A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
A háromfázisú váltakozó áramú teljesítmény mérése elektrodinamikus műszerekkel, vagy ferrodinamikus műszerekkel történik.
A mérés menete
A háromfázisú teljesítmény . A mérés menetében alapvető eltérés van, hogy a rendszer szimmetrikusan terhelt, vagy aszimmetrikus.
Háromfázisú, szimmetrikusan terhelt kétvezetékes hálózatban
A szimmetria feltétele, hogy a feszültségek, és áramok nagysága mindenben megegyezzen, valamint a csillagpontban a feszültség értéke 0 V legyen. A kétvezetékes hálózatban rendelkezésre áll egy fázisfeszültség, valamint a csillagpont nullavezetője. Ekkor nem követnek el nagy hibát, ha az egyfázisú váltakozó áramú teljesítmény mérése szerint kötik be a műszert („a” kötés), de mivel itt háromfázisú teljesítményt mérnek, feltételezik, hogy a másik két ágban ugyanakkora teljesítmény van. Így pl. 400 V-os hálózatból a műszerre csak a fázisfeszültség (jelen esetben ) jut. A műszerre jutó teljesítmény az egy ágban ). A három ágban a korábbi feltételek szerint ugyanekkora teljesítmény van. Így (mivel , és ) egyszerűsítve,. Erre az értékre skálázzák a műszert. Ez az ún. „b1” kötés.
Háromfázisú, szimmetrikusan terhelt háromvezetékes hálózatban
Háromfázisú, szimmetrikusan terhelt hálózatban használják a „b” kötést. A szimmetria miatt feltételezhető, hogy mind a három ágban azonos teljesítmény van. Így elegendő, ha egy ágban mérik a teljesítményt, és ennek háromszorosát veszik. A műszeren belül (hasonlóan a generátor oldalhoz), egy csillagpontot hoznak létre. Azt tudható, hogy a háromfázisú, szimmetrikusan terhelt hálózatban a feszültségek (és velük együtt az áramok) pontosan 120°-os szöget zárnak be. Ha a műszeren belül mind a három feszültségág egyforma ellenállású (beleértve a lengőtekercs ellenállását is!), akkor a három ágat egy csillagpontba összekötve abban a feszültség éppen 0 V lesz. Ez a 0 pont nincs összekötve (nincs kivezetve) a hálózat N vezetőjével, de ha össze lenne kötve, az semmit nem változtatna meg. A műszerre ráadnak egy IL1 áramot, és egy UL1, UL2,UL3 feszültségeket. Az előbbiek szerint a csillagpontban a feszültség éppen nulla lesz. A lengőtekercsre (az előtét ellenálláson keresztül) UL1-csillagpont feszültséggel arányos áram jut. Az így mutatott teljesítmény ugyanannyi, mint az „a” kötésben, de a műszerre jutó feszültség nem a névleges feszültség, hanem annak csak √3-a! ! Ez az egy ágban mért teljesítmény. A három ágban a korábbi feltételek szerint ugyanekkora teljesítmény van. Így (mivel , és ) egyszerűsítve, . Ez általában nem egy kerek érték, a műszert egy kikerekített értékre skálázzák. Például 1 A 240 V esetében a teljesítmény . A műszert ilyenkor 400 W teljesítményre skálázzák, és a három tényező közül az egyik eltér a névleges értéktől. A számítás során úgy tekinthető, ebből = =400 W/(1,732050808×1 A×1=230,9401 V. Természetesen a napi gyakorlatban a feszültséget tekintik adottnak, és az áramot, vagy a cosφ értékét korrigálják. Több áram méréshatárú műszerek esetében célszerű a feszültség kerekítése.
Egy-, és háromfázisú, szimmetrikusan terhelt hálózatban
Elterjedt módszer az egy-, és háromfázisú műszerek egybeépítése is. Elektrodinamikus műszer kivitelben AC/DC, Ferrodinamikus műszer kivitelben AC mérésére használható. Előnye, hogy az egyfázisú előtétsorból a meglévő ellenállásokat használja a háromfázisú méréshez, így az nem kerül még egyszer beépítésre. Ez az „a-b” kötés. Az egyik lehetőség szerint az a kötés szerinti feszültséget használják, és a b kötésnél a feszültséget ennek √3 szorosára veszik. 3 mA feszültség ági fogyasztásnál (333,33 Ω/V) az értékek alakulása: (Vastagon szedve a méréshatárok.)
