Název a adresa školy: Střední odborné učiliště stavební, Opava, příspěvková organizace, Boženy Němcové 22/2309, 746 01 Opava Název operačního programu: OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost, oblast podpory 1.5 Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0713Název projektu: Zvyšování klíčových aktivit Předmět, ročník: Elektrická měření, 2. ročník - elektro, 3. ročník - mechanikNázev sady vzdělávacích materiálů: Elektrická měřeníSada číslo: ICT-72APořadové číslo vzdělávacího materiálu: 19Označení vzdělávacího materiálu: VY_32_INOVACE_ICT-72A-19Téma vzdělávacího materiálu: Měření činného trojfázového výkonuDruh učebního materiálu: Digitální učební materiál, prezentaceAutor: Ing. Karel StachaAnotace: DUM popisuje základní pojmy a vztahy elektrotechniky pro činný výkon trojfázového obvodu, jeho měření; potřebná zařízení - interaktivní pracoviště, kalkulačka, měřicí přístrojeMetodické poznámky: Materiál je vhodný pro učební obory technickéVytvořeno: 22. 4. 2013Ověření ve výuce: 13. 5. 2013

Měření činného trojfázového výkonu•Elektrický výkon Výkon střídavého obvodu je vytvořen obecně dvěma složkami:- činnou P, jednotkou je watt [W].- jalovou Q, jednotkou je voltampér reaktanční [VAr]Tyto složky jsou vůči sobě kolmé, jejich součet dává tzv. výkon zdánlivý S, jednotkou je voltampér [VA].

Tento součet lze provést:

1. výpočtem (Pythagorova věta v pravoúhlém ∆):

UIQPS 322

2. graficky (součet vektorů) QPS cosSP

Trojfázovou síť lze z pohledu měření výkonu rozdělit tří jednofázové sítě:

333222111321 coscoscos IUIUIUPPPP

U=síťové napětíI=síťový proud

Měření činného trojfázového výkonuTrojfázová síť může být:- symetrická nebo nesymetrická soustava napěťováSymetrická soustava má stejně velká napětí v každé fázi a jejich vzájemný posun je 120°. K měření postačí jeden W-metr. Proudy fází jsou stejné a k jejich kontrole stačí jeden A-metr.V nesymetrické síti panují v každé fázi jiné poměry. K měření je potřeba tří W-metrů.- trojvodičová nebo čtyřvodičováVe čtyřvodičové síti je vyveden střední vodič a můžeme tedy měřit napětí sdružené i fázové, ve trojvodičové pouze sdružené napětí. V trojvodičové síti proto pro připojení napěťové cívky na fázové napětí vytvoříme tzv. umělou nulu. Rezistory R musí být stejně velké ( jedná se i vnitřní odpor napěťové cívky W-metru).V uzlu N je nulové napětí.

Měření činného trojfázového výkonuV síti symetrické:1.čtyřvodičové

V síti symetrické:2. trojvodičové

Pozn.: Nejsme-li jisti souměrnosti sítě, je vhodné zapojit A-metr do každé fáze.RWN je rezistor stejně velký jako odpor napěťové cívky W-metru.

WkPP 33 1

Měření činného trojfázového výkonuNesymetrická síťčtyřvodičová:

Nesymetrická síťtrojvodičová

321 PPPP

321 WkP

V případě stejných rozsahů:

Pozn.: Rozsah napěťových cívek musí být nastaven stejný, aby byla zaručena umělá nula.

Měření činného trojfázového výkonuNesymetrická síťtrojvodičová

Často se používá tzv.: Aronovo zapojení.

21 PPP 21 WkPV případě stejných rozsahů

cos1 WUW IUP cos2 VVW IUP

Aronovo zapojení se opírá o Blondelův teorém - počet potřebných W-metrů je n-1, kde n je počet vodičů sítě. Platí pro síť symetrickou i nesymetrickou.

Měření činného trojfázového výkonuAronovo zapojení

21 PPP

21 WkP

V závislosti na účiníku může nastat případ, že výchylka jednoho W-metru bude záporná. Pak přívody proudové cívky tohoto W-metru přehodíme, ale ve výpočtu to musíme zohlednit změnou znaménka příslušné výchylky.

Měření činného trojfázového výkonuPolopřímé Aronovo zapojení

V konstantě W-metru musí být započten převodový poměr MTP.

21 WkP

V případě stejných rozsahů

Pozn.:Napěťové cívky W-metru musí být připojeny přímo do sítě ( ne do sekundáru MTP).

Měření činného trojfázového výkonuNesymetrická síťtrojvodičová:- polopřímé zapojení se 3-mi W-metry a umělou nulou

321 PPPP

321 WkP

V případě stejných rozsahů

Pozn.: Rozsah napěťových cívek musí být nastaven stejný, aby byla zaručena umělá nula.

Měření činného trojfázového výkonuNesymetrická síťtrojvodičová

321 PPPP

321 WkP

V případě stejných rozsahů

Pozn.: Zapojení se používá v rozvodech vysokého napětí. Z bezpečnostního důvodu musí být všechny sekundáry uzemněny.

Doporučená literaturaElektrotechnická měření. 1. vyd. Praha: BEN - technická literatura, 2002, 255 s. ISBN 80-730-0022-9.

Zdroje obrázků: archív autora