Como medir a potência em um circuito CA trifásico

A potência em um circuito trifásico pode ser medida usando um, dois e três wattímetros. O método de dispositivo único é usado em um sistema trifásico simétrico. A potência ativa de todo o sistema é igual a três vezes o consumo de energia em uma das fases.

Ao conectar a carga em estrela com um ponto neutro acessível, ou se, ao conectar a carga em delta, for possível conectar a bobina do wattímetro em série com a carga, você pode usar os circuitos de comutação mostrados na fig. 1.

Arroz. 1 Circuitos para medir a potência da corrente alternada trifásica ao conectar cargas a - de acordo com um circuito em estrela com ponto zero acessível; b — de acordo com o esquema do triângulo, usando um wattímetro

Se a carga estiver conectada em estrela com um ponto neutro ou delta indisponível, pode-se usar um circuito com ponto neutro artificial (Fig. 2). Neste caso, as resistências devem ser iguais a Rw + Ra = Rb = Rc.

Figura 2. Esquema de medição de energia AC trifásica com um wattímetro com um ponto zero artificial

Para medir a potência reativa, as extremidades de corrente do wattímetro são conectadas à seção de cada fase e as extremidades da bobina de tensão a outras duas fases (Fig. 3). Completo potência reativa é determinado multiplicando a leitura do wattímetro pela raiz de três. (Mesmo com uma ligeira assimetria de fase, usar este método dá um erro significativo).

Arroz. 3. Esquema para medir a potência reativa da corrente alternada trifásica com um wattímetro

O método de dois dispositivos pode ser usado com carga de fase balanceada e não balanceada. Três opções equivalentes para incluir wattímetros para medir a potência ativa são mostradas na fig. 4. A potência ativa é determinada como a soma das leituras do wattímetro.

Ao medir a potência reativa, o circuito da Fig. 5, mas com um ponto zero artificial. Para criar um ponto zero, é necessário cumprir a condição de igualdade das resistências dos enrolamentos de tensão dos wattímetros e do resistor R. A potência reativa é calculada pela fórmula

onde P1 e P2 — leituras de wattímetros.

Usando a mesma fórmula, você pode calcular a potência reativa com carregamento uniforme das fases e conexão de wattímetros de acordo com o diagrama da fig. 4. A vantagem deste método é que a potência ativa e reativa podem ser determinadas usando o mesmo esquema. Com carregamento uniforme das fases, a potência reativa pode ser medida de acordo com o diagrama da fig. 5 B.

O método de três partes se aplica a cada carga de fase. A potência ativa pode ser medida de acordo com o diagrama da fig. 6. A potência de todo o circuito é determinada pela soma das leituras de todos os wattímetros.

Arroz. 4.Esquemas para medir a potência ativa da corrente alternada trifásica com dois wattímetros a - os enrolamentos de corrente estão incluídos nas fases A e C; b — nas fases A e B; c — nas fases B e C

A potência reativa para uma rede de três e quatro fios é medida de acordo com o diagrama da fig. 7 e é calculado pela fórmula

onde РА, РБ, РК — leituras de wattímetros incluídos nas fases A, B, C.

Arroz. 5. Esquemas para medição de potência reativa de corrente alternada trifásica com dois wattímetros

Arroz. 6. Esquemas para medir a potência ativa da corrente alternada trifásica com três wattímetros a — na presença de um condutor neutro; b — com um ponto zero artificial

Na prática, os wattímetros trifásicos de um, dois e três elementos são geralmente usados ​​de acordo com o método de medição.

Para expandir o limite de medição, você pode aplicar todos os esquemas indicados ao conectar wattímetros por meio de transformadores de medição de corrente e tensão. Na fig. 8 mostra como exemplo um esquema para medição de potência pelo método de dois dispositivos quando eles são ligados por transformadores de medição de corrente e tensão.

Arroz. 7. Esquemas para medição de potência reativa com três wattímetros

Arroz. 8. Esquemas para ligar wattímetros através de transformadores de medição.