Jak měřit výkon v třífázovém střídavém obvodu

Výkon v třífázovém obvodu lze měřit pomocí jednoho, dvou a tří wattmetrů. Jednopřístrojová metoda se používá v třífázovém symetrickém systému. Činný výkon celého systému se rovná trojnásobku spotřeby energie v jedné z fází.

Při zapojení zátěže do hvězdy s přístupným neutrálním bodem nebo pokud je při zapojení zátěže do trojúhelníku možné zapojit wattmetrovou cívku do série se zátěží, můžete použít spínací obvody zobrazené na obr. 1.

Rýže. 1 Obvody pro měření výkonu třífázového střídavého proudu při připojení zátěže a — podle hvězdicového obvodu s přístupným nulovým bodem; b — podle trojúhelníkového schématu s použitím jednoho wattmetru

Pokud je zátěž zapojena do hvězdy s nedostupným neutrálním bodem nebo trojúhelníkem, lze použít obvod s umělým neutrálním bodem (obr. 2). V tomto případě se odpory musí rovnat Rw + Ra = Rb = Rc.

Obrázek 2. Schéma měření třífázového střídavého výkonu s jedním wattmetrem s umělým nulovým bodem

Pro měření jalového výkonu jsou proudové konce wattmetru připojeny k sekci každé fáze a konce napěťové cívky ke dvěma dalším fázím (obr. 3). Plný reaktivní síla se určí vynásobením hodnoty wattmetru odmocninou ze tří. (I s mírnou fázovou asymetrií dává tato metoda významnou chybu).

Rýže. 3. Schéma měření jalového výkonu třífázového střídavého proudu jedním wattmetrem

Metodu dvou zařízení lze použít s vyváženým a nesymetrickým fázovým zatížením. Tři ekvivalentní možnosti pro zařazení wattmetrů pro měření činného výkonu jsou znázorněny na Obr. 4. Činný výkon je určen jako součet odečtů wattmetru.

Při měření jalového výkonu je obvod z Obr. 5, ale s umělým nulovým bodem. Pro vytvoření nulového bodu je nutné splnit podmínku rovnosti odporů napěťových vinutí wattmetrů a rezistoru R. Jalový výkon se vypočítá podle vzorce

kde P1 a P2 — odečty wattmetrů.

Pomocí stejného vzorce můžete vypočítat jalový výkon s rovnoměrným zatížením fází a připojením wattmetrů podle schématu na obr. 4. Výhodou této metody je, že činný a jalový výkon lze určit pomocí stejného schématu. Při rovnoměrném zatížení fází lze měřit jalový výkon podle diagramu na obr. 5 B.

Třídílná metoda platí pro každou fázovou zátěž. Činný výkon lze měřit podle diagramu na obr. 6. Výkon celého obvodu je určen součtem odečtů všech wattmetrů.

Rýže. 4.Schémata pro měření činného výkonu třífázového střídavého proudu dvěma wattmetry a — proudová vinutí jsou zahrnuta ve fázích A a C; b — ve fázích A a B; c - ve fázích B a C

Jalový výkon pro tří- a čtyřvodičovou síť se měří podle diagramu na obr. 7 a vypočítá se podle vzorce

kde РА, РБ, РК — odečty wattmetrů zahrnuté ve fázích A, B, C.

Rýže. 5. Schémata měření jalového výkonu třífázového střídavého proudu dvěma wattmetry

Rýže. 6. Schémata měření činného výkonu třífázového střídavého proudu třemi wattmetry a — za přítomnosti nulového vodiče; b — s umělým nulovým bodem

V praxi se obvykle používají jedno-, dvou- a tříprvkové třífázové wattmetry podle způsobu měření.

Chcete-li rozšířit limit měření, můžete použít všechna uvedená schémata při připojení wattmetrů přes měřicí transformátory proudu a napětí. Na Obr. 8 ukazuje jako příklad schéma měření výkonu metodou dvou zařízení při jejich zapnutí proudovými a napěťovými měřicími transformátory.

Rýže. 7. Schémata měření jalového výkonu třemi wattmetry

Rýže. 8. Schémata zapínání wattmetrů přes měřicí transformátory.