Como medir o fator de potência

Para medir cosseno fi é melhor ter ferramentas especiais projetadas para medição direta— medidores de fase.

Fasômetro - um dispositivo elétrico de medição projetado para medir os ângulos de mudança de fase entre duas oscilações elétricas que variam periodicamente.

Se não houver tais dispositivos, meça Fator de potência pode método indireto... Por exemplo, em uma rede monofásica, o coseno phi pode ser determinado a partir das leituras de um amperímetro, voltímetro e wattímetro:

cos phi = P / (U x I), onde P, U, I — as leituras do instrumento.

em um circuito de corrente trifásica cos phi = Pw / (√3 x Ul x Il)

onde Pw é a potência de todo o sistema, Ul, Il são a tensão e a corrente da rede medida com um voltímetro e um amperímetro.

Em um circuito trifásico simétrico, o valor do cosseno phi pode ser determinado a partir das leituras de dois wattímetros Pw1 e Pw2 pela fórmula

O erro relativo total dos métodos considerados é igual à soma dos erros relativos de cada dispositivo; portanto, a precisão dos métodos indiretos é baixa.

O valor numérico do cosseno phi depende da natureza da carga.Se a carga for lâmpadas incandescentes e dispositivos de aquecimento, o cosseno phi = 1, se a carga também contiver motores de indução, o cosseno phi <1. Quando a carga do motor elétrico muda, seu cosseno phi muda significativamente (de 0,1 em marcha lenta para 0,86 - 0,87 em carga nominal), o cosseno phi das redes também muda.

Portanto, na prática, o chamado fator de potência médio ponderado por um determinado tempo, por exemplo, um dia ou um mês. Para isso, ao final do período considerado, são feitas leituras nos medidores de energia ativa e reativa Wa e Wv, e o valor médio ponderado do fator de potência é determinado pela fórmula

É desejável que esse valor do fator de potência médio ponderado nas redes elétricas seja igual a 0,92 - 0,95.

Usando um fasor para medir o fator de potência

Você pode medir diretamente o deslocamento de fase entre a tensão de carga e a corrente usando dispositivos de medição especiais - medidores de fase.

Os mais comuns são os fasômetros de um sistema eletrodinâmico, no qual a bobina estacionária é conectada em série com a carga e as bobinas móveis são conectadas em paralelo com a carga, de modo que a corrente de uma delas fica atrás da tensão β1 por um tensão. Para fazer isso, uma carga indutiva ativa é conectada em série com a bobina, e a outra corrente conduz a tensão por um certo ângulo β2, para o qual uma carga capacitiva ativa está incluída, e β1 + β2 = 90О

Arroz. 1. Diagrama do circuito do medidor de fase (a) e o diagrama vetorial de tensões e correntes (b).

O ângulo de desvio da flecha de tal dispositivo depende apenas do valor do cosseno phi.

É freqüentemente usado para medir o deslocamento de fase entre dois medidores de fase digitais de tensão... Em medidores de fase digitais de conversão direta para medir o deslocamento de fase, ele é convertido em um intervalo de tempo e o último é medido. As tensões investigadas são aplicadas em duas entradas do dispositivo, no dispositivo digital de leitura do dispositivo, contando o número de pulsos que chegam ao contador do dispositivo por um período das tensões investigadas, que corresponde ao deslocamento de fase em graus ( ou partes de um grau), são tomadas.

Dos instrumentos de painel projetados para medição, o fasômetro mais simples do tipo D31, que pode funcionar em redes monofásicas de corrente alternada com frequência de 50, 500, 1000, 2400, 8000 Hz. Classe de precisão 2.5 A faixa de medição do cosseno phi é de 0,5 a 1 deslocamento de fase capacitivo e 1 a 0,5 deslocamento de fase indutivo. Medidores de fase incluem via transformadores de corrente de instrumento com uma corrente secundária de 5 A e transformadores de tensão de medição com uma tensão secundária de 100 V.

Para medir o cosseno phi em uma rede trifásica com uma carga simétrica, os fasores do painel do tipo D301 podem ser usados. Sua classe de precisão é 1,5. Os circuitos em série são conectados diretamente a uma corrente de 5 A, bem como através de um transformador de corrente, os circuitos paralelos são conectados diretamente a 127, 220, 380 V, bem como através de transformadores de medição de tensão.