Jak mierzyć moc czynną w jednofazowym obwodzie prądu przemiennego

Wartość mocy czynnej w jednofazowy obwód prądu przemiennego określa wzór P = UI cos phi, gdzie U to napięcie odbiornika, V, I — prąd odbiornika, A, phi — przesunięcie fazowe między napięciem a prądem.

Ze wzoru widać, że moc w obwodzie prądu przemiennego można określić pośrednio, jeśli uwzględni się trzy urządzenia: amperomierz, woltomierz i miernik fazy… W tym przypadku jednak nie można liczyć na większą dokładność pomiaru, ponieważ błąd pomiaru mocy będzie zależał nie tylko od sumy błędów trzech urządzeń, ale także od błędu metody pomiaru spowodowanego sposobem, na którym znajduje się amperomierz i woltomierz. Dlatego ta metoda może być stosowana tylko wtedy, gdy nie jest wymagana wysoka dokładność pomiaru.

Jeśli moc czynna musi być dokładnie zmierzona, najlepiej jest użyć watomierzy układu elektrodynamicznego lub watomierzy elektronicznych. Watomierze ferrodynamiczne mogą być używane do pomiarów zgrubnych.

Jeżeli napięcie obwodu jest mniejsze niż granica pomiaru napięcia watomierza, prąd obciążenia jest mniejszy niż dopuszczalny prąd urządzenia pomiarowego, wówczas obwód do podłączenia watomierza do obwodu prądu przemiennego jest podobny schemat podłączenia watomierza do obwodu prądu stałego… Oznacza to, że cewka prądowa jest połączona szeregowo z obciążeniem, a cewka napięciowa jest połączona równolegle z obciążeniem.

Podczas podłączania watomierzy elektrodynamicznych należy pamiętać, że są one biegunowe nie tylko w obwodzie prądu stałego, ale także w obwodzie prądu przemiennego. Aby zapewnić prawidłowe (zgodnie ze skalą) odchylenie wskazówki instrumentu od zera, początek uzwojenia na tablicy przyrządów jest oznaczony kropką lub gwiazdką. Cęgi oznaczone w ten sposób nazywane są cęgami generatorowymi, ponieważ są podłączone do źródła zasilania.

Stałą cewkę watomierza można łączyć szeregowo z obciążeniem tylko przy prądach obciążenia 10 — 20 A. Jeśli prąd obciążenia jest większy, wówczas cewka prądowa watomierza jest podłączana przez przekładnik pomiarowy.

Aby zmierzyć moc w obwodzie prądu przemiennego o niskim współczynniku mocy, należy użyć specjalnych watomierzy o niskim cosinusie. Ich skala wskazuje dla jakich wartości cos phi są przeznaczone.

Gdy cos phi <1, aby uniknąć przeciążenia watomierza elektrodynamicznego, należy dołączyć amperomierz kontrolny i woltomierz. Na przykład watomierz o prądzie znamionowym Azu = 5 A może pokazać pełne odchylenie prądu Azu = 5 A i cos phi = 1 oraz przy prądzie Azu = 6,25 A i cos phi = 1 (więc Azu = Azun / cos fi). W drugim przypadku watomierz zostanie przeciążony.

Włączenie watomierza do obwodu prądu przemiennego, przy prądzie obciążenia większym niż dopuszczalny

Jeżeli prąd obciążenia jest większy niż dopuszczalny prąd watomierza, wówczas cewka prądowa watomierza jest włączana za pomocą przekładnika prądowego pomiarowego (ryc. 1, a).

Ryż. 1. Schematy podłączenia watomierza do wysokoprądowego obwodu prądu przemiennego (a) i do sieci wysokiego napięcia (b).

Przy doborze przekładnika prądowego należy zwrócić uwagę, aby znamionowy prąd pierwotny przekładnika wynosił Az1 i był równy lub większy od prądu mierzonego w sieci.

Na przykład, jeśli wartość prądu w obciążeniu osiąga 20 A, to można wziąć przekładnik prądowy zaprojektowany na znamionowy prąd pierwotny 20 A ze znamionowym współczynnikiem transformacji prądu Kh1 = Az1i/ Az2i = 20/5 = 4.

Jeżeli w tym przypadku napięcie w obwodzie pomiarowym jest mniejsze od dopuszczalnego watomierza, to cewka napięciowa jest podłączona bezpośrednio do napięcia obciążenia. Początek cewki napięciowej jest zmostkowany / do początku cewki prądowej. Konieczne jest również zainstalowanie zworki 2 (początek cewki jest podłączony do sieci). Koniec cewki napięciowej jest podłączony do innego zacisku sieci.

Aby określić rzeczywistą moc w mierzonym obwodzie, wskazania watomierza należy pomnożyć przez znamionową przekładnię przekładnika prądowego: P = Pw NS Kn1 = Pw NS 4

Jeżeli prąd w sieci może przekroczyć 20 A, to należy dobrać przekładnik prądowy o znamionowym prądzie pierwotnym 50 A, przy czym Kn1 = 50/5 = 10.

W takim przypadku, aby określić wartość mocy, odczyty watomierza należy pomnożyć przez 10.