Ako merať výkon v trojfázovom striedavom obvode

Výkon v trojfázovom obvode je možné merať pomocou jedného, ​​dvoch a troch wattmetrov. Metóda s jedným zariadením sa používa v trojfázovom symetrickom systéme. Aktívny výkon celého systému sa rovná trojnásobku spotreby energie v jednej z fáz.

Pri pripájaní záťaže do hviezdy s prístupným neutrálnym bodom, alebo ak je pri pripájaní záťaže do trojuholníka možné zapojiť cievku wattmetra do série so záťažou, môžete použiť spínacie obvody znázornené na obr. 1.

Ryža. 1 Obvody na meranie výkonu trojfázového striedavého prúdu pri pripájaní záťaží a — podľa hviezdicového obvodu s prístupným nulovým bodom; b — podľa trojuholníkovej schémy s použitím jedného wattmetra

Ak je záťaž zapojená do hviezdy s nedostupným neutrálnym bodom alebo trojuholníkom, potom je možné použiť obvod s umelým neutrálnym bodom (obr. 2). V tomto prípade sa odpory musia rovnať Rw + Ra = Rb = Rc.

Obrázok 2. Schéma merania trojfázového striedavého prúdu s jedným wattmetrom s umelým nulovým bodom

Na meranie jalového výkonu sú prúdové konce wattmetra pripojené k sekcii každej fázy a konce napäťovej cievky k dvom ďalším fázam (obr. 3). Plný jalový výkon sa určí vynásobením hodnoty wattmetra odmocninou z troch. (Dokonca aj pri miernej fázovej asymetrii poskytuje táto metóda významnú chybu).

Ryža. 3. Schéma merania jalového výkonu trojfázového striedavého prúdu jedným wattmetrom

Metódu dvoch zariadení možno použiť s vyváženým a nevyváženým fázovým zaťažením. Tri ekvivalentné možnosti zaradenia wattmetrov na meranie činného výkonu sú znázornené na obr. 4. Aktívny výkon je určený ako súčet hodnôt wattmetra.

Pri meraní jalového výkonu je obvod z obr. 5, ale s umelým nulovým bodom. Na vytvorenie nulového bodu je potrebné splniť podmienku rovnosti odporov napäťových vinutí wattmetrov a rezistora R. Jalový výkon sa vypočíta podľa vzorca

kde P1 a P2 — hodnoty wattmetrov.

Pomocou rovnakého vzorca môžete vypočítať jalový výkon s rovnomerným zaťažením fáz a zapojením wattmetrov podľa schémy na obr. 4. Výhodou tejto metódy je, že činný a jalový výkon možno určiť pomocou rovnakej schémy. Pri rovnomernom zaťažení fáz je možné merať jalový výkon podľa diagramu na obr. 5 B.

Trojdielna metóda platí pre každú fázovú záťaž. Aktívny výkon je možné merať podľa diagramu na obr. 6. Výkon celého obvodu sa určí súčtom hodnôt všetkých wattmetrov.

Ryža. 4.Schémy na meranie aktívneho výkonu trojfázového striedavého prúdu s dvoma wattmetrami a — prúdové vinutia sú zahrnuté vo fázach A a C; b – vo fázach A a B; c - vo fázach B a C

Jalový výkon pre troj- a štvorvodičovú sieť sa meria podľa diagramu na obr. 7 a vypočíta sa podľa vzorca

kde РА, РБ, РК — hodnoty wattmetrov zahrnuté vo fázach A, B, C.

Ryža. 5. Schémy merania jalového výkonu trojfázového striedavého prúdu s dvoma wattmetrami

Ryža. 6. Schémy merania činného výkonu trojfázového striedavého prúdu s tromi wattmetrami a — v prítomnosti neutrálneho vodiča; b — s umelým nulovým bodom

V praxi sa zvyčajne používajú jedno-, dvoj- a trojprvkové trojfázové wattmetre podľa spôsobu merania.

Na rozšírenie limitu merania môžete použiť všetky uvedené schémy pri pripájaní wattmetrov cez meracie transformátory prúdu a napätia. Na obr. 8 je ako príklad znázornená schéma merania výkonu metódou dvoch zariadení pri ich zapnutí meracími transformátormi prúdu a napätia.

Ryža. 7. Schémy merania jalového výkonu tromi wattmetrami

Ryža. 8. Schémy zapínania wattmetrov cez meracie transformátory.