Kako izmeriti moč v trifaznem izmeničnem tokokrogu

Moč v trifaznem vezju je mogoče izmeriti z enim, dvo in tremi vatmetri. Metoda ene naprave se uporablja v trifaznem simetričnem sistemu. Aktivna moč celotnega sistema je enaka trikratniku porabe energije v eni od faz.

Pri povezovanju bremena v zvezdo z dostopno nevtralno točko ali če je pri povezovanju bremena v trikot možno zaporedno povezati tuljavo vatmetra z bremenom, lahko uporabite preklopna vezja, prikazana na sl. 1.

riž. 1 Vezja za merjenje moči trifaznega izmeničnega toka pri povezovanju bremen a - po zvezdnem vezju z dostopno ničelno točko; b - po shemi trikotnika z uporabo enega vatmetra

Če je obremenitev zvezda povezana z nerazpoložljivo nevtralno točko ali trikot, se lahko uporabi vezje z umetno nevtralno točko (slika 2). V tem primeru morajo biti upornosti enake Rw + Ra = Rb = Rc.

Slika 2. Merilna shema trifazne izmenične moči z enim vatmetrom z umetno ničelno točko

Za merjenje jalove moči so tokovni konci vatmetra povezani z odsekom vsake faze, konci napetostne tuljave pa z dvema drugima fazama (slika 3). Poln reaktivna moč se določi tako, da se odčitek vatmetra pomnoži s korenom iz tri. (Tudi z rahlo fazno asimetrijo uporaba te metode daje pomembno napako).

riž. 3. Shema za merjenje reaktivne moči trifaznega izmeničnega toka z enim vatmetrom

Metoda dveh naprav se lahko uporablja z uravnoteženo in neuravnoteženo fazno obremenitvijo. Tri enakovredne možnosti za vključitev vatmetrov za merjenje delovne moči so prikazane na sl. 4. Aktivna moč se določi kot vsota odčitkov vatmetra.

Pri merjenju jalove moči je vezje na sl. 5, vendar z umetno ničelno točko. Za ustvarjanje ničelne točke je potrebno izpolniti pogoj enakosti uporov napetostnih navitij vatmetrov in upora R. Jalova moč se izračuna po formuli

kjer sta P1 in P2 odčitki vatmetrov.

Z isto formulo lahko izračunate jalovo moč z enakomerno obremenitvijo faz in povezavo vatmetrov po diagramu na sl. 4. Prednost te metode je, da je mogoče aktivno in jalovo moč določiti po isti shemi. Z enakomerno obremenitvijo faz je mogoče izmeriti jalovo moč v skladu z diagramom na sl. 5 B.

Tridelna metoda velja za vsako fazno obremenitev. Aktivno moč je mogoče izmeriti po diagramu na sl. 6. Moč celotnega vezja se določi s seštevanjem odčitkov vseh vatmetrov.

riž. 4.Sheme za merjenje delovne moči trifaznega izmeničnega toka z dvema vatmetroma a — tokovna navitja so vključena v fazi A in C; b — v fazah A in B; c — v fazah B in C

Reaktivna moč za tri- in štirižično omrežje se meri v skladu z diagramom na sl. 7 in se izračuna po formuli

kjer РА, РБ, РК - odčitki vatmetrov, vključenih v faze A, B, C.

riž. 5. Sheme za merjenje jalove moči trifaznega izmeničnega toka z dvema vatmetroma

riž. 6. Sheme za merjenje delovne moči trifaznega izmeničnega toka s tremi vatmetri a - v prisotnosti nevtralnega vodnika; b — z umetno ničelno točko

V praksi se glede na metodo merjenja običajno uporabljajo eno-, dvo- in tri-elementni trifazni vatmetri.

Če želite razširiti mejo merjenja, lahko uporabite vse navedene sheme pri povezovanju vatmetrov prek tokovnih in napetostnih merilnih transformatorjev. Na sl. 8 prikazuje kot primer shemo za merjenje moči z metodo dveh naprav, ko jih vklopijo tokovni in napetostni merilni transformatorji.

riž. 7. Sheme za merjenje jalove moči s tremi vatmetri

riž. 8. Sheme za vklop vatmetrov preko merilnih transformatorjev.