ИЗМЕРЕНИЕ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

ИЗМЕРЕНИЕ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

В симметричной трехфазной цепи достаточно одного ваттметра, включенного на измерение мощности одной из фаз. Например, на рис 5 каждый ваттметр измеряет мощность одной из фаз. Для определения мощности всей цепи его показание необходимо утроить. В несимметричной трехфазной цепи в общем случае необходимо использовать три ваттметра, подключая их к каждой из фаз, как показано на рис.5. Мощность всей цепи получают арифметической суммой показаний всех ваттметров. При этом должен быть обеспечен доступ к нейтральной точке электроприемника либо источника. При отсутствии такового создают искусственную нейтральную точку, соединяя цепи напряжения ваттметров в звезду (рис. 6) и выдерживая условия её симметрии. Схема трёх приборов универсальна: работает в любой трёхфазной цепи, в симметричном и несимметричном режимах. Однако в трехпроводных трехфазных цепях (без нейтрального провода) существует возможность вместо трех ваттметров использовать только два, что даёт выгодный экономический эффект. Схема двух ваттметров называется по фамилии её автора – схема Арона. На рис 7.5-7.7 показаны три тождественных варианта (а, б, в) включения ваттметров по схеме Арона.

Рис 7.5 Рис 7.6.

В такой цепи мгновенная мощность, а, следовательно, и её среднее значение за период, т.е. активная мощность, могут быть выражены через любые два линейных тока и напряжения. Например, для варианта (б) на рис. 7.7

Рис 7.7 Рис 7.8.

,где Р1 ,Р2– показания двух ваттметров. Следует отметить, что показания ваттметров зависят от характера нагрузки и в общем случае – даже в симметричной цепи – неодинаковы и могут иметь разный знак, т.е. они должны суммироваться алгебраически.

Суть возможности использования ваттметров (приборов измерения активной мощности) для измерения реактивной мощности заключается в подключении параллельных обмоток (цепей) ваттметров и счётчиков к напряжениям, отстающим по фазе на 90 по отношению к напряжениям, используемым при измерении активной мощности той же нагрузки. Это следует из общих соотношений:

Так, в симметричном режиме, так же как и в случае с активной мощностью, достаточно одного прибора, но его обмотку напряжения включают на линейное напряжение сети, отстающего на 90 от фазного напряжения той фазы, в которую включена токовая (последовательная) обмотка ваттметра. В несимметричных режимах трёхфазной цепи можно использовать ваттметры только при так называемой простой асимметрии: токи (нагрузка) несимметричны, а напряжения сети (источник) симметричны, что, впрочем, чаще всего встречается на практике. Применяют схемы двух и трёх приборов. Так, на рис. показана схема включения ваттметров в четырехпроводной цепи; показание каждого ваттметра пропорционально реактивной мощности фазы, в которой находится токовая цепь ваттметра. В трёхпроводной цепи, по аналогии со схемой Арона, можно обойтись двумя приборами, что и показано на рис. . Если нейтраль полностью недоступна, то создают искусственную нейтральную точку, включая катушки напряжения ваттметров симметричной звездой вместе с добавочным резистором Rдоб

Реактивную мощность подсчитывают по выражениям:

где присутствие коэффициента связано с переходом от линейных к фазным напряжениям симметричного источника, либо наоборот. Суммы в общем случае алгебраические, потому что реактивная мощность индуктивногопотребителя положительна, а емкостного – отрицательна. При этом не следует забывать, что схема двух ваттметров пригодна только в трехпроводной цепи, тогда как схема трех ваттметров универсальна. Рассмотренные схемы одного, двух, и трех приборов используются в основном в лабораторной практике. В производственных условиях применяются двух- и трехфазные ваттметры и счетчики, у которых в одном корпусе собраны два или три однофазных измерительных механизма, включенных по приведенным схемам и действующих на общую подвижную часть. У цифровых приборов те же функции реализуют блоки-модули.