Основы метрологического обеспечения. Краткий исторический обзор развития метрологии. Нормативные документы, регламентирующие метрологическое обеспечение, страница 41

Активная мощность трехфазной сети определяется как алгебраическая сумма показаний двух ваттметров.

Для симметричной трехфазной сети мощность, потребляемой нагрузкой определяется по формуле

, где φ – сдвиг фазы между  напряжением и током, протекающим в симметричной нагрузке.

Так, при  знаки показаний обоих ваттметров одинаковые. Если , то знаки показаний ваттметров противоположны. При φ = ± 60⁰ один из ваттметров показывает нуль, а в случае  φ  = 0⁰ показания обоих ваттметров одинаковы (нагрузка активная).

Метод трех ваттметров применяется для измерения активной мощности трехфазных сетей с нулевым проводом. Ваттметры включаются так (рис. 17.4), что каждый из них измеряет мощность одной фазы нагрузки.

Рис. 17.4. Схема подключения трех ваттметров для измерения активной мощности трехфазной сети с нейтральным проводом

Активная мощность нагрузки определяется как сумма показаний всех трех ваттметров.

Кроме активной, мощность в цепях переменного тока, содержит реактивную составляющую.

Измерение реактивной мощности имеет практическое значение лишь для энергетических трехфазных систем больших потоков электрической энергии. Для таких энергетических систем трехфазные сети являются практически симметричными и реактивную мощность можно измерять одним ваттметром.

Схема подключения ваттметра для измерения реактивной мощности симметричной трехфазной сети изображена на рис. 17.5

Рис. 17.5. Схема подключения ваттметра для измерения реактивной мощности симметричной трехфазной сети

Показание ваттметра пропорционально значению реактивной мощности

.  

Для определения реактивной мощности всей симметричной трехфазной цепи с помощью одного ваттметра необходимо показание прибора умножить на . Тогда получим

Реактивная мощность симметричной трехфазной системы может быть измерена и двумя ваттметрами, включенными по схеме, аналогичной схеме измерения активной мощности симметричной трехфазной цепи, измеренной двумя ваттметрами (рис. 17.3). При этом показания ваттметров следует не складывать, а  вычесть один из другого и полученную разность умножить на

Реактивная мощность трехфазной цепи с нейтральным проводом может быть измерена с помощью трех ваттметров, включенных по схеме, которая изображена на рис. 17.6.

Рис. 17.6. Схема подключения трех ваттметров для измерения реактивной мощности трехфазной сети с нейтральным проводом

Приборы, применяемые для измерения реактивной мощности, называют варметрами.

17.4. Измерение проходящей и поглощаемой мощности СВЧ – колебаний

В СВЧ – диапазоне для измерения мощности используют методы преобразования электромагнитной энергии в другие виды, например, в тепловую.

Различают два основных метода измерения мощности СВЧ – колебаний, а именно: проходящей или поглощаемой мощности.

Функциональная схема реализации метода измерения поглощаемой мощности СВЧ – колебаний изображена на рис. 17.7.

Из рис. 17.7 следует, что измеряемая мощность полностью рассеивается на некотором измерительном эквиваленте нагрузки с последующим измерением мощности теплового процесса. Такой измеритель мощности называется ваттметр поглощающего типа. Так как измерительная нагрузка должна полностью поглощать измеряемую мощность, то использование такого измерителя возможно лишь при отключенном потребителе.

Рис. 17.7 Функциональная схема реализации метода измерения поглощаемой мощности СВЧ – колебаний

Метрологическая точность измерения поглощающем ваттметром повышается, если его входное сопротивление полностью согласовано с выходным сопротивлением генератора СВЧ – колебаний или волновым сопротивлением линии передачи.

Функциональная схема реализации метода измерения проходящей мощности СВЧ – колебаний изображена на рис. 17.8.

Данный метод измерения мощности СВЧ – колебаний применяется в том случае, если полное (комплексное) сопротивление нагрузки изменяется. В этом случае, как следует из рис. 17.8, между генератором СВЧ колебаний и нагрузкой (потребителем) включается устройство, преобразующее в другую форму лишь незначительную часть передаваемой по линии энергии и не нарушающие процесса ее передачи.