Реактивная мощность

При полной симметрии системы реактивная мощность

Q = ЗU_фI_ф sin  =ЗU_л I_л sin .

Измерить реактивную мощность (энергию) трехфазной сети можно различными способами: при помощи обычных ваттметров (счетчиков), но включаемых по специальным схемам, и при помощи реактивных ваттметров (варметров) (счетчиков).

При полной симметрии трехфазной сети реактивную мощность можно измерить одним ваттметром, включенным по схеме рис. 3.20.

Рис. 3.20. Схема включения ваттметра (а) для измерения реактивной мощности в симметричной трехфазной сети и векторная диаграмма (б)

Показания ваттметра (с учетом векторной диаграммы рис. 3.20, б) будут

Р = U_BC I_A cos ₁ =U_л I_л cos(90 - ) = U_л I_л sin ..

Для определения реактивной мощности всей системы показания ваттметра необходимо умножить на . Тогда

Q = Р = U_BC I_A cos ₁ = U_л I_л cos(90 - ) = U_л I_л sin ..

Схема с одним ваттметром применяется редко, так как даже при незначительной несимметрии нагрузки она дает большие погрешности. Чаще применяется схема измерения реактивной мощности двумя приборами. Для получения мощности сумму показаний обоих ваттметров нужно умножить на . Схема измерения не зависит от схемы соединений нагрузки (звезда или треугольник).

Рис. 3.21. Схема включения двух ваттметров при измерении реактивной мощности в несимметричной трехфазной цепи

Схема измерения реактивной мощности тремя приборами приведена на рис. 3.22. Чтобы найти реактивную мощность системы, сумму показаний ваттметров необходимо разделить на 3.

На основе этого метода выпускаются реактивные счетчики, пригодные как для трехпроводных, так и четырехпроводных цепей трехфазного тока.

Рис. 3.22. Схема включения трех ваттметров (а) для измерения реактивной мощности (энергии) в трехфазной четырехпроводной сети и векторная диаграмма (б)

Расширение диапазона измерений приборов. Измерительные трансформаторы тока и напряжения

Включение электроизмерительных приборов через измерительные трансформаторы тока и напряжения показано на рис. 3.23. В ваттметрах, счетчиках, фазометрах и некоторых других приборах отклонение подвижной части (в счетчиках - направление вращения диска) зависит от направления токов в их цепях. Поэтому включение их через измерительные трансформаторы тока и напряжения необходимо производить так, чтобы токи в цепях приборов имели такое же направление, как и при включении приборов без трансформаторов. Для правильного включения приборов зажимы обмоток измерительных трансформаторов помечаются особыми знаками (Л₁, Л₂, И₁, И₂, А, Х, а, х).

Рис. 3.23. Схема включения электромеханических приборов через измерительные трансформаторы тока и напряжения

3ажимы первичной обмотки трансформатора тока помечаются знаками Л₁ и Л₂ (линия) и соответствующие им зажимы вторичной обмотки И₁ и И₂ (измерительный прибор). Зажимы первичной обмотки однофазного трансформатора напряжения обозначаются А и Х, а вторичной обмотки - а и х. При включении через измерительные трансформаторы ваттметров и других приборов, на показания которых влияют фазовые сдвиги между токами и напряжениями, угловые погрешности трансформаторов влияют на показания приборов. При включении приборов с измерительными трансформаторами необходимо всегда помнить следующее:

1. генераторные зажимы ваттметров и других приборов должны быть присоединены к зажиму а трансформатора напряжения (параллельные цепи) и к зажиму И₁ трансформатора тока (токовые цепи), а при последовательном соединении токовых цепей приборов - так, как показано на рис. 3.23,

2. вторичная цепь трансформаторов тока при наличии первичного тока не должна размыкаться. Вторичная обмотка трансформатора напряжения не должна подвергаться короткому замыканию,

3. в целях безопасности обслуживающего персонала и защиты приборов вторичные цепи измерительных трансформаторов должны обязательно заземляться, как это показано на рис. 3.23. Заземление вторичных цепей трансформаторов исключает возможность появления высокого напряжения в цепях приборов относительно земли при порче (пробое) изоляции между обмотками трансформатора.