MJERENJE TROFAZNE SNAGE

1. MJERENJE TROFAZNE SNAGE Hrvoje Čuček N2934

2. Električna struja je usmjereno gibanje elektrona. Izmjenična struja je električna struja promjenjivog smjera. U praksi koristimo električnu struju čija se amplituda sinusoidalno periodički mijenja. Frekvencija izmjenične struje je mjera za brzinu promjene smjera struje. Frekvencija naponske mreže je 50 Hz Električna struja

3. Dvije izmjenične veličine su u fazi ako u istom trenutku postižu svoje nul vrijednosti ili u istom trenutku postižu svoje maximalne vrijednosti

4. Dvije izmjenične veličine vremenski su pomaknute u fazi ako svoje nul vrijednosti ne postižu u isti trenutak. Vremenski interval koji prođe od trenutka u kojem je jedna veličina imala nul vrijednost do trenutka u kojem druga veličina postigne nul vrijednost zove se fazni pomak

5. Trofazne struje sastoje se od tri izmjenične struje koje su fazno pomaknute za 120º, ili 2π / 3 radijana

6. Trofazni sustavi napajanja predstavlja sustav napajanja koji se sastoji do tri međusobno zavisna izvora izmjeničnog sinusoidalnog napona. Ti izvori napajanja daju napone koji imaju: • međusobno jednake amplitude • međusobno jednake frekvencije • ali su međusobno fazno pomaknuti za jednu trećinu periode (120°) • Razlikujemo: • trožični bez nulvodiča – