Shema povezivanja vatmetra na trofaznu mrežu. Mjerenje aktivne snage u krugovima trofazne struje

30.Metode mjerenja aktivne snage u kolima naizmjenična struja

Mjerenje aktivne snage u jednofaznim izmjeničnim kolima vrši se elektrodinamičkim ili ferodinamičkim vatmetrom, slično mjerenju snage u kolu jednosmerna struja: strujni namotaj vatmetra je uključen u rez fazne žice, a naponski namotaj između faze i nule

Merenje snage jednog instrumenta- Ova metoda se koristi za mjerenje aktivne snage u simetričnim trofaznim kolima.

Ako nulta točka nije dostupna, tada se koristi sklop za prebacivanje vatmetra s umjetnom nultom točkom. Isk..null..point stvara se pomoću dva otpornika, od kojih je otpor svakog jednak otporu naponskog namota vatmetra

Mjerenje snage metodom sa dva instrumenta- koristi se pri mjerenju snage u trofaznom trožilnom kolu pomoću dva jednoelementna vatmetra.

I

mjerenje snage metodom tri uređaja - koristi se pri mjerenju snage u trofaznom četverožičnom krugu (u ovom slučaju koriste se tri jednoelementna vatmetra

31. Metode mjerenja reaktivne snage u strujnim kolima

Za mjerenje reaktivne snage koriste se uređaji elektrodinamičkih ili ferodinamičkih sistema u kojima je kut rotacije pokretnog dijela proporcionalan ne cos, već sin, takvi se uređaji nazivaju vatmetri. Međutim, konvencionalni vatmetri se mogu koristiti za mjerenje reaktivne snage u trofaznim kolima ako su spojeni prema krugovima sa zamjenskim naponom.

Pravilo za uključivanje vatmetra za mjerenje jalove snage:

1. Strujni namotaj vatmetra se uključuje na isti način kao kada se promijeni aktivna snaga.

2. Naponski namotaj se uključuje za napon koji bi bio 90 iza napona koji se dovodi do naponskog namota kada se promijeni aktivna snaga.

I

mjerenje jalove snage jednim metodom uređaja - koristi se pri povezivanju konvencionalnog jednofaznog elektrodinamičkog ili ferodinamičkog vatmetra, dizajniranog za mjerenje aktivne snage, u trofazni tro- ili četveroprolazni krug.

Mjerenje jalove snage metodom dva uređaja - koristi se u trofaznom trožilnom kolu kako sa simetrijom tako i sa asimetrijom struja.

I

mjerenje jalove snage metodom tri uređaja - koristi se u trofaznim četverožilnim kolima kako sa simetrijom tako i sa asimetrijom struja.

Metoda Lissajousove figure. Ova metoda se koristi za mjerenje frekvencije sinusoidnih napona. Jedan od ulaza (na primjer, ulaz kanala Y) se napaja

32. Mjerenje električne energije. Monofazni indukcijski brojač. Šeme uključivanja. Princip rada.

Mjerenje aktivne i reaktivne energije u jednofaznim i trofaznim, trožičnim i četverožičnim krugovima naizmjenične struje može se vršiti pomoću posebnih integrirajućih električnih mjernih instrumenata - jednofaznih i trofaznih brojila.

U tim. lit. elect. Brojila dizajnirana da računaju energiju u jednofaznim krugovima naizmjenične struje nazivaju se jednofazna brojila.

Kao rotirajući element jednofaznog brojila koristi se indukcijski mjerni mehanizam. Princip rada mehanizma temelji se na interakciji dva ili više promjenjivih magnetnih tokova sa strujama induciranim ili u pokretnom aluminijskom disku.

33. Momenti koji djeluju na disk jednofaznog indukcionog mjerača.

Obrtni moment M je:

Gdje su F1 i F2 tokovi koji prelaze aluminijski disk; f-frekvencija mjernih protoka F1 i F2; φ-ugao faznog pomaka između tokova F1 i F2.

Za stvaranje obrtnog momenta potrebne su najmanje dvije komponente jednog toka, koje imaju fazni pomak i pomaknute su u prostoru.

Obrtni moment dostiže svoju vrijednost kada je fazni pomak između protoka F1 i F2 90 (sinψ=1)

Moment ovisi o frekvenciji mjerenja protoka F1 i F2.

Moment trenja je promjenjiva vrijednost, ovisno o ugaonoj brzini rotacije diska. Kompenzacijski moment pri promijenjenoj vrijednosti napona je konstantna vrijednost, pa se jednakost momenta kompenzacije i momenta trenja javlja samo kod jednog dobro definiranog opterećenja. Tokom rada brojila, postoje slučajevi kada moment kompenzacije premašuje moment trenja, po pravilu, pri malom opterećenju, kao rezultat toga, disk brojila počinje da se okreće pod dejstvom kompenzacionog momenta čak i ako je I → 0 , odnosno kada potrošač ne troši energiju, ova pojava se naziva samohodni brojač.

Rotacija diska brojača pod utjecajem napona primijenjenog na terminale paralelnog kola i u odsustvu struje u nizu naz. samohodni. Kako bi se eliminirao samohod, kuka od feromagnetnog materijala pričvršćena je na osovinu diska. Položaj zastavice 11 magnetizira se magnetnim strujama koje stvaraju kompenzacijski moment i privlači udicu, čime se eliminira samohodni

34. Mjerenje faznog pomaka. Elektromehanički fazni mjerači. Oscilografske metode za mjerenje faznog pomaka.

elektromehanički fazometri, Elektrodinamički i ferodinamički omjeri se mogu koristiti za izradu faznih mjerača (indikativnih i samosnimajućih) dizajniranih za mjerenje faznog pomaka između napona i struje u opterećenju i faktora snage.

Na osnovu elektrodinamičkih mehanizama moguća je izgradnja faznih mjerača za mjerenje cosφ u trofaznim krugovima naizmjenične struje. Po principu rada sličan je jednofaznom faznom mjeraču, ali potrebni fazni pomaci između struja u namotajima okvira pokretnog dijela uređaja mogu se jednostavnije dobiti pomoću pomaka od 120 stupnjeva između napona i struje trofazno kolo. Takav uređaj daje ispravna očitanja u trofaznom kolu sa simetričnim naponima i strujama. U slučaju asimetričnog trofaznog kola, možemo govoriti samo o razlici faza između struje i napona u svakoj fazi.

Oscilografske metode za mjerenje faze. Metoda linearnog pomeranja uključuje upotrebu osciloskopa sa dva snopa ili osciloskopa sa jednim snopom sa elektronskim prekidačem. U tom slučaju se na ekranu osciloskopa stvara slika dva napona, fazni pomak između kojih se treba meriti. Ako su naponi U1 i U2 se unose na Y ulaz osciloskopa preko elektronskog prekidača, a zatim se slike kreiraju isprekidanim linijama.

Metoda elipse se koristi za mjerenje faznog pomaka između sinusoidnih napona. Naponi U1 i U2 se dovode na ulaze kanala U i X (kanal X radi u modu pojačanja signala I 2 ). Na ekranu osciloskopa pojavljuje se elipsa.

Metoda elipse vam omogućava mjerenje unutar 0-90° bez određivanja predznaka faznog ugla.

34. Merenje frekvencije. Elektromehanički mjerači frekvencije. Oscilografske metode za mjerenje frekvencije.

Elektromehanički mjerači frekvencije . Ovi uređaji se koriste za mjerenje frekvencija u rasponu od 20-2500 Hz, uglavnom u strujnim krugovima i baziraju se na elektromagnetnim i elektrodinamičkim (ferodinamičkim) mehanizmima.

Električno kolo elektrodinamičkog frekventnog merača zasnovano na raciometrijskom mehanizmu i vektorski dijagram struje su prikazane na sl.

