Měření střídavého výkonu Power of alternative current measurement

1. Měření střídavého výkonuPower of alternative current measurement Ing. David FURKA VOŠ a SPŠ Varnsdorf

2. Výkon střídavého proudu ZDÁNLIVÝ VÝKON • zahrnuje činnou i jalovou složku – je dán impedancí • je fázorovým (geometrickým) součtem činného a jalového výkonu ČINNÝ VÝKON • je dán činnou složkou impedance (admitance) – R (G) JALOVÝ VÝKON • je spojen s tvorbou pole (elektrické a magnetické) • je dán jalovou složkou impedance (admitance) – X (B) Měření AC výkonu

3. Střídavé výkony – vzájemné vazby činný výkon – dán obvodovými veličinami na rezistoru jalový výkon – dán obv. velič. na cívce nebo kondenzátoru - výkon induktivní a kapacitní má opačnou fázi - jalový výkon je posunut o ±90° vůči činnému - pravoúhlý trojúhelník  Měření AC výkonu

4. Střídavé soustavy a jejich výkony 1F soustava - P, Q, S 3F soustava - 4-vodičová • symetricky zatížená – P, Q, S (bez PE) • nesymetr. zatížená – P, Q, S - 5ti-vodičová • symetricky zatížená – P, Q, S (s Pe) • nesymetr. zatížená – P, Q, S Měření AC výkonu

5. Výchylkový analogový wattmetr chyba přístroje  TP Měřicí rozsah dán proudovým a napěťovým rozsahem MRP=MRU.MRI [W] Konstanta přístroje Naměřená hodnota Pnam= k.PD [W] PD…počet dílků Měření AC výkonu

6. Měř. jednofázového činného výkonu • elektrodynamický nebo ferodynamický Wmetr (přímá metoda) • napěťová a proudová cívka – stejná fáze Měření AC výkonu

7. Měř. jednofázového jalového výkonu Wattmetr měří činný výkon P=U.I.cosφ při zpoždění napětí o ½ π platí: U . I . cos (φ - ½ π) = U . I . sin φ = Q Zpožďovací člen Görgesův článek (vyvážený) u1(t)=U1msin(ωt) u2(t)=U1msin(ωt-90°) Měření AC výkonu

8. Měř. jednofázového zdánlivého výkonu S=U.I • CHYBA METODY vlivem spotřeby měřicích přístrojů • snížení chyby metody obdobně jako např. u měření odporu ohmovou metodou: • vhodným zapojením – snížení chyby • početní korekce  odečtení proudu voltmetru  takto lze chybu úplně eliminovat Měření AC výkonu

9. 3F soustava – napěťové poměry Mezi fázovým vodičem a N fázové napětí UF Mezi dvěma fázovými vodiči sdružené napětí US Měření AC výkonu

10. 3F soustava – fázové poměry I. Měření AC výkonu

11. 3F soustava – fázové poměry II. • vzájemné posunutí postupných fází o 120 ° • posunutí fáz. a postupného sdruž. napětí o 150 ° uU(t)=Um.sin(ωt) uV(t)=Um.sin(ωt+120°) uW(t)=Um.sin(ωt-120°) Měření AC výkonu

12. 3F činný výkon 5-ti vod. soustavy (SZ) • SYMETRICKÉ ZATÍŽENÍ • STEJNÉ FÁZOVÉ PROUDY • STEJNÉ FÁZOVÉ VÝKONY Měření AC výkonu

13. 3F činný výkon 4vodič. soustavy (SZ) I. Přepočet PUV na PU: Symetrická zátěž  stejné fázové výkony Měření AC výkonu

14. 3F činný výkon 4vodič. soustavy (SZ) II. • Symetrické zatížení pomocí RV • umělý uzel - nulový potenciál • NC wattmetru na fáz. napětí • wattmetr měří fáz. výkon Pcelk=3.PU Měření AC výkonu

15. 3F činný výkon 5-ti vod. soustavy (NZ) • NESYMETRICKÁ ZÁTĚŽ • fázové proudy a výkony nemusejí být stejné • měří se ve všech fázích Pcelk=PU+PV+PW Měření AC výkonu

16. 3F činný výkon 4vodič. soustavy (NZ) I. • Měřené výkony jsou sdružené • přepočet Psdruž na Pfáz Měření AC výkonu

17. 3F činný výkon 4vodič. soustavy (NZ) II. • NESYMETRICKÁ ZÁTĚŽ • fázové proudy a výkony nemusejí být stejné • měří se ve všech fázích Pcelk=PU+PV+PW Měření AC výkonu

18. 3F činný výkon 4vodič. soustavy (NZ) III.Aronovo zapojení Pcelk=PUW+PVW Měření AC výkonu

19. 3F jalový výkon 4vodič. soustavy (SZ) Měření AC výkonu

20. 3F jalový výkon 4vodič. soustavy (NZ) Měření AC výkonu

21. 3F zdánlivý výkon 5-ti vod. soustavy (SZ) Scelk=SU+SV+SW Scelk=3.SU Scelk=3.UU.IU Měření AC výkonu

22. 3F zdánlivý výkon 4vod. soustavy (SZ) Scelk=SU+SV+SW Scelk=3.SU Scelk=3.UU.IU Měření AC výkonu

23. 3F zdánlivý výkon 5-ti vod. soustavy (NZ) Scelk=SU+SV+SW Scelk=UUIU+UVIV+UWIW Měření AC výkonu

24. 3F zdánlivý výkon 4vod. soustavy (NZ) Scelk=SU+SV+SW Scelk=UUIU+UVIV+UWIW Měření AC výkonu