Tutte le apparecchiature e le macchine elettriche lavorano per fornire energia elettrica e dissipare grandi quantità di energia. La potenza fornita viene solitamente misurata in termini di watt utilizzando un dispositivo chiamato wattmetro. Un wattmetro è anche chiamato misuratore di deflessione che viene utilizzato principalmente nei laboratori elettrici. Non misura solo la potenza in termini di watt, ma misura anche in termini di kilowatt e megawatt. Il wattmetro di solito è costituito da due bobine 'CC' bobina di corrente che di solito è collegata in serie con corrente di carico e una bobina di tensione / pressione / potenziale 'PC', questa bobina è solitamente collegata attraverso il circuito di carico. La potenza elettrica può essere rappresentata in tre forme sono reali energia , potenza reattiva e potenza apparente. Il seguente articolo descrive il metodo dei due wattmetri in condizioni di carico bilanciato.
Che cos'è il metodo a due wattmetri?
PER trifase Il misuratore da due watt misura la corrente e la tensione da una qualsiasi delle 2 linee di alimentazione di 3 fasi corrispondenti alla 3a linea di alimentazione di 3 fasi. Si dice che il wattmetro trifase 2 si trovi in una condizione di carico bilanciato se la corrente in ogni fase è in ritardo con un angolo 'φ' con la tensione di fase.
Costruzione del metodo a due wattmetri
La potenza trifase di un circuito trifase può essere misurata utilizzando 3 modi in cui sono,
- Metodo 3 Wattmetro
- Metodo 2 Wattmetro
- Metodo 1 Wattmetro.
Il concetto principale di 2 Wattmetro con tensione trifase è bilanciare il carico trifase soddisfacendo la condizione di corrente in ritardo con un angolo 'φ' con la fase di tensione. Di seguito è mostrato il diagramma schematico del wattmetro trifase 2
Schema elettrico
Consiste di 2 wattmetri come W1 e W2, dove ogni wattmetro ha una bobina di corrente 'CC' e una bobina di pressione 'PC'. Qui, un'estremità del wattmetro 'W1' è collegata al terminale 'R' mentre un'estremità del wattmetro 'W2' è collegata al terminale 'Y'. Il circuito è composto anche da 3 induttori 'Z' che sono costruiti in una topologia a stella. Le 2 estremità degli induttori sono collegate a 2 terminali di un wattmetro mentre il terzo terminale dell'induttore è collegato a B.
Derivazione del metodo a due wattmetri
Due Wattmetro vengono utilizzati per determinare due parametri principali che sono,
Considerare il carico utilizzato come carico induttivo rappresentato seguendo il diagramma dei fasori come mostrato di seguito.
Diagramma dei fasori
Le tensioni VRN,VNEL,e VBNsono elettricamente 1200in fase l'una con l'altra, possiamo osservare che la fase corrente è in ritardo su “φ0”Angolo con fase di tensione.
La corrente in wattmetro W1è rappresentato come
NEL1= IR…… .. (1)
dove ioRè attuale
La differenza di potenziale attraverso la bobina del wattmetro W1 è data come
NEL1= ~ VRB= [~ VRN- ~ VBN] ……… (Due)
Dove VRNe VBN sono tensioni
La differenza di fase tra la tensione 'VYB'E attuale' IY'È dato come (300+ φ)
Quindi la potenza misurata dal wattmetro è data come
NELDue= VYBioYcos (300+ φ) ………… .. (3)
In condizioni di carico equilibrato,
ioR= IY= IB= ILe ………… .. (4)
VRY= VYB= VBR= VL………… (5)
Pertanto si ottengono letture del wattmetro come
NEL1= VLioLcos (300- φ) e ……………. (6)
NELDue= VLioLcos (300+ φ) …………… .. (7)
Derivazione totale della potenza
La lettura totale del wattmetro è data come
NEL1+ WDue= VLioLcos (300- φ) + VLioLcos (300+ φ) ………… .. (8)
= VLioL[cos (300- φ) + cos (300+ φ)]
= VLioL[cos 300cos φ + sin 300sin φ + cos 300cos φ - sin 300senza φ]
= VLioL[2 cos 300cos φ]
= VLioL[(2 √3 / 2) cos 300cos φ]
= √3 [ VLioLcos φ] ……… (9)
W1 + W2 = P… .. (10)
Dove 'P' è la potenza totale osservata in una condizione di carico bilanciato trifase.
Derivazione del fattore di potenza
Definizione : È il rapporto tra la potenza effettiva osservata dal carico e la potenza apparente che scorre nel circuito.
Il fattore di potenza della condizione di carico bilanciato trifase può essere determinato e derivato dalle letture del wattmetro come segue
Dall'equazione 9
W1 + W2 = √3 VLioLcos φ
Ora W1 - W2 = VLioL[cos (300- φ) - cos (300+ φ)]
= VLioL[cos 300cos φ + sin 300sin φ - cos 300cos φ + sin 300senza φ]
= 2 VLioLsenza 300senza φ
W1 - W2 = VLioLsin φ ………… .. (11)
Divisione delle equazioni 11 e 9
[W1 - W2 W1 + W2] = VLioLsenza φ / √3 VLioLcos φ
Tan φ = √3 [W1 - W2 W1 + W2]
Il fattore di potenza del carico è dato come
cos φ = cos tan-1 [√3] [W1 - W2 W1 + W2] ……… (12)
Derivazione della potenza reattiva
Definizione : È il rapporto tra potenza complessa corrispondente all'accumulo e rilancio dell'energia piuttosto che al consumo.
Per ottenere la potenza reattiva, moltiplichiamo l'equazione 11 con
√3 [S1 - S2] = √3 [ VLioLsin φ] = Pr
Pr= √3 [S1 - S2] …………. (13)
Dove Prè la potenza reattiva ottenuta da 2 wattmetri.
Tabella dei metodi a due wattmetri
Le osservazioni del metodo dei due wattmetri possono essere annotate praticamente seguendo la tabella.
| S .NO | Voltaggio VL (volt) | IL corrente (amp) | Potenza W1 (watt) | Potenza W2 (watt) | Potenza totale P = W1 + W2 | Fattore di potenza = cos φ |
| 1 | ||||||
| Due | ||||||
| 3 |
Precauzione
Le seguenti sono le precauzioni da seguire
- I collegamenti devono essere effettuati saldamente
- Evitare l'errore assiale parallelo.
Vantaggi di Two Wattmeter
I seguenti sono i vantaggi
- Sia il carico bilanciato che quello sbilanciato possono essere bilanciati utilizzando questo metodo
- In un carico collegato a stella, è facoltativo collegare il punto neutro e il wattmetro
- In un delta, non è necessario aprire le connessioni del carico connesso per collegare il wattmetro
- La potenza trifase può essere misurata utilizzando due wattmetri
- Sia la potenza che il fattore di potenza sono determinati in una condizione di carico bilanciato.
Svantaggi di Two Wattmeter
I seguenti sono gli svantaggi
- Non adatto per sistema trifase, 4 fili
- Gli avvolgimenti primari W1 e secondari W2 devono essere identificati correttamente per evitare risultati errati.
Applicazioni di due wattmetri
Le seguenti sono le applicazioni
- I wattmetri vengono utilizzati per misurare il consumo di energia di qualsiasi apparecchio elettrico e verificarne la potenza nominale.
Domande frequenti
1). Cos'è un wattmetro?
Un wattmetro è un dispositivo elettrico utilizzato per misurare la potenza elettrica delle apparecchiature elettriche.
2). Quali sono le unità di potere?
La potenza può essere misurata utilizzando il wattmetro in una gamma di Watt, Kilowatt, Mega Watt.
3). Qual è la condizione bilanciata nel wattmetro trifase due?
Si dice che il wattmetro trifase 2 si trovi in una condizione di carico bilanciato se la corrente in ogni fase è in ritardo con un angolo φ con la tensione di fase.
4). Qual è l'equazione di potenza del wattmetro trifase due?
L'equazione della potenza è data come P = √3 VL IL cos φ
5). Qual è il fattore di potenza del wattmetro trifase due?
Il fattore di potenza è dato come cos φ = cos tan-1 √3 [([W1- W2] [W1 + W2])
6). Qual è l'equazione della potenza reattiva del wattmetro trifase due?
La potenza reattiva è data come Pr = √3 (W1- W2)
Tutto il dispositivo elettrico dissipa energia quando viene fornita energia elettrica, questa potenza può essere misurata utilizzando un dispositivo elettrico chiamato wattmetro, che di solito misura in watt / kilowatt / megawatt. La potenza trifase di un circuito trifase può essere misurata utilizzando 3 modi utilizzando il metodo 3 wattmetro, il metodo 2 wattmetro, il metodo 1 wattmetro. Questo articolo descrive 3 fase 2 wattmetro in condizioni di carico equilibrato. Questa condizione è valida se la corrente in ogni fase è in ritardo con un angolo φ con la tensione di fase. Il vantaggio principale di questo metodo è che può misurare condizioni di carico sia bilanciate che sbilanciate.