Metoda Lissajousove figure. Ova metoda se koristi za mjerenje frekvencije sinusoidnih napona. Napon se primjenjuje na jedan od ulaza (na primjer, na ulaz kanala U)

Mjerenje aktivne snage u jednofaznom kolu vrši se jednoelementnim vatmetrima. Proširenje mjernih opsega u AC krugovima se vrši pomoću mjernih strujnih i naponskih transformatora.

Mjerenje snage metodom jednog uređaja. Kada se koristi metoda jednog instrumenta, mjerenje snage se vrši pomoću jednog elementa vatmetra. Metoda se koristi kod mjerenja snage u jednofaznim i simetričnim trofaznim krugovima (kompleksni fazni otpori su isti). U oba slučaja, naponski namotaj vatmetra je spojen na fazni napon, a strujni namotaj je spojen na rez žice bilo koje faze. Na sl. 11.8 prikazuje uključivanje jednoelementnog vatmetra u jednofazno AC kolo. Zanemarivanje metodološka greška, zapišite očitanja vatmetra:

P PW = UI cos j ,

Gdje U I I– efektivne vrednosti napon i struja opterećenja ; j =(U,I).

Očitavanje vatmetra u ovom slučaju će odgovarati snazi jedne faze. Da bi se dobila snaga cijelog trofaznog kola, potrebno je utrostručiti očitavanje vatmetra, tj. P=3P PW.

Uključivanje fiksne zavojnice vatmetra u seriji s opterećenjem moguće je samo pri strujama opterećenja od 10-20 A. Pri visokim strujama opterećenja, fiksni kalem vatmetra se uključuje preko strujnog transformatora ( TA). Prilikom mjerenja u visokonaponskim krugovima (preko 600 IN) pokretna zavojnica vatmetra nije povezana direktno na mjerni krug, već preko naponskog transformatora ( TV), a fiksni kalem vatmetra - kroz TA(bez obzira na vrijednost struje opterećenja).

Vrijednost izmjerene snage određena je očitanjem vatmetra pomnoženog s proizvodom omjera transformacije TV I TA:

R x = R R W K U nom K I nom,

Gdje R x je izmjerena vrijednost aktivne snage u krugu opterećenja; R R W- očitavanje vatmetra; K U nom, K I nom - nominalni omjeri transformacije, respektivno, TV I TA.

Izmjerena vrijednost snage će se razlikovati od stvarne vrijednosti

greške u prenosu vrednosti napona i struje, kao i ugaone greške transformatori. Elektrodinamički vatmetri se prave višegranični, visoke klase tačnost (0,1; 0,2) sa rasponom izmjerenih snaga od desetina uto do 3 - 6 kW. Za gruba mjerenja, ferodinamički vatmetri se koriste kao panelni instrumenti.

Treba napomenuti da se mjerenje aktivne snage jednoelementnim vatmetrima provodi samo u laboratorijskoj praksi. Za tehnička mjerenja u industrijskim uvjetima koriste se dvoelementni vatmetri za mjerenje aktivne snage u trofaznim trožilnim kolima, a troelementni u četverožičnim kolima.

Osim elektrodinamičkih vatmetara, za mjerenje snage koriste se elektronski ispravljači, termoelektrični, digitalni i drugi vatmetri.

Mjerenje snage metodom dva uređaja. Dvometarska metoda se koristi pri mjerenju snage u trofaznoj, trožičnoj mreži pomoću dva jednoelementna vatmetra. Metoda daje ispravne rezultate bez obzira na šemu povezivanja i prirodu opterećenja, kako sa simetrijom tako i sa asimetrijom struja i napona. Osim toga, metoda dva uređaja koristi se za uključivanje elemenata dvoelementnog vatmetra pri mjerenju njegovom snagom u trofaznoj trožičnoj mreži

Na sl. 11.9 prikazuje dijagram uključivanja dva jednoelementna vatmetra. Obično trenutni namotaj od jednog vatmetra, na primjer, PW1, ulazi u fazu A, i strujni namotaj drugog vatmetra - PW2- u fazi WITH. Naponski namotaji vatmetara su uključeni linijski naponi kao što je prikazano na sl. 11.9. Prilikom mjerenja snage metodom dva instrumenta opšta vlast krug je jednak algebarskom zbiru očitavanja vatmetra

P \u003d P W 1 + P W 2,

Gdje P W 1 \u003d U A B I A cos j 1; P W 2 \u003d U C B I C cos j 2, (j 1 - fazni pomak između vektora U A B I I A ; j2- fazni pomak između vektora U C B I I C). Or

P W 1 = U L I L cos(30o-j);

P W 2 = U L I L cos(30o+j),

Gdje j- fazni pomak između napona i struje u fazi.

Snaga bilo kojeg 3-faznog sistema izračunava se po formuli:

Dakle, zbir očitavanja vatmetara PW1 I PW2 nije ništa drugo do snaga trofaznog kola.

Mjerenje snage metodom tri uređaja. Metoda od tri metra koristi se pri mjerenju snage u trofaznom četverožičnom krugu (koristeći tri jednoelementna vatmetra uključena u svaku fazu). Kao i metoda sa dva uređaja, metoda sa tri uređaja daje ispravne rezultate bez obzira na šemu priključka i prirodu opterećenja, kako sa simetrijom tako i sa asimetrijom struja i napona. Prema shemi koja implementira metodu tri uređaja, uključeni su i elementi troelementnih trofaznih vatmetara. Očigledno, da bi se pronašla snaga 3-faznog četverožičnog kola, potrebno je uzeti algebarski zbir svih vatmetara.

Vatmetar se sastoji od dva namotaja: fiksni 1, koji se sastoji od ne veliki broj zavoji od debele žice, i pokretni 2, koji se sastoje od velikog broja zavoja tanke žice. Kada je vatmetar uključen, struja opterećenja prolazi kroz fiksnu zavojnicu spojenu serijski u krug, a pokretna zavojnica je povezana paralelno sa potrošačem. Da bi se smanjila potrošnja energije u paralelnom namotaju i smanjila težina pokretne zavojnice, dodatni otpor 3 napravljen od manganina je spojen u seriju s njim. Kao rezultat interakcije magnetskih polja pokretnog i fiksnog namotaja, javlja se moment koji je proporcionalan strujama oba zavojnica:

tj. obrtni moment uređaja je proporcionalan snazi koja se troši u strujnom kolu.

Da bi strelica uređaja odstupila od nule udesno, potrebno je proći struju kroz zavojnicu u određenom smjeru.

Da biste to učinili, dva terminala koji označavaju početak namotaja označena su sa * i električno su povezana. Na skali vatmetra su naznačeni nazivna struja I Nazivni napon uređaj. Tako, na primjer, ako su na skali uređaja naznačeni 5 A i 150 V, tada uređaj može mjeriti snagu do 750 W. Skala nekih vatmetara je gradirana u podjelima. Ako, na primjer, vatmetar od 5 A i 150 V ima 150 podjela, tada je vrijednost podjele, ili konstanta vatmetra, 750: 150 = 5 W / div.

Osim elektrodinamičkih vatmetara, za mjerenje snage u DC kolima koriste se i vatmetri ferodinamičkog sistema.

2. Monofazna naizmjenična struja. Kada je elektrodinamički vatmetar spojen na krug naizmjenične struje magnetna polja pokretni i fiksni zavojnici, u interakciji jedni s drugima, uzrokovat će rotaciju pokretne zavojnice. Trenutačni moment rotacije pokretnog dijela uređaja proporcionalan je proizvodu trenutnih vrijednosti struja u oba namotaja uređaja. Ali zbog brzih promena struja, pokretni sistem neće moći da prati te promene i momenat rotacije uređaja će biti proporcionalan prosečnoj ili aktivnoj snazi.Stoga ugao rotacije pokretnog dela uređaja vatmetar, može se suditi o količini aktivne snage koju troši kolo.

Za mjerenje snage naizmjenične struje koriste se i vatmetri indukcionog sistema. Na Sl. 362 prikazuje dijagram povezivanja indukcijskog vatmetra sa rotirajućim magnetnim poljem. Zavojnica serije 1-1, koja se sastoji od malog broja zavoja debele žice, smještena je na dvije suprotne polove i spojena je serijski na kolo. Paralelni namotaj od 2-2 vata, koji se sastoji od velikog broja zavoja tanke žice, nalazi se na dva odvojena stuba. U seriji sa namotajem 2-2, uključuje se induktivni otpor 3 koji služi za polu-

Ugao pomaka od 90° između njegovog napona i struje. Tako, s čisto otpornim opterećenjem, dobijamo pomak za ugao od 90 ° između struja u serijskom i paralelnom namotu, što je neophodno stanje stvaranje rotirajućeg magnetnog polja. Kada je uređaj uključen, ovo polje, prelazeći aluminijski cilindar 4, inducira vrtložne struje u njemu, koje u interakciji s poljem stvaraju moment koji djeluje na pokretni dio uređaja. Njegov kut rotacije pri bilo kojem opterećenju bit će proporcionalan aktivnoj snazi koju troši krug:

Šematski dijagram indukcijskog vatmetra putujućeg polja dat je na Sl. 335.

Prilikom mjerenja snage vatmetrom u niskonaponskim mrežama sa velike struje koriste se strujni transformatori. Da bi se smanjila razlika potencijala između namota vatmetra, primarni i sekundarni krug strujnog transformatora imaju zajednička tačka. Sekundarni namotaj transformator nije uzemljen, jer bi to značilo uzemljenje jedne žice mreže.

Da biste odredili snagu mreže P 1 u ovom slučaju, morate pomnožiti očitavanje vatmetra P 2 s omjerom transformacije strujnog transformatora:

U visokonaponskim mrežama, pri mjerenju snage, koriste se mjerni transformatori napona i struje (Sl. 363).

Tako, na primjer, ako se na vatmetar ugradi naponski transformator od 6000/100 V i strujni transformator od 150/5 A, a vatmetar je pokazao 80 W, tada će snaga mreže biti:

Prilikom uključivanja vatmetara (metara) kroz mjerenje

Transformatori moraju biti povezani na ove uređaje tako da struje prolaze kroz njihove namote u istom smjeru kao da su direktno priključeni na mrežu.

Osim vatmetra, snaga jednofazne naizmjenične struje može se odrediti iz očitavanja tri uređaja: ampermetra, voltmetra i fazometra prema formuli:

3. Trofazna naizmjenična struja. Sa ujednačenim opterećenjem trofazni sistem za mjerenje snage koristi se jedan jednofazni vatmetar, spojen prema krugu prikazanom na sl. 364 (a - za vezu zvijezda; b - za trokut vezu). U ovom slučaju, serijski namotaj vatmetra teče fazna struja, a paralelni namotaj je spojen na fazni napon. Stoga će vatmetar pokazati snagu jedne faze. Da biste dobili snagu trofaznog sistema, morate pomnožiti očitavanje jednofaznog vatmetra sa tri.

Sa neravnomjernim opterećenjem u četverožičnoj mreži trofazna struja za mjerenje snage koristi se kolo od tri vatmetra (Sl. 365). Svaki jednofazni vatmetar mjeri snagu jedne faze. Da bi se dobila snaga trofaznog sistema, potrebno je uzeti zbir očitanja tri vatmetra.

U troelementnom elektrodinamičkom vatmetru, tri pomična paralelna zavojnica postavljena su na istoj osi povezanoj sa strelicom, a ukupni obrtni moment dobijen kao rezultat dodavanja mehaničkih sila svake zavojnice bit će proporcionalan snazi potrošenoj u trofazna mreža. U drugim izvedbama, pokretni zavojnici smješteni u različitim mjestima, međusobno su povezani fleksibilnim trakama i strelicom prenose ukupnu silu na osu.

Može se odrediti aktivna snaga trofazne mreže s ujednačenim opterećenjem

Koristeći tri instrumenta: ampermetar, voltmetar i fazometar prema formuli:

Snaga trožilne trofazne mreže pri bilo kojem opterećenju (ujednačenom ili neravnomjernom), bez obzira na način povezivanja potrošača (zvijezda ili trokut), može se mjeriti pomoću kruga od dva vatmetra.

Prema prvom Kirchhoffovom zakonu, zbir trenutnih vrijednosti struja sve tri faze jednak je nuli:

Rezultirajuća jednačina pokazuje da jedan od vatmetara mora biti uključen tako da struja prve faze teče kroz njegov strujni kalem, a naponski kalem bude ispod razlike napona između prve i druge faze; treba uključiti još jedan vatmetar tako da struja treće faze teče kroz njen strujni kalem, a naponski kalem bude ispod naponske razlike između treće i druge faze.

Zbrajanjem očitavanja oba vatmetra dobijamo snagu sve tri faze.

Na Sl. 366 prikazuje tri varijante kola od dva vatmetra.

Iz šema u fng. 366 može se vidjeti da su serijski namotaji vatmetara uključeni u bilo koje dvije linearne žice mreže. Počeci paralelnih namotaja svakog vatmetra povezani su na istu žicu kao i serijski namotaj vatmetra. Krajevi paralelnih namotaja spojeni su na žicu treće linije.

Uz jednolično aktivno opterećenje (=1), očitanja vatmetara su međusobno jednaka. Ako nije jednaka jedan, očitavanja vatmetara neće biti jednaka. Kada je jednako = 0,5, jedan od vatmetara će pokazati nulu. Na manje od 0,5, strelica ovog uređaja će početi da odstupa ulijevo. Da biste dobili očitanje uređaja, potrebno je prebaciti krajeve njegovog serijskog ili paralelnog namotaja.

Da biste izmjerili aktivnu snagu trofaznog sistema prema očitanjima dva vatmetra, potrebno je sabrati njihova očitanja ili od očitavanja jednog vatmetra oduzeti očitavanje drugog vatmetra, koje je bilo negativno. Krug za mjerenje snage sa dva vatmetra pomoću mjernih transformatora napona i struje dat je na sl. 367.

Pogodnije je mjeriti snagu trofaznim vatmetrom, u kojem su dva uređaja kombinirana, povezana prema shemi od dva vatmetra i djelujući na jednu zajedničku os, na koju je spojena strelica.

U visokonaponskim mrežama trofazni vatmetar se uključuje pomoću mjernih transformatora napona i struje.

D.C. Iz formule DC snage

može se vidjeti da se snaga može odrediti množenjem očitanja ampermetra i voltmetra. Međutim, u praksi se mjerenje snage obično vrši korištenjem specijalnih uređaja- vatmetri. Vatmetar (Sl. 230) se sastoji od dva namotaja: fiksnog 1, koji se sastoji od malog broja zavoja debele žice, i pokretnog 2, koji se sastoji od velikog broja zavoja tanke žice. Kada je vatmetar uključen, struja opterećenja prolazi kroz fiksnu zavojnicu spojenu serijski u krug, a pokretna zavojnica je povezana paralelno sa potrošačem. Da bi se smanjila potrošnja energije u paralelnom namotaju i smanjila težina pokretne zavojnice, dodatni otpor manganina 3 je spojen u seriju s njim. Kao rezultat interakcije magnetskih polja pokretnog i fiksnog namotaja, javlja se moment koji je proporcionalan strujama oba zavojnica:

M = c 1 I 1 I 2 .

Struja paralelnog namotaja I 2 pri konstantnom otporu paralelnog kola proporcionalna je naponu kola. Odavde

M = c 2 I 1 U = c 2 P,

tj. obrtni moment uređaja je proporcionalan snazi koja se troši u strujnom kolu.

Da bi strelica uređaja odstupila od nule udesno, potrebno je proći struju kroz zavojnicu u određenom smjeru.

Da biste to učinili, dva terminala koji označavaju početak namotaja označena su sa * i električno su povezana. Skala vatmetra pokazuje nazivnu struju i nazivni napon uređaja. Tako, na primjer, ako su na skali uređaja naznačeni 5 a i 150 v, tada uređaj može mjeriti snagu do 750 vata. Skala nekih vatmetara je gradirana u podjelima. Ako, na primjer, vatmetar od 5 A i 150 V ima 150 podjela, tada je cijena podjele, ili konstanta vatmetra, 750:150 = 5 W / div. Osim elektrodinamičkih vatmetara, za mjerenje snage u DC kolima koriste se i vatmetri ferodinamičkog sistema.

Jednofazni AC. Kada je elektrodinamički vatmetar spojen na krug naizmjenične struje, magnetska polja pokretnog i fiksnog namotaja, u interakciji jedno s drugim, uzrokovat će rotaciju pokretne zavojnice. Trenutna vrijednost momenta rotacije pokretnog dijela uređaja proporcionalna je proizvodu trenutnih vrijednosti struja u oba namotaja uređaja.

Moment rotacije uređaja proporcionalan je prosječnoj, odnosno aktivnoj, snazi R = U ⋅ I cos φ. Po kutu rotacije pokretnog dijela vatmetra može se suditi o količini aktivne snage koju kolo troši.

Za mjerenje snage naizmjenične struje koriste se i vatmetri ferodinamičkog sistema.

Prilikom mjerenja snage vatmetrom u niskonaponskim mrežama s velikim strujama koriste se strujni transformatori.

Da biste odredili snagu mreže P 1 u ovom slučaju, morate pomnožiti očitavanje vatmetra P 2 s omjerom transformacije strujnog transformatora k T:

U visokonaponskim mrežama pri mjerenju snage koriste se mjerni naponski i strujni transformatori (Sl. 231). Da biste dobili snagu mreže R 1, morate pomnožiti očitavanje vatmetra R 2 s proizvodom omjera transformacije naponskog i strujnog transformatora:

P 1 = P 2 k n k T .

Tako, na primjer, ako je vatmetar povezan preko naponskog transformatora od 6000/100 V i strujnog transformatora od 150/5 A i vatmetar je pokazao 80 W, tada će snaga mreže biti

P 1 = 80 ⋅ 6000 / 100 ⋅ 150 / 5 = 144 000 W = 144 kW.

Prilikom uključivanja vatmetara (metara) preko mjernih transformatora, ovi uređaji moraju biti povezani tako da struje prolaze kroz njihove namote u istom smjeru kao da su direktno priključeni na mrežu.

Osim vatmetra, snaga jednofazne naizmjenične struje može se odrediti iz očitavanja tri uređaja: ampermetra, voltmetra i fazometra - prema formuli

Trofazni AC. At simetrično opterećenje trofazni sistemi za mjerenje snage koriste jedan jednofazni vatmetar, spojen prema kolu prikazanom na sl. 232 (a - za spoj zvijezda; b - za trokut). U ovom slučaju, fazna struja teče kroz serijski namotaj vatmetra, a paralelni namotaj je spojen na fazni napon. Stoga će vatmetar pokazati snagu jedne faze. Da biste dobili snagu trofaznog sistema, morate pomnožiti očitavanje jednofaznog vatmetra sa tri.

Kod asimetričnog opterećenja u četverožičnoj mreži trofazne struje, za mjerenje snage koristi se krug od tri vatmetra (Sl. 233). Svaki jednofazni vatmetar mjeri snagu jedne faze. Da bi se dobila snaga trofaznog sistema, potrebno je uzeti zbir očitanja tri vatmetra.

Sa promjenjivim opterećenjem, teško je dobiti istovremeno očitavanje od tri vatmetra. Osim toga, tri jednofazna vatmetra zauzimaju puno prostora. Stoga se često koristi jedan troelementni trofazni vatmetar, koji je spoj u jednom uređaju tri jednofazna vatmetra. U troelementnom elektrodinamičkom vatmetru, tri pomična paralelna zavojnica postavljena su na istoj osi povezanoj sa strelicom, a ukupni obrtni moment dobijen kao rezultat dodavanja mehaničkih sila svake zavojnice bit će proporcionalan snazi potrošenoj u trofazna mreža. U drugim izvedbama, pokretni zavojnici koji se nalaze na različitim mjestima međusobno su povezani fleksibilnim trakama i prenose ukupnu silu na osovinu strelice.

Aktivna snaga trofazne mreže s ujednačenim opterećenjem može se odrediti pomoću tri instrumenta: ampermetra, voltmetra i fazometra - prema formuli

P = √3 UI cos φ,

gdje su U i I linearni naponi i struja;

φ - ugao pomaka između faznog napona i struje.

Prema prvom Kirchhoffovom zakonu, zbir trenutnih vrijednosti struja sve tri faze jednak je nuli:

i 1 + i 2 + i 3 = 0,

i 2 = - i 1 - i 3 .

Instant Power trofazni sistem će

p = i 1 u 1 + i 2 u 2 + i 3 u 3 ,

gdje su u sa indeksima trenutne vrijednosti faznih napona.

Zamjenom trenutne vrijednosti i 2 u posljednji izraz, dobijamo

p \u003d i 1 u 1 - i 1 u 2 - i 3 u 2 + i 3 u 3,

p \u003d i 1 (u 1 - u 2) + i 3 (u 3 - u 2).

Zbrajanjem očitavanja oba vatmetra dobijamo snagu sve tri faze.

Na sl. 234, a - c prikazuje tri opcije za krug od dva vatmetra.

Dijagrami pokazuju da su serijski namotaji vatmetara uključeni u bilo koje dvije linearne žice mreže. Počeci paralelnih namotaja svakog vatmetra povezani su na istu žicu kao i serijski namotaj vatmetra. Krajevi paralelnih namotaja spojeni su na žicu treće linije.

Sa simetričnim aktivnim opterećenjem i cos φ = 1, očitanja vatmetara su međusobno jednaka. Kada cos φ nije jednak jedan, očitavanja vatmetara neće biti jednaka. Kod cos φ jednak 0,5, jedan od vatmetara će pokazati nulu. Kada je cos φ manji od 0,5, strelica ovog uređaja će početi da odstupa ulijevo. Da biste dobili očitanje uređaja, potrebno je prebaciti krajeve njegovog serijskog ili paralelnog namotaja.

Da biste izmjerili aktivnu snagu trofaznog sistema prema očitanjima dva vatmetra, potrebno je sabrati njihova očitanja ili od očitavanja jednog vatmetra oduzeti očitavanje drugog vatmetra, koje je bilo negativno. Šema za mjerenje snage sa dva vatmetra pomoću mjernih naponskih i strujnih transformatora data je na sl. 235.

Pogodnije je mjeriti snagu trofaznim vatmetrom, u kojem su dva uređaja kombinirana, povezana prema shemi od dva vatmetra i djelujući na jednu zajedničku os, na koju je spojena strelica. U uređajima elektrodinamičkog i ferodinamičkog sistema, dvije pomične zavojnice smještene na istoj osi ili povezane fleksibilnim trakama rotiraju jednu os. U uređajima indukcijskog sistema dva elementa rotiraju dva diska koja se nalaze na istoj osi, ili dva elementa djeluju na jedan disk. Preklopni krug dvoelementnog trofaznog vatmetra dat je na sl. 236.

U visokonaponskim mrežama trofazni vatmetar se uključuje pomoću mjernih transformatora napona i struje.