Unévleges (1 fázis) V |
Unévleges (3 fázis) V |
Umódosított (3 fázis) V |
Belső ellenállás (áganként) Ω |
Előtét- ellenállás Ω |
Csillagpont helyének jele |
---|---|---|---|---|---|
nincs | |||||
nincs | |||||
N1 | |||||
N2 | |||||
N3 | |||||
N4 | |||||
N5 | |||||
nincs | |||||
nincs |
A másik lehetőség, hogy a b kötés értékeit tekintik kerek értékűnek, de a valóságban a fentieknek megfelelően korrigálják. 3,333 mA feszültség ági fogyasztásnál (300 Ω/V) az értékek alakulása: (Vastagon szedve a méréshatárok.)
Unévleges (3 fázis) V |
Umódosított (3 fázis) V |
UL1-csillag (1 fázis) V |
Belső ellenállás (áganként) Ω |
Előtét- ellenállás Ω |
Csillagpont helyének jele |
---|---|---|---|---|---|
Háromfázisú, háromvezetékes hálózatban
Háromfázisú, háromvezetékes hálózatban, vagy kétfázisú láncolt áramkör mérésére használják a „c” kötést. (Aron kapcsolás) Ha a háromfázisú rendszernek a csillagpontja nincs kivezetve, vagy (háromszögkapcsolásban) nincs csillagpontja, a teljesítményt két wattmérővel is mérhető. A mérés helyességét Hermann Aron professzor bizonyította be.
- Mérés két wattmérővel
Az I. wattmérő áramtekercsén IL1, feszültségtekercsén pedig az UL3-L1 vonalfeszültséggel arányos áram folyik. Mivel az UL1 és az UL3-L1 között 30°Fáziskülönbség van, φ fázisszögű terhelés esetén IL1 és UL3-L1 közötti fáziseltolás 30°-φ. Az I. wattmérő PI. = UL3-L1 × IL1 × cos (30°-φ), valamint hasonló meggondolás alapján a PII. = UL3-L2 × IL2 × cos (30°+φ) teljesítményt mutat. A két kitérés összege, figyelembe véve, hogy UL3-L1 = UL3-L2 = Uvonali, és IL1 = IL2 = Ivonali, valamint, hogy cos (30°±φ) = cos φ × cos 30° ± sinφ × sin 30° és cos 30° = √3/2 így P = PI. + PII. = Uvonali × Ivonali × (cos (30°-φ) + cos (30°+φ)) = √3× Uvonali × Ivonali × cos φ.
A fáziseltolódás függvényében változik a két műszer kitérése:
- cos φ = 1 (φ = 0) : a két wattmérő kitérése egyenlő
- cos φ > 0,5 (φ < 60°): mindkét wattmérő kitérése pozitív
- cos φ = 0,5 (φ = 60°): PII. = 0, tehát a PII. wattmérő nem tér ki
- cos φ < 0,5 (φ > 60°): PII. kitérése negatív
- cos φ = 0 (φ = 90°): PII. kitérése ugyanakkora, mint PI. kitérése, de negatív
Mivel a negatív kitérést nem lehetne leolvasni, (4. és 5. eset) a wattmérő feszültségtekercsének kapcsait fel kell cserélni, ekkor a kitérés pozitív lesz, de az így leolvasott értéket az összegzéskor negatív előjellel kell figyelembe venni. Tehát, ha cos φ > 0,5, akkor a két wattmérő kitérését össze kell adni, ha pedig cos φ < 0,5, ki kell vonni.
A két wattmérős módszer kis cos φ mellett pontatlan. Ekkor a háromfázisú teljesítmény mint két közel egyenlő nagyságú PI. és PII. különbségeként adódik. A wattmérőknek a saját kitérésükhöz képesti kis hibái a PI. - PII. háromfázisú teljesítményre vonatkoztatva ilyenkor nagy százalékos hibát jelentenek.
- Mérés többrendszerű wattmérővel.
A műszerrel két áramot mérnek. Az IL1 áramhoz az UL1-L2 feszültséget, míg az IL3 áramhoz az UL2-L3 feszültséget rendelik hozzá. Gyakorlatilag az egyik gerjesztőcséve kapja az IL1 áramot, és az abban lévő lengőtekercs az UL1-L2 feszültséget, míg a másik gerjesztőcséve kapja az IL3 áramot, és az abban lévő lengő az UL2-L3 feszültséget. Előtét az L1, és L3 ágban van. A teljesítmény itt is P=√3×U×I×cosφ.
- Mérés egyrendszerű, átkapcsolható wattmérővel.
Aron-kapcsolásban egyetlen wattmérővel is megoldható a mérés.Ilyenkor átkapcsolóval egyszer az Ł1, egyszer pedig az L3 fázisba iktatják az áramtekercset. Amelyik ágban éppen nem történik mérés, azt az ágat a kapcsoló rövidre zárja, így az áramkör nem szakad meg.
Háromfázisú, négyvezetékes, egyenlőtlenül terhelt hálózatban
- Mérés három wattmérővel
Háromfázisú, négyvezetékes, egyenlőtlenül terhelt hálózatban az egyenlőtlen terhelés miatt nem használhatják azt a módszert, hogy csak egy vagy két ágban mérnek teljesítményt, és feltételezik, hogy a többi ágban ugyanakkora teljesítmény van. Itt fázisonként mérik az áramokat. A három wattmérő az egyenlőtlen terhelés miatt eltérő teljesítményt mutat. Ezek összege adja a tényleges teljesítményt.
- P = P1+P2+P3
- Mérés kétrendszerű wattmérővel
Megtehetik, hogy azonos tengelyen három azonos mérőrendszert helyeznek el. Ezt egy „d” kötéssel valósítják meg. A gyakorlatban a közös tengelyen lévő egyik lengő a műszeren belül kialakított csillagpont miatt UL1-N feszültséget kap. Ennek a lengőtekercsnek a gerjesztését végző gerjesztőcséve két szektorra van osztva. Egyik fele IL1 árammal, másik fele IL2 árammal van gerjesztve. A gerjesztésben így azok vektora jelenik meg. A másik lengő a műszeren belül kialakított csillagpont miatt UL3-N feszültséget kap. Ennek a lengőtekercsnek a gerjesztését végző gerjesztőcséve is két szektorra van osztva. Egyik fele IL3 árammal, másik fele IL2 árammal van gerjesztve. Így a gerjesztésben szintén ezek vektora jelenik meg. (tulajdonképpen az IL2 ág a két gerjesztő csévénél sorba van kötve, ügyelve az áramok irányának helyes megválasztására.) A csillagpont nincs a műszerből kivezetve, nincs összekötve a hálózat N vezetőjével, de ha össze lenne kötve, az semmit nem változtatna meg. Hiszen a csillagpontban az egyenlőtlen terhelés miatt ugyanúgy nem 0 V feszültség lesz, mint a hálózat N vezetőjében. Előtét az L1, L2, és L3 ágban van. A teljesítmény itt is P=√3×U×I×cos φ. Elmondható, hogy egyenlőtlen terhelés esetén is a „c”, és „d” típusú kötésben a műszer helyesen méri a hatásos teljesítményt.
A műszer ellenőrzése
A háromfázisú teljesítmény P=√3 × U × I ×cos φ. A helyesen elkészített műszernél ellenőrizni szükséges, hogy a mutatott teljesítmény valóban csak ettől függ. Felváltva a feszültséget, áramot, és a cos φ értékét felére csökkentve, a műszernek azonos (fele) kitérést kell mutatnia. A „c” és a „d” rendszerű műszereknél (ahol nem egy áramot mér a műszer) ellenőrizni szükséges az áramok szimmetriáját is. A műszerre felváltva csak egy mérendő áramot kapcsolnak, és minden áramnál azonos kitérést kell, hogy mutasson.
Kapcsolódó szócikkek
- Ferrodinamikus műszer
- Elektrodinamikus műszer
- Egyenáramú hatásos teljesítmény mérése
- Egyfázisú váltakozó áramú teljesítmény mérése
- Meddő teljesítmény mérése
- Wattmérő
- Fáziseltolódás
- Fázismutató
Források
- Karsa Béla: Villamos mérőműszerek és mérések (Műszaki Könyvkiadó. 1962),
- Tamás László: Analóg műszerek (Jegyzet Ganz Műszer Zrt. 2006)
- IEC-EN 60051-1-9
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.
Órajel
Óriás mágneses ellenállás
Összeadó (elektronika)
Üvegtörés-érzékelő
555-ös időzítő IC
Abszorpciós hullámmérő
Aktív ciklusidő
Aktív szűrő
Alkalmazásspecifikus integrált áramkör
Alkalmazásspecifikus standard termék
Amplitúdódiszkriminátor
Anód
Analóg-digitális átalakító
Analógia
Analóg elektromechanikus műszerek
Analóg műszerek közös szerkezeti elemei
Antennapolarizáció
Aránydetektor
Arduinome
ATmega328
ATmega88
Atmel AVR
Automatikus erősítésszabályozás
Automatikus frekvenciaszabályozás
Automatikus optikai vizsgálat
Bifiláris tekercs
Bionika
Bitszelet technika
Bode-diagram
CB-rádió
Dekatron
Demodulátor
Diódás demodulátor
Dielektromos abszorpció
Digital signage
Egyenáramú teljesítmény mérése
Egyfázisú váltakozó áramú teljesítmény mérése
Egylapkás rendszer
Elektródaszárító
Elektromos penetrációs görbe
Elektronika
Elemméretek listája
Elhangolt rezgőkörös demodulátor
Ellenállás–tranzisztor logika
Ellenütemű demodulátor
Erősítés
Erősítő
Erősítő áramkör
Fényorgona
Földelés
Fantomtáp
Felületszerelési technológia
Flip-flop (elektronika)
Flipflop (elektronika)
Fotoellenállás
Fotolitográfia
Glimmlámpa
GPS-vezérelt oszcillátor
Gyengeáram
Háromfázisú váltakozó áramú teljesítmény mérése
Hővezető lap
Hall-effektus
HP200A
HP200CD
Hullámvezető
IPS panel
Jósági tényező
Jitter
Közös módusú elnyomás
Kapacitás-feszültség mérés
Kapcsoló
Kapcsolóüzemű tápegység
Kaszkádgyorsító
Kibocsátókapcsolt logika
Kirchhoff-törvények
Koronakisülés
Kristálykályha
Kristályoszcillátor
Kvantálási zaj
Kvantálás (jelfeldolgozás)
Lítiumion-akkumulátor
Lokátor
Műveleti erősítő
Maradékfeszültség
Mechatronika
MEMS
Mikrochip (állatmegjelölés)
Mikroelektronika
Mikromat építőkészlet
Négypólusok
Negatív ellenállás
Nikkel-metál-hidrid akkumulátor
No Instruction Set Computing
Nyitásérzékelő
OLED-televízió
Oszcillátor
Package on package
PMR-rádió
PMR rádió
Programozható logikai mátrix
Rádió-vevőkészülék
Rövidre zárás
RAM
RC oszcillátorok
Rezgőkör
ROM
Sörétzaj
SAE800
SDR (Software-defined radio)
Shift regiszter
Sinc-szűrő
SINPO
SLAR
Sugárzott teljesítmény
Szabályozás
Szaggató
Szekvenciális logika
Szent Elmo tüze
Szerelőlap
Szerkesztő:Pegy22/Alkalmi
SZESAT
Szilárdtest relé
Szimmetrikus audiovonal
Szinkronizálás (elektrotechnika)
Tápvonal
Távirányító
Távközlési Kutató Intézet
Túlfeszültség
Tekercselt huzalkötés
Teljesítményelektronika
Tranzisztor–tranzisztor logika
Tranzisztoros demodulátor
Tranzisztoros rádió
Ultrakapacitás
V-chip
Varázsszem
Versenyhelyzet
Villamosmérnök
Volksempfänger
Walkman
Ward Leonard-rendszer
Wien-hidas oszcillátor
Zener-effektus
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.