Cómo medir la potencia en un circuito de CA trifásico

La potencia en un circuito trifásico se puede medir utilizando uno, dos y tres vatímetros. El método de dispositivo único se utiliza en un sistema simétrico trifásico. La potencia activa de todo el sistema es igual a tres veces el consumo de energía en una de las fases.

Cuando conecte la carga en estrella con un punto neutro accesible, o si, al conectar la carga en triángulo, es posible conectar la bobina del vatímetro en serie con la carga, puede utilizar los circuitos de conmutación que se muestran en la fig. 1.

Arroz. 1 Circuitos para medir la potencia de la corriente alterna trifásica cuando se conectan cargas a — según un circuito en estrella con un punto cero accesible; b — según el esquema triangular, utilizando un vatímetro

Si la carga está conectada en estrella con un punto neutro no disponible o delta, se puede usar un circuito con un punto neutro artificial (Fig. 2). En este caso, las resistencias deben ser iguales a Rw + Ra = Rb = Rc.

Figura 2. Esquema de medida de potencia CA trifásica con un vatímetro con punto cero artificial

Para medir la potencia reactiva, se conectan los extremos de corriente del vatímetro a la sección de cada fase, y los extremos de la bobina de tensión a otras dos fases (Fig. 3). Lleno Poder reactivo se determina multiplicando la lectura del vatímetro por la raíz de tres. (Incluso con una ligera asimetría de fase, el uso de este método genera un error significativo).

Arroz. 3. Esquema para medir la potencia reactiva de la corriente alterna trifásica con un vatímetro.

El método de dos dispositivos se puede utilizar con carga de fase equilibrada y desequilibrada. Tres opciones equivalentes para incluir vatímetros para medir la potencia activa se muestran en la fig. 4. La potencia activa se determina como la suma de las lecturas del vatímetro.

Al medir la potencia reactiva, el circuito de la Fig. 5, pero con un punto cero artificial. Para crear un punto cero, es necesario cumplir la condición de igualdad de las resistencias de los devanados de voltaje de los vatímetros y la resistencia R. La potencia reactiva se calcula mediante la fórmula

donde P1 y P2 — lecturas de vatímetros.

Usando la misma fórmula, puede calcular la potencia reactiva con carga uniforme de las fases y conexión de vatímetros de acuerdo con el diagrama de la fig. 4. La ventaja de este método es que la potencia activa y reactiva se pueden determinar utilizando el mismo esquema. Con carga uniforme de las fases, la potencia reactiva se puede medir de acuerdo con el diagrama de la fig. 5B.

El método de tres partes se aplica a cada carga de fase. La potencia activa se puede medir según el diagrama de la fig. 6. La potencia de todo el circuito se determina sumando las lecturas de todos los vatímetros.

Arroz. 4.Esquemas para medir la potencia activa de corriente alterna trifásica con dos vatímetros a — los devanados de corriente están incluidos en las fases A y C; b — en las fases A y B; c — en las fases B y C

La potencia reactiva para una red de tres y cuatro hilos se mide de acuerdo con el diagrama de la fig. 7 y se calcula mediante la fórmula

donde РА, РБ, РК — lecturas de los vatímetros incluidos en las fases A, B, C.

Arroz. 5. Esquemas para medir la potencia reactiva de corriente alterna trifásica con dos vatímetros.

Arroz. 6. Esquemas para medir la potencia activa de corriente alterna trifásica con tres vatímetros a — en presencia de un conductor neutro; b — con un punto cero artificial

En la práctica, se suelen utilizar vatímetros trifásicos de uno, dos y tres elementos según el método de medición.

Para expandir el límite de medición, puede aplicar todos los esquemas indicados al conectar vatímetros a través de transformadores de medición de corriente y voltaje. En la Fig. 8 muestra como ejemplo un esquema para medir potencia por el método de dos dispositivos cuando son encendidos por transformadores de medida de corriente y tensión.

Arroz. 7. Esquemas para medir la potencia reactiva con tres vatímetros.

Arroz. 8. Esquemas de encendido de vatímetros a través de transformadores de medida.