Лабораторная работа № 3 Измерение активной и реактивной мощности в цепях трёхфазного переменного тока

Цель: изучение методов и способов измерения активной и реактивной мощности в цепях трёхфазного тока, получение практических навыков измерения активной и реактивной мощности в цепях трёхфазного тока с помощью ваттметров.

Общие сведения

Для измерения мощности трёхфазного тока могут быть применены один, два или три прибора. В соответствии с количеством используемых приборов методы измерения мощности называются, соответственно, методами одного, двух или трёх приборов.

Измерение активной мощности

Метод одного прибора (пример подключения схемы представлен на рисунке 3.1) применяется в трёхфазной симметричной системе, т.е. в трёхфазной системе с равномерной нагрузкой фаз, одинаковыми углами сдвига по фазе между векторами токов и напряжений и с полной симметрией напряжений. Ваттметр измеряет активную мощность только одной фазы, поэтому активная мощность симметричной трёхфазной системы равна утроенному показанию прибора: .

Рисунок 3.1 – Схема подключения ваттметра по методу одного прибора

Метод двух приборов применяется в несимметричных трёхпроводных трёхфазных цепях. Несимметричной называется такая система, в которой мощности отдельных фаз различны. Мощность такой трёхфазной системы можно измерить двумя ваттметрами (пример подключения схемы представлен на рисунке 3.2).

Рисунок 3.2 – Схема подключения ваттметра по методу двух приборов.

Для нахождения активной мощности трёхфазной системы показания ваттметров складываются арифметически. .

Другие схемы включения двух ваттметров дадут следующие зависимости.

. (3.1)

. (3.2)

Измерение реактивной мощности

Ваттметром может быть измерена и реактивная мощность. Измерения реактивной мощности при симметричной трёхфазной системе напряжений и равномерной нагрузке фаз производится одним ваттметром (пример подключения схемы представлен на рисунке 3.3 и 3.4).

Рисунок 3.3 – Схема подключения ваттметра при измерении реактивной мощности

Показания ваттметра:

Реактивная мощность симметричной трёхфазной системы: .

Рисунок 3.4 – Схема включения двух ваттметров при измерении реактивной мощности

При использовании двух ваттметров полная реактивная мощность трехфазной системы равна: .

Порядок выполнения работы

Рисунок 3.5 – Схема подключения ваттметра по методу одного прибора

1 Собрать схему (рисунок 3.5) по методу одного ваттметра.

2 Измерить активную мощность симметричной нагрузки.

3 Заполнить таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Таблица для занесения данных измерений

Uф, В	Положения переключателя осветительной нагрузки			Р1, Вт	Р, Вт
	1 (R1)	2 (R2)	3 (R3)
	15	15	15
	30	30	30
	45	45	45

Рисунок 3.6 – Схема подключения ваттметра по методу двух приборов.

1 Собрать схему (рисунок 3.6) по методу двух ваттметров.

2 Измерить активную мощность несимметричной нагрузки.

3 Заполнить таблицу 3.2.

Таблица 3.2 – Таблица для занесения данных измерений

Uф, В	Положения переключателя осветительной нагрузки			Р1, Вт	Р2, Вт	Р, Вт
	1 (R1) Вт	2 (R2) Вт	3 (R3) Вт
	15	30	45
	30	45	15
	45	15	30

Рисунок 3.7 – Схема подключения ваттметра при измерении реактивной мощности

1 Собрать схему (рисунок 3.7) по методу одного прибора.

2 Измерить реактивную мощность симметричной нагрузки.

3 Заполнить таблицу 3.3.

Таблица 3.3 – Таблица для занесения данных измерений

Uф, В	Положения переключателя осветительной нагрузки						Q1, ВАр	Q, ВАр
	1 (R1) Вт	2 (R2) Вт	3 (R3) Вт	L1, ВАр	L2, ВАр	L3, ВАр
	15	15	15	10	10	10
	30	30	30	20	20	20
	45	45	45	30	30	30

Рисунок 3.8 – Схема включения двух ваттметров при измерении реактивной мощности

1 Собрать схему (рисунок 3.8) по методу двух приборов.

2 Измерить реактивную мощность несимметричной нагрузки.

3 Заполнить таблицу 3.4.

Таблица 3.4 – Таблица для занесения данных измерений

Uф, В	Положения переключателя осветительной нагрузки						Q1, ВАр	Q2, ВАр	Q, ВАр
	1 (R1)	2 (R2)	3 (R3)	L1, ВАр	L2, ВАр	L3, ВАр
	15	30	45	10	20	30
	30	45	15	20	30	10
	45	15	30	30	10	20