Jak měřit činný výkon v jednofázovém střídavém obvodu

Hodnota činného výkonu v obvod jednofázového střídavého proudu je určeno vzorcem P = UI cos phi, kde U je napětí přijímače, V, I — proud přijímače, A, phi — fázový posun mezi napětím a proudem.

Ze vzorce je vidět, že výkon v obvodu střídavého proudu lze určit nepřímo, pokud zahrnete tři zařízení: ampérmetr, voltmetr a fázový měřič… V tomto případě však nelze spoléhat na větší přesnost měření, protože chyba měření výkonu bude záviset nejen na součtu chyb tří zařízení, ale také na chybě metody měření způsobené způsobem, na kterém je součástí ampérmetr a voltmetr. Proto lze tuto metodu použít pouze tehdy, když není vyžadována vysoká přesnost měření.

Pokud je potřeba přesně měřit činný výkon, pak je nejlepší použít wattmetry elektrodynamického systému nebo elektronické wattmetry. Pro hrubá měření lze použít ferodynamické wattmetry.

Pokud je napětí obvodu menší než mezní hodnota měření napětí wattmetru, zatěžovací proud je menší než povolený proud měřicího zařízení, pak je obvod pro připojení wattmetru ke střídavému obvodu podobný schéma zapojení wattmetru do stejnosměrného obvodu… To znamená, že proudová cívka je zapojena do série se zátěží a napěťová cívka je zapojena paralelně se zátěží.

Při zapojování elektrodynamických wattmetrů je třeba mít na paměti, že jsou polární nejen ve stejnosměrném, ale i ve střídavém obvodu. Pro zajištění správné (na stupnici) odchylky ručičky přístroje od nuly je začátek vinutí na přístrojové desce označen tečkou nebo hvězdičkou. Takto označené svorky se nazývají svorky generátoru, protože jsou připojeny ke zdroji energie.

Pevnou cívku wattmetru lze zapojit do série se zátěží pouze při zatěžovacích proudech 10 — 20 A. Při větším zatěžovacím proudu je proudová cívka wattmetru připojena přes měřicí transformátor proudu.

Pro měření výkonu ve střídavém obvodu s nízkým účiníkem je třeba použít speciální nízkokosinové wattmetry. Jejich stupnice udává, pro jaké hodnoty cos phi jsou určeny.

Když cos phi <1, pak abyste předešli přetížení elektrodynamického wattmetru, měli byste zahrnout kontrolní ampérmetr a voltmetr. Například wattmetr se jmenovitým proudem Azu = 5 A může ukázat plnou proudovou odchylku Azu = 5 A a cos phi = 1 a při proudu Azu = 6,25 A a cos phi = 1 (takže Azu = Azun / cos phi). V druhém případě dojde k přetížení wattmetru.

Zařazení wattmetru do střídavého obvodu se zatěžovacím proudem větším než je přípustný

Pokud je zatěžovací proud větší než přípustný proud wattmetru, sepne se proudová cívka wattmetru pomocí měřicího transformátoru proudu (obr. 1, a).

Rýže. 1. Schémata připojení wattmetru k vysokoproudému střídavému obvodu (a) a k vysokonapěťové síti (b).

Při výběru proudového transformátoru je třeba zajistit, aby jmenovitý primární proud transformátoru byl Az1 a byl roven nebo větší než měřený proud v síti.

Pokud například hodnota proudu v zátěži dosáhne 20 A, můžete si vzít proudový transformátor navržený pro primární jmenovitý proud 20 A s transformačním faktorem jmenovitého proudu Kh1 = Az1i/ Az2i = 20/5 = 4.

Pokud je v tomto případě napětí v měřicím obvodu menší než přípustný wattmetr, pak se napěťová cívka připojí přímo k napětí zátěže. Začátek napěťové cívky je propojen / na začátek proudové cívky. Dále je nutné osadit jumper 2 (začátek cívky je zapojen do sítě). Konec napěťové cívky je připojen k jinému terminálu sítě.

Pro určení skutečného výkonu v měřeném obvodu je třeba vynásobit údaje wattmetru jmenovitým transformačním poměrem proudového transformátoru: P = Pw NS Kn1 = Pw NS 4

Pokud může proud v síti překročit 20 A, pak je třeba zvolit proudový transformátor s primárním jmenovitým proudem 50 A, přičemž Kn1 = 50/5 = 10.

V tomto případě se pro určení hodnoty výkonu musí hodnoty wattmetru vynásobit 10.