Измерение реактивной мощности в трехфазных цепях

Рис. 3.4.19. Включение ваттметров активной мощности для измерения реактивной мощности

Рис. 3.4.20. Включение двух ваттметров для измерения реактивной мощности: а – схема, б – векторная диаграмма

Рис. 3.4.21. Схема включения ваттметров активной мощности для измерения реактивной мощности

Измерение мощности в четырехпроводных цепях. Реактивную мощность в трехфазных четырехпроводных цепях можно измерить одним трехэлементным ваттметром активной мощности или тремя одноэлементными. Мощность, измеряемая одноэлементным ваттметром активной мощности, определяется током I в его последовательной цепи, напряжением U, приложенным к его параллельной цепи, и косинусом угла сдвига фаз между током I и напряжением U.

Если между током I и напряжением U¢ будет угол сдвига (90° - j), то измеряемая ваттметром мощность будет реактивной (рис. 3.4. 18): . В трехфазных цепях при симметричной нагрузке (рис. 3.4.19, б) линейные напряжения U_ВС, U_СА, U_АВ отстают от соответствующих фазных напряжений U_А, U_В, U_С на углы 90°. Поэтому при включении последовательной цепи ваттметра на ток I_А и подведении к параллельной цепи его напряжения U_ВС ваттметр измерит мощность , т.е. в раз большую реактивной мощности фазы А. Появление множителя объясняется тем, что приложенное к параллельной цепи ваттметра линейное напряжение U_ВС больше фазного U_А в раз.

Если второй и третий ваттметры (или элементы трехфазного ваттметра) будут включены аналогичным образом (рис. 3.4.19, а), то сумма показаний трех ваттметров, деленная на , будет равна реактивной мощности трехфазной четырехпроводной цепи.

Измерение мощности в трехпроводной трехфазной цепи. При симметричной системе напряжений и равномерной нагрузке реактивная мощность определяется по схеме 3.4.17 как разность показаний ваттметров, умноженная на Ö3.

В этом случае реактивную мощность можно также измерить двухэлементным ваттметром или двумя одноэлементными ваттметрами активной мощности (рис. 3.4.20). При этом мощность, измеряемая двухэлементным ваттметром,

.

Умножив показание ваттметра на , получим реактивную мощность трехфазной цепи:

.

Если двухэлементный ваттметр предназначен для измерения реактивной мощности, то на его шкале наносятся значения реактивной мощности.

Если при симметричной системе напряжений нагрузка неравномерная, тогда мощность можно измерить трехэлементным ваттметром или тремя одноэлементными ваттметрами активной мощности. Схема включения их та же, что и для четырехпроводной цепи (рис. 3.4.21).

Реактивная мощность цепи определяется показанием трехэлементного ваттметра, деленным на Ö3. При равномерной нагрузке фаз достаточно одного одноэлементного ваттметра (рис. 12.21), так как умножив его показание на Ö3, получим:

.

В этом режиме цепи измерение реактивной мощности возможно также двумя ваттметрами активной мощности или одним двухэлементным ваттметром (рис. 12.22). Две параллельные цепи ваттметров и добавочный резистор образуют равномерную звезду. На параллельной цепи первого ваттметра будет фазное напряжение U_С, а на соответствующей цепи второго U_А (рис. 3.4.22, б). Сумма показаний двух ваттметров

Рис. 3.4.22. Измерение реактивной мощности в трехфазной цепи двумя ваттметрами активной мощности: а – схема, б – векторная диаграмма

.

Умножив показания на Ö3, получим реактивную мощность трехфазной цепи: .