6 Айнымалы тоқтың үш фазалық тізбегіндегі активті және реактивті қуатты өлшеу

Үш фазалы тізбектей қуатты өлшеу үшін активті және реактивті қуаттардың счетчиктері қолданылады. Олар әр фазаға үш тоқтың орама және үш кернеу орамаларына жалғанған. Сол сияқты бір осьте екі алюминді диск орналасқан. Мұндай индукциялық өлшеу механизмдері тақырыбында счетчиктердің конструкциялары қарастырылған.

Егер активті және реактивті қуаттың счетчигі болмаса, онда активті энергияның ваттметрімен таймердің көмегімен өлшенеді. Активті энергияны бір, екі немесе үш ваттметрдің көмегімен өлшеуге болады.

Активті қуатты өлшеу. Бір ваттметрлік өлшеу симметриялық салмақпен жүзеге асады. Сондай-ақ, ваттметрдің үшке көбейтуімен көрсеткіштік қуаттың барлық жүйесін көрсетеді. Бұл жағдайда ваттметр фазаның біріне ораммен тізбектеле қосылады, ал параллель – осы фазамен нейтраль арасында жатады. Егер салмақ оңаша нейтральға үшбұрыш немесе жұлдызша болып жалғанса, онда бір ваттметрмен өлшеуді екі резистордың көмегімен жалған нейтральді нүктені жасап өлшеугеболады. Резисторлардың кедергісі ваттметрдің параллель тізбегінің кедергісіне тең болу керек.

Симметриялы және ассиметриялы үш фазалы жүйеде активті қуатты өлшеу үшін екі ваттметрлік әдіс кеңінен қолданылады. Бұл жағдайда ваттметрлер 6.1 суретінде көрсетілгендей қосылады. Барлық жүйенің қуаты екі ваттметр көрсеткіштрінің қосындысы бойынша анықталады Р = Р₁ + Р₂.

Қуаттың формулалары әрбір ваттметр үшін мына түрде болады:

;

;

мұндағы , - тоқпен кернеудің әр түрлі мәндерінің жылжу бұрышы.

6.1 – Активті қуатты өлшеудің екі ваттметрлік әдісі

Бұрыш салмақтың сипатына байланысты (активті, активті-индуктивті немесе активті-сыйымдылықты).

Формуладан көрініп тұрғандай,  = +60 болғанда, Р₁ = 0, ал  = -60 болғанда, Р₂=0.

 абсолютті мәні артқанда, ваттметрдің көрсеткіші теріс болады. Сондықтан көрсеткішті алу үшін, ваттметрдегі токты тізбектей қысымның қосылу орындарын ауыстыру керек (немесе кернеу тізбегінде). Берілген ваттметр көрсеткіші теріс болып саналады және басқа ваттметрдің көрсеткішімен алгебралық қосындысымен анықталады.

Үш ваттметрлік әдіс жүйенің әрбір фазасына ваттметрдің ток орамдарының қосылуына, ал параллель орамдар фазамен нейтраль арасында негізделген. Бұл жерде екі ваттметр әдісі қолданылмайды. Жалпы жағдайда фазалық ток қосындысы нөлге тең емес.

Реактивті қуатты өлшеу. Бір ваттметрлік әдіс симметриялық жүйелер үшін қолданылады. Ваттметрдің тізбекті тізбегі жүйенің кез-келген фазасына қосылады, ал параллельді орам – басқа екеуіне қосылады. Онда өлшеніп жатқан қуат мынаған тең:

.

Бүкіл жүйенің реактивті қуаты мынаған тең:

.

Екі ваттметрлік әдіс электродинамикалық және ферродинамикалық өлшенетін жүйенің активті ваттиетрлердің қолданылуына негізделген. Қосымша резистор R және ваттметрдің параллель тізбектерімен құрылған. Жалған нейтральдің пайда болуын қосылу схемасы қарастырады. Бұл 6.2 суретінде көрсетілген.

Оның алдынғы схемадан ерекшелігі ваттметрдің кернеу орамдары басқа фазаларға қосылған.

Әрбір ваттметр үшін қуаттың фрормулалары мынадай болады:

;

.

6.2 – Екі ваттметр әдісімен реактивті қуатты өлшеу

Реактивті қуаттың қосындысын дәлелдейміз:

.

, сызықтық тоқтың шамаларын U_0,3 және U_1,0 кернеулер векторларына түсетін құраушы фазалық тоқтардың проекцияларының қосындысы ретінде көрсетуге болады. Сонда:

;

.

Осы мәндерді P₁ және P₂ үшін қоямыз да қуаттардың қосындысын аламыз.

.

Сонымен 6.2 суретінде көрсетілген схема бойынша қосылған ваттметрлердің өлшенген қуаттарының алгебралық қосындысы үш фазалық толық қуаттарының қосындысы сияқты анықталады:

Төртсымдық тізбекте үш аспаптың әдісі қолданылуы мүмкін. Бір аспап үшін де сол ереже қолданылады. Сонда

;

мұндағы P₁, P₂, P₃ – жеке аспап көрсеткіштері.