Измерение электрической энергии 6. Измерение трёхфазной мощности — метод одного ваттметра

Измерение электроэнергии Часть 6: Измерение трёхфазной мощности — Метод одного ваттметра Необходимость трёхфазного измерения Большинство крупных промышленных потребителей и систем генерации/передачи электроэнергии работают от трёхфазного переменного тока. Эта система предпочтительнее, поскольку обеспечивает постоянный поток мощности и потребляет меньше проводникового материала, чем три однофазные системы. Почему однофазные методы неэффективны Нельзя просто измерить мощность одной фазы и умножить на три, поскольку нагрузки часто несимметричны. Более того, трёхфазное измерение по своей сути включает три отдельных цепи (фазы), которые необходимо измерять одновременно. Условие для метода одного ваттметра Метод одного ваттметра применим только при очень определённом условии: нагрузка должна быть идеально сбалансирована.3 Сбалансированная нагрузка означает, что импеданс (Z) в каждой из трёх фаз абсолютно одинаков по величине и фазовому углу. Тип соединения: Нагрузка «звезда {Y}) Этот метод обычно иллюстрируется на примере нагрузки, подключенной по схеме «звезда» ({Y}), где три фазы имеют общую нейтраль. Нейтраль необходима для данного метода измерения. Подключение ваттметра Один электродинамический ваттметр подключается следующим образом: Токовая катушка (CC): подключается последовательно с одной фазной линией (например, фазой A) для измерения фазного тока ({I_A}). Катушка давления (PC): подключается между той же фазной линией (фазой A) и общей нейтралью для измерения фазного напряжения ({V_{AN}}). Что измеряет счетчик При таком подключении один ваттметр измеряет мощность только одной фазы {P_{phase}}): (P_meter = V_phase * I_phase * cos(phi)) Расчет общей мощности ({P_T}) Поскольку нагрузка гарантированно идеально сбалансирована, мощность во всех трех фазах одинакова. Следовательно, общая мощность (P_T), потребляемая всей трёхфазной нагрузкой, всего в три раза превышает показания одного ваттметра: (P_T = 3 * P_meter) Ограничение метода Главным ограничением является необходимость сбалансированной нагрузки. В действительности идеально сбалансированные нагрузки встречаются редко, особенно в распределительных системах. Кроме того, для подключения катушки измерения напряжения должен быть доступ к нейтральной точке. Зачем нужна Часть 7 Поскольку метод одного ваттметра настолько ограничен, нам нужен универсальный метод, работающий для несбалансированных нагрузок и систем, где нейтраль недоступна (нагрузки типа «треугольник»). Это подводит нас к более совершенному методу двух ваттметров, который мы рассмотрим далее.