Bestimmung der Wirkleistung in einem Drehstromnetz. Berechnungsbeispiel

Die Wirkleistung in einem Drehstromnetz wird rechnerisch als Summe der von den einzelnen Wattmetern angezeigten Leistungen der Phasen P1, P2, P3 ermittelt, d.h. P = P1 + P2 + P3, W

Zur Leistungsmessung in einem Vierleiternetz werden häufig Drei-Element-Wattmeter verwendet, deren Skala in dreiphasige Leistungswerte eingeteilt ist.

In Dreileiter-Drehstromkreisen wird die Wirkleistung üblicherweise mit zwei Einphasen-Wattmetern oder einem Dreiphasen-Zweielement-Wattmeter gemessen, deren Skala in dreiphasige Leistungswerte unterteilt ist.

Die Wirkleistung P in einem Drehstromnetz, gemessen mit zwei Einphasen-Wattmetern, wird rechnerisch als Summe der Leistungen P' und P » ermittelt, die mit getrennten Wattmetern gemessen werden, d. h. P = P' + P'', W .

Es ist zu beachten, dass bei der Messung der Dreiphasenleistung mit zwei Wattmetern deren Messwerte nur dann gleich sind, wenn die Phasen gleichmäßig belastet sind und cosφ = 1. Wenn cosφ = 0,5, dann bei gleichmäßiger Phasenbelastung die Messwerte eines Wattmeters wird immer Null sein.

Bei gleichmäßiger Phasenbelastung und einem cos-Wert von φ kleiner als 0,5 weicht der Zeiger eines Wattmeters nach links von Null ab. Daher müssen Sie mithilfe eines im Gerät eingebauten Schalters die Stromrichtung in einer der Spulen des Wattmeters ändern und die Messwerte mit einem Minuszeichen ablesen.

In Abb. In Abb. 1 zeigt ein Diagramm der Einbindung von drei einphasigen Wattmetern mit Stromwandlern und zusätzlichen Widerständen in ein dreiphasiges Vierleiter-Niederspannungsnetz.

In diesem Fall wird zur Ermittlung der Drehstromleistung zunächst die Leistung Px direkt aus den Messwerten der Wattmeter ermittelt, wobei die oben genannten Formeln zur Ermittlung der Leistungen bei direktem Anschluss der Wattmeter an das Netz nach dem gewählten Messschema verwendet werden.

Anschließend wird das erhaltene Messergebnis mit dem Übersetzungsfaktor des Stromwandlers kt und dem Verhältnis der Nennspannung U'nom des Parallelkreises unter Berücksichtigung des externen Zusatzwiderstandes zur Nennspannung U'nominal des Parallelkreises ohne Zusatzwiderstand multipliziert.

Reis. 1. Schema zum Anschluss von drei einphasigen Wattmetern mit Stromwandlern und zusätzlichen Widerständen an ein Niederspannungs-Drehstromnetz

Beispielhafte Ermittlung der Wirkleistung in einem Drehstromnetz.

Bestimmen Sie die Wirkleistung des Drehstromnetzes 380/220 V anhand der Messwerte von drei astatischen Wattmetern, die nach dem Schema (Abb. 1) über Stromwandler mit einem Nennübersetzungsverhältnis kt = 400/5 angeschlossen sind. Die Spannungsgrenze der Parallelschaltung von Wattmetern wird von U'nom = 150 V auf U'nom = 400 V durch zusätzliche Widerstände erweitert. Wattmeterwerte: P1 = 0,25 kW, P2 = 0,35 kW, P3 = 0,3 kW.

Antworten.Wir ermitteln die von Wattmetern angezeigte Gesamtleistung: Px = P1 + P2 + P3 = 0,25 + 0,35 + 0,3 = 0,9 kW. Die Leistung des Drehstromnetzes beträgt: P = Px x kt x (U'zahl /Unom) = 0,9 (400/5) (300/150) = 144 kW.

Gemäß dem Diagramm in Abb. 1 umfassen auch separate Schaltkreise von Zwei-Element- und Drei-Element-Wattmetern.