Измерение активной мощности трехфазной системы

При симметричной трехфазной нагрузке мощности трех фаз одинаковы, поэтому измеряя активную мощность Pф одной фазы, мы находим активную мощность приемника Р=3Рф.

Если фазы приемника соединены в звезду с доступной нейтральной точкой, то схема подключения ваттметра для измерения активной мощности в фазе Aбудет иметь вид, как показано на рис.1(а). В случае если приемники соединены по схеме треугольника, то схема подключения ваттметра будет иметь вид как рис.1(б).

 

Измерение активной мощности трехфазной системы

Рис.1

Когда фазы симметричной нагрузки недоступны, то необходимо создать искусственную нейтральную точку. Нейтральная точка цепи соединена звездой и состоит из цепи напряжения ваттметра со своим сопротивлением r и двух резисторов rB=rC=r(рис.2).При такой схеме соединения на обмотку напряжения ваттметра прикладывается фазное напряжение, а в токовой обмотке ваттметра протекает фазный ток  нагрузки. Это означает что ваттметр, как и тот что на рис.1(а), измеряет третью часть активной мощности приемника. 

 

 

 Измерение активной мощности трехфазной системы

Рис.2

При  несимметричной нагрузке в трехфазных трехпроводных системах активную мощность зачастую измеряют методом двух ваттметров. Особенность этого метода состоит в том, что показание двух ваттметров, даже при симметрии нагрузки, не раны между собой, причем показание одного из двух ваттметров может быть отрицательным. Мощность трехфазной системы в этом случае равна алгебраической сумме показаний двух ваттметров (рис.3).

 

 

 Измерение активной мощности трехфазной системы

Рис.3

 

Докажем справедливость измерения активной мощности методом двух ваттметров, выразив мгновенную мощность системы через мгновенные значения напряжений и токов.

 

p=uAiA+uBiB+uCiC

 

При соединении  фаз нагрузки звездой без нейтрального провода,

 

iA+iB+iC=0

Тогда,

iC=(iA+iB)

 

Подставим ток iC в выражение мгновенной мощности и получим,

 

p=(uAuC)iA+(uB –uC)iB

 

Разность фазных напряжений соответствует линейному напряжению,

 

p=uAСiA+uBСiB

 

Тогда действующее значение активной мощности трехфазной трехпроводной системы измеренное по методу двух ваттметров будет равно:

 

P=P1+P2=UCAIAcos(ψuψi)+UBCIBcos(ψuψi)

 

где ψu, ψiугол сдвига фаз между соответствующими линейным напряжением и током.

Распределение мощности трехфазной нагрузки между показаниями двух ваттметров зависит от углов сдвига фаз между линейным напряжением и током.

Для измерения активной мощности в трехфазных четырехпроводных системах, то есть при схеме соединения звездой с нейтральным проводом, используют метод трех ваттметров (рис.4). При такой схеме соединения каждый ваттметр измеряет мощность одной фазы нагрузки. Мощность трехфазной трехпроводной системы будет равна сумме показаний всех ваттметров:

Р=Р123.

 

 Измерение активной мощности трехфазной системы

 

Рис.4

EXMO affiliate program
 

Если статья вам понравилась, вы можете отблагодарить автора нажав на кнопку социальной сети