Comment mesurer la puissance dans un circuit alternatif triphasé

La puissance dans un circuit triphasé peut être mesurée à l'aide d'un, deux et trois wattmètres. La méthode à un seul appareil est utilisée dans un système symétrique triphasé. La puissance active de l'ensemble du système est égale à trois fois la consommation d'énergie dans l'une des phases.

Lors de la connexion de la charge en étoile avec un point neutre accessible, ou si, lors de la connexion de la charge en triangle, il est possible de connecter la bobine du wattmètre en série avec la charge, vous pouvez utiliser les circuits de commutation indiqués à la fig. 1.

Riz. 1 Circuits de mesure de la puissance du courant alternatif triphasé lors de la connexion de charges a - selon un circuit en étoile avec un point zéro accessible; b — selon le schéma en triangle, en utilisant un wattmètre

Si la charge est connectée en étoile avec un point neutre indisponible ou en triangle, un circuit avec un point neutre artificiel peut être utilisé (Fig. 2). Dans ce cas, les résistances doivent être égales à Rw + Ra = Rb = Rc.

Figure 2. Schéma de mesure du courant alternatif triphasé avec un wattmètre avec point zéro artificiel

Pour mesurer la puissance réactive, les extrémités de courant du wattmètre sont connectées à la section de chaque phase, et les extrémités de la bobine de tension à deux autres phases (Fig. 3). Complet puissance réactive est déterminé en multipliant la lecture du wattmètre par la racine de trois. (Même avec une légère asymétrie de phase, l'utilisation de cette méthode donne une erreur significative).

Riz. 3. Schéma de mesure de la puissance réactive du courant alternatif triphasé avec un wattmètre

La méthode à deux dispositifs peut être utilisée avec une charge de phase équilibrée et déséquilibrée. Trois options équivalentes pour inclure des wattmètres pour mesurer la puissance active sont illustrées à la fig. 4. La puissance active est déterminée comme la somme des lectures du wattmètre.

Lors de la mesure de la puissance réactive, le circuit de la Fig. 5, mais avec un zéro artificiel. Pour créer un point zéro, il est nécessaire de remplir la condition d'égalité des résistances des enroulements de tension des wattmètres et de la résistance R. La puissance réactive est calculée par la formule

où P1 et P2 — lectures de wattmètres.

En utilisant la même formule, vous pouvez calculer la puissance réactive avec une charge uniforme des phases et une connexion des wattmètres selon le schéma de la fig. 4. L'avantage de cette méthode est que les puissances active et réactive peuvent être déterminées en utilisant le même schéma. Avec une charge uniforme des phases, la puissance réactive peut être mesurée selon le diagramme de la fig. 5B.

La méthode en trois parties s'applique à chaque charge de phase. La puissance active peut être mesurée selon le diagramme de la fig. 6. La puissance de l'ensemble du circuit est déterminée en additionnant les lectures de tous les wattmètres.

Riz. 4.Schémas de mesure de la puissance active du courant alternatif triphasé avec deux wattmètres a - les enroulements de courant sont inclus dans les phases A et C; b — dans les phases A et B ; c — dans les phases B et C

La puissance réactive pour un réseau à trois et quatre fils est mesurée selon le schéma de la fig. 7 et est calculé par la formule

où РА, РБ, РК — relevés des wattmètres inclus dans les phases A, B, C.

Riz. 5. Schémas de mesure de la puissance réactive du courant alternatif triphasé avec deux wattmètres

Riz. 6. Schémas de mesure de la puissance active du courant alternatif triphasé avec trois wattmètres a - en présence d'un conducteur neutre; b — avec un point zéro artificiel

En pratique, les wattmètres triphasés à un, deux et trois éléments sont généralement utilisés selon la méthode de mesure.

Pour étendre la limite de mesure, vous pouvez appliquer tous les schémas indiqués lors de la connexion de wattmètres via des transformateurs de mesure de courant et de tension. En figue. La figure 8 montre à titre d'exemple un schéma de mesure de puissance par la méthode de deux appareils lorsqu'ils sont allumés par des transformateurs de mesure de courant et de tension.

Riz. 7. Schémas de mesure de la puissance réactive avec trois wattmètres

Riz. 8. Schémas d'activation des wattmètres via des transformateurs de mesure.