Как да измерваме мощността с два ватметъра

При измерване на мощност в трифазни вериги два ватметъра е възможно не само да се спести един ватметър, но и по техните показания да се прецени грубо стойност на фактора на мощността трифазен електрически приемник.

Например, ако натоварването във фазите е активно и симетрично, тогава показанията на двата ватметъра ще бъдат еднакви. Това може да се види от векторната диаграма (фиг. 1, в).

Токовете съвпадат по посока с фазовите напрежения (приемник свързани със звезда): текущ АзА с напрежение UА, и токът АзV с напрежение UБтъй като натоварването е активно. Инжектиране ψ1 между UAC и АзА е равно на 30О, и ъгълът ψ2 между UПр.н.е. и АзБ също е равно на 30О.

Ориз. 1… Схема за свързване на два ватметъра към трипроводна мрежа (a, b) и векторни диаграми на напрежения и токове при cos f = 1 (c) и cos f = 0,5 (d).

Стойностите на мощността, измерени с ватметри, се определят от същите изрази:

Pw1 = UACАзАcosψ1= UlIl cos30 °,

Pw1 = UПр.н.е.АзБcosψ2 = UlIl cos30 °

Ако натоварването е активно-индуктивен характер и косинус фи е равен на 0,5, тоест ъгълът φ = 60 °, след това ъгълът ψ1= 30 °, а ъгълът ψ2 = 90 ° (Фиг. 1, г).

Показанията на ватметрите ще бъдат както следва:

Pw1 = UlIl cos30 °

Pw1 = UlIl cos90 °

Ако показанията на един от ватметрите станат равни на нула, това означава, че косинусът phi е намалял до 0,5.

Диаграмата също така показва, че ако косинусът phi в мрежата стане по -малък от 0,5, тоест ъгълът φ ще бъде по -голям от 60 °, тогава ъгълът ψ2 ще стане повече от 90 ° и това ще доведе до факта, че показанията на втория ватметър ще станат отрицателни, стрелката на устройството ще започне да се отклонява в другата посока (обикновено съвременните ватметри имат превключвател за посока на тока в движещи се бобина). Общата мощност в този случай е равна на разликата между показанията на ватметрите.

Ако натоварването е симетрично, тогава според показанията на два ватметра можете точно да изчислите стойността на cos φ според формулата

cos φ = P / S = P / (√P2 + Q2),

където P = Pw1 + Pw2 — активна мощност трифазен електрически приемник, W, Q = √3(Pw1 + Pw2) — реактивна мощност на трифазен електрически приемник. Последният израз показва, че ако разликата между показанията на два ватметра се умножи по √3, получавате стойността реактивна мощност трифазен електрически приемник.