Як виміряти коефіцієнт потужності

Для вимірювання косинуса фі найкраще мати спеціальні прилади, створені для конкретного його вимірювання - фазометри.

фазометр - це електровимірювальні прилади, створений для вимірювання кутів зсуву фаз між 2-ма змінними часом електронними коливаннями.

Якщо таких пристроїв немає, то визначати коефіцієнт потужності можна непрямим способом. Наприклад, в однофазної мережі косинус фі можна знайти за свідченнями амперметра, вольтметра і ватметра:

cos фі = P / (U х I), де Р, U, I - показання приладів.

в ланцюзі трифазного струму cos фі = Pw / (√3 х Uл х Iл)

де Pw - потужність всієї системи, Uл, Iл - лінійні напруга і струм, виміряні вольтметром і амперметром.

У симетричному трифазному ланцюзі значення косинус фі можна знайти з показань 2-ух ватметрів Pw1 і Pw2 за формулою:

Загальна відносна похибка розглянутих способів дорівнює сумі відносних похибок кожного приладу, тому точність непрямих способів невелика.

Чисельне значення косинус фі залежить від типу навантаження. Якщо навантаженням є лампи розжарювання і нагрівальні прилади, то косинус фі = 1, якщо навантаження містить до того ж асинхронні електродвигуни, то косинус фі < 1>

Тому на практиці в електричних мережах визначають так званий середньозважений коефіцієнт потужності за якийсь певний час, допустимо, за день або місяць. Для цього в кінці розглянутого періоду знімають показники лічильників активної та реактивної енергії Wa і Wv і визначають середньозважене значення коефіцієнта потужності за формулою:

Це значення середньозваженого коефіцієнта потужності краще мати в електронних мережах рівним 0,92 - 0,95.

Впровадження фазометра для вимірювання коефіцієнта потужності

Виміряти конкретно фазовий зсув між напругою і струмом навантаження можна за допомогою особливих вимірювальних пристроїв - фазометрів.

Найбільшого поширення набули фазометри електродинамічної системи, в яких нерухома котушка включена по черзі з навантаженням, а рухливі котушки - паралельно навантаженні, так, що струм якийсь із них відстає від напруги на кут β1. Для цього по черзі з котушкою включена активно-індуктивне навантаження, а струм іншої випереджає напругу на якийсь кут β2, навіщо включена активно-ємнісний навантаження, при цьому β1 + β2 = 90о

Мал. 1. Схема включення фазометра (а) і векторна діаграма напруг і струмів (б).

Кут відхилення стрілки такого приладу залежить тільки від значення косинуса фі.

Для вимірювання фазового зсуву між 2-ма напругою нерідко використовують цифрові фазометри. У цифрових Фазометр прямого перетворення для виміру фазового зсуву його конвертують в інтервал часу і визначають останній. Досліджувані напруги подають на два входи приладу, на цифровому відліковому пристрої приладу знімають показання числа імпульсів, що надходять на лічильник приладу за один період досліджуваних напруг, яке відповідає фазового зсуву в градусах (або в частках градуса).

З щитових пристроїв, створених для вимірювання, найтиповіший фазометр типу Д31, який може працювати в однофазних мережах змінного струму з частотою 50, 500, 1000, 2400, 8000 Гц. Клас точності 2,5. Межі вимірювань косинуса фі від 0,5 ємнісного фазового зсуву до 1 і від 1 до 0,5 індуктивного фазового зсуву. Фазометри включають через вимірювальні трансформатори струму з вторинним струмом 5 А і вимірювальні трансформатори напруги з вторинною напругою 100 В.

Для вимірювання косинуса фі в трифазній мережі при симетричному навантаженні можна використовувати щитові фазометри типу Д301. Клас їх точності 1,5. Почергові ланцюга включають на ток 5 А конкретно, також через трансформатор струму, паралельні ланцюги включають конкретно на 127, 220, 380 В, також через вимірювальні трансформатори напруги.