Измерение активной мощности в трёхфазных цепях

Измерение активной мощности в четырехпроводной цепи осуществляется тремя ваттметрами, включаемыми по схеме рис. 10. Каждый ваттметр измеряет мощность одной фазы. Активная мощность трехфазной цепи равна сумме показаний трех ваттметров:

Р = Р_А + Р_В + Р_С.

Рис. 10. Схема измерения активной мощности в

четырехпроводной трехфазной цепи

При симметричной нагрузке, когда Z_A = Z_B = Z_C, для измерения мощности трехфазной цепи достаточно включения одного ваттметра в любую из фаз, например, в фазу А:

Р = 3∙Р_А.

В трехфазной трехпроводной цепи мощность измеряется двумя ваттметрами (рис. 11), независимо от схемы соединения нагрузки. Ваттметр, включенный в фазу А, измеряет ток фазы А и линейное напряжение U_АС. Токовая обмотка ваттметра фазы В включена в линейный провод В, а обмотка напряжения — на линейное напряжение U_BC.

Мощность трехфазной цепи равна алгебраической сумме показаний двух ваттметров:

P = P_A + P_B = U_ACI_Acos (30°−φ) + U_BCI_Bcos (30°+φ).

Углы сдвига по фазе ψ_A = 30°−φ между векторами U_AC и I_A и ψ_B = 30°+φ между U_BC и I_B определяем по векторной диаграмме рис. 12.

При φ = 0 показания ваттметров одинаковы, при φ = 60° показания одного из ваттметров равны нулю и вся мощность регистрируется другим ваттметром, при φ > 60° показания одного из ваттметров отрицательны (рис. 13).

Промышленность выпускает трехфазные ваттметры для измерения мощности в четырехпроводных и трехпроводных трехфазных цепях.

Рис. 11. Схема измерения активной мощности в трёхфазной трёхпроводной цепи

Рис. 12. Векторная диаграмма для метода двух ваттметров

Рис. 13. Показания ваттметров в процентах номинальной мощности

при симметричной нагрузке