,22 VA SC=95,66 VA
Bez przewodu zerowego:
RA=231,4 Ω RB=215 Ω RC=141,6 Ω
cosϕA=0,94 cosϕB=0,99 cosϕC=0,93
ϕA=20 ° ϕB=8,1 ° ϕC=21,5 °
QA=25,4 var QB=11,34 var QC=22,75 var
SA=74,46 VA SB=80,8 VA SC=62,3 VA
3) Odbiornik niesymetryczny - przerwa w fazie C
Parametry układu: R1=217Ω; R2=180Ω; R3=150Ω; RL=18,1Ω; L=0,29H
Z przewodem zerowym:
RA=212,4 Ω RB=175,1 Ω RC= ∞ Ω
cosϕA=0,86 cosϕB=0,94 cosϕC= 0
ϕA=30,6 ° ϕB=20 ° ϕC=90 °
QA=30 var QB=26,67 var QC=0 var
SA=59,16 VA SB=78,65 VA SC=0 VA
Bez przewodu zerowego:
RA=225 Ω RB=175 Ω RC= ∞ Ω
cosϕA=0,84 cosϕB=0,93 cosϕC= 0
ϕA=32,8 ° ϕB=21,5 ° ϕC=90 °
QA=34,5 var QB=16,52 var QC=0 var
SA=64 VA SB=45,13 VA SC=0 VA
Odbiornik niesymetryczny - zwarcie w fazie C
Parametry układu: R1=217Ω; R2=180Ω; R3=150Ω; RL=18,1Ω; L=0,29H
Bez przewodu zerowego:
RA=246,8 Ω RB=175,3 Ω RC= 0 Ω
cosϕA=0,96 cosϕB=0,93 cosϕC= 0
ϕA=16,2 ° ϕB=21,5 ° ϕC=90 °
QA=45,75 var QB=86,2 var QC=0 var
SA=164,5 VA SB=236,2 VA SC=0 VA
Wnioski:
Zgodnie z celem ćwiczenia dokonaliśmy analizy rozkładu prądów i napięć w układzie trójfazowym połączonym w gwiazdę, umieszczając wyniki pomiarów i obliczeń na wykresach wektorowych. W przypadku obwodów trójfazowych symetrycznych połączonych w gwiazdę cosinus przesunięcia fazowego jest w przybliżeniu równy 1. Natomiast w obwodach niesymetrycznych, szczególnie dla przerwy lub zwarcia w jednej z faz, cosinus może znacznie odbiegać od jedynki. W przypadku zwarcia w jednej z faz wzrasta pobór prądu co powoduje wzrost poboru mocy w pozostałych fazach.
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 duże napięcie niesymetrii, co powoduje zakłócenie warunków zasilania odbiorników. W układach elektroenergetycznych stosowanych w praktyce 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.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7
1