Masurarea puterii în curent alternativ

Exista numeroase metode de masurare a puterilor care depind - in principal -

de frecventa, de forma de unda a tensiunilor sau/si a curentilor, de felul circuitului, de puterea receptorului, de precizia dorita in masurare etc.

In continuare, vor fi prezentate numai metodele mai des utilizate.

1.1. La frecvente industriale

In curent alternativ se pune problema masurarii puterii active; in instalatiile

electroenergetice industriale intereseaza si masurarea puterii reactive.

Metodele de masurare depind mult de domeniul frecventei marimilor electrice

de circuit (tensiune u si curent i ). In ceea ce priveste masurarea puterii active si reactive in retelele de 50 Hz, ea se face aproape exclusiv prin metode directe (cu wattmetre si varmetre).

Metoda wattmetrului electrodinamic Aceasta metoda are la baza aparatul electrodinamic care se monteaza in functie de felul sursei (retelei) de curent alternativ.

In curent alternativ monofazat se foloseste un singur wattmetru electrodinamic montat cu bobina de curent in serie cu sarcina de impedanta complexa Z si cu bobina de tensiune in paralel (fig. 1.0). Momentul mediu al cuplului de forte la care va fi supusa bobina mobila este:

Unde: I1 si I2 sunt valorile efective ale curentilor prin cele doua bobine, iar f - defazajul dintre acesti curenti. Daca I1 = I , curentul prin sarcina, iar I2 = U/Za, unde Z este valoarea impedantei totale a circuitului de tensiune, atunci considerandu-se ca bobinele nu produc defazaje suplimentare - defazajul f este chiar de fazajul dintre tensiunea la bornele sarcinii Z si curentul prin sarcina.

Din conditia de echilibru dinamic Mr = M , rezulta

Kr a = KUI cosf si indicatia a a wattmetrului electrodinamic este proportionala cu puterea activa:

a = KpUI cosf = Kp P Relatia 2

Wattmetrele electrodinamice pot masura puteri active incepand cu valori de ordinul watilor pana la valori de ordinul kilowatilor. In circuitele de curenti mari ( I > 50A) si tensiuni ridicate ( U > 500V), wattmetrele se conecteaza in circuit prin intermediul transformatoarelor de curent (TI), respectiv de tensiune (TU), care "reduc" curentul la 5 A (Fig 1:1 a) si tensiunea la 100 V(Fig 1:1 b). Clasa de precizie a wattmetrelor electrodinamice este cuprinsa intre 0,5 si 2,5.

Pentru masurarea corecta a puterii este important ca bornele "polarizate" sa fie conectate in acelasi punct. In caz contrar, deviatia a are sens invers si acul aparatului "bate in stanga" deoarece unghiul de defazaj devine egal cu:

In curent alternativ trifazat puterea activa este definita prin relatia :

.

In functie de tipul retelei de alimentare si de tipul receptorului caruia i se masoara puterea absorbita, exista mai multe scheme de montare a wattmetrelor:

Metoda celor trei wattmetre Relatia de mai sus sugereaza posibilitatea masurarii

puterii cu ajutorul a trei wattmetre (W1, W2, W3) conectate cate unul pe fiecare

faza. In cazul unui receptor trifazat conectat in stea cu fir neutru, bobinele de curent ale celor trei wattmetre sunt inseriate pe cele trei conductoare 1, 2 si 3 ale liniei de alimentare, iar bobinele de tensiune sunt conectate intre cele trei linii de alimentare 1 , 2 , 3 si conductorul neutru. Fiecare wattmetru va indica astfel puterea consumata pe faza sa ( P f 1 , P f 2 , P f 3 ), astfel ca puterea activa consumata de receptorul trifazat se va calcula prin insumarea celor trei

indicatii:

P = P1 + P2 + P3

- Manualul inginerului electronist, Edmond Nicolau s.a., Editura Tehnica, Bucuresti 1989;

- www.regielive.ro- Putere electrica

- www.wikipedia.com-electica/puterea

- Arborele lumii -puterea in curentul alternativ

- MASURAREA MARIMILOR ELECTRICE-Ioan BORLEA