Měření činného výkonu ve střídavých obvodech – Studopedia
Měření činného výkonu v jednofázovém obvodu se provádí jednoprvkovými wattmetry. Rozšíření měřicích rozsahů v obvodech střídavého proudu se provádí pomocí měřicích transformátorů proudu a napětí.
Měření výkonu metodou jednoho zařízení. Při použití metody s jedním zařízením se výkon měří pomocí jednoprvkového wattmetru. Metoda se používá k měření výkonu v jednofázových obvodech a symetrických třífázových obvodech (fázové komplexní odpory jsou stejné). V obou případech je napěťové vinutí wattmetru připojeno k fázovému napětí a proudové vinutí k průřezu vodiče libovolné fáze. Obr. 11.8 znázorňuje připojení jednoprvkového wattmetru k jednofázovému střídavému obvodu. Zanedbáme chybu metody a zapíšeme hodnoty wattmetru:
kde U и I – efektivní hodnoty napětí a zatěžovacího prouduj = (U, já).
Údaj wattmetru v tomto případě bude odpovídat výkonu jedné fáze. Pro získání výkonu celého třífázového obvodu je nutné údaj wattmetru ztrojnásobit, tj. P = 3PPW.
Zapojení pevné cívky wattmetru do série se zátěží je možné pouze při zatěžovacích proudech 10-20 АPro vysoké zatěžovací proudy je pevná cívka wattmetru připojena přes proudový transformátor (TA). Při měření ve vysokonapěťových obvodech (nad 600 В) pohyblivá cívka wattmetru není připojena přímo k měřicímu obvodu, ale přes napěťový transformátor (ТV) a pevnou cívku wattmetru – skrz TA (bez ohledu na hodnotu zatěžovacího proudu).
Hodnota naměřeného výkonu se určí vynásobením odečtu wattmetru součinem transformačních koeficientů. ТV и TA:
kde Р х – naměřená hodnota činného výkonu v zátěžovém obvodu; РРW – odečet wattmetru; KU nom, KI nom – nominální transformační poměry, ТV и TA.
Naměřená hodnota výkonu se bude od skutečné hodnoty lišit o chybu v přenosu hodnot napětí a proudu, jakož i o úhlové chyby transformátorů. Elektrodynamické wattmetry se vyrábějí vícerozsahové, s vysokými třídami přesnosti (0.1; 0.2) s rozsahem měřených výkonů od desetin Út. až 3 – 6 kWPro hrubá měření se jako panelové přístroje používají ferrodynamické wattmetry.
Je třeba poznamenat, že měření činného výkonu jednoprvkovými wattmetry se provádí pouze v laboratorní praxi. V technických měřeních v průmyslových podmínkách se k měření činného výkonu v třífázových třívodičových obvodech používají dvouprvkové wattmetry a ve čtyřvodičových obvodech se používají tříprvkové wattmetry.
Kromě elektrodynamických wattmetrů se k měření výkonu používají elektronické usměrňovací, termoelektrické, digitální a další wattmetry.
Měření výkonu dvoupřístrojovou metodou. Dvouprvková metoda se používá k měření výkonu v třífázové třívodičové síti pomocí dvou jednoprvkových wattmetrů. Metoda poskytuje správné výsledky bez ohledu na schéma zapojení a povahu zátěže, a to jak se symetrií, tak asymetrií proudů a napětí. Dvouprvková metoda se navíc používá k zahrnutí prvků dvouprvkového wattmetru při měření výkonu v třífázové třívodičové síti s jeho použitím.
Obr. 11.9 znázorňuje schéma zapojení dvou jednoprvkových wattmetrů. Typicky je proudové vinutí jednoho wattmetru například PW1, přichází do fáze Аa proudové vinutí jiného wattmetru je PW2 – ve fázi СNapěťová vinutí wattmetrů jsou připojena k síťovému napětí, jak je znázorněno na obr. 11.9. Při měření výkonu metodou dvou zařízení se celkový výkon obvodu rovná algebraickému součtu odečtů wattmetru.
kde j — fázový posun mezi napětím a proudem ve fázi.
Výkon jakéhokoli třífázového systému se vypočítá pomocí vzorce:
Součet odečtů wattmetru tedy PW1 и PW2 není nic jiného než výkon třífázového obvodu.
Měření výkonu třípřístrojovou metodou. Metoda tří zařízení se používá k měření výkonu v třífázovém čtyřvodičovém obvodu (používají se tři jednoprvkové wattmetry připojené ke každé fázi). Stejně jako metoda dvou zařízení, i metoda tří zařízení dává správné výsledky bez ohledu na schéma zapojení a povahu zátěže, a to jak se symetrií, tak asymetrií proudů a napětí. Podle obvodu implementujícího metodu tří zařízení se zapojují i prvky tříprvkových třífázových wattmetrů. Pro zjištění výkonu třífázového čtyřvodičového obvodu je samozřejmě nutné vzít algebraický součet všech wattmetrů:
Líbil se vám článek? Přidejte si ji do záložek (CTRL+D) a nezapomeňte ji sdílet se svými přáteli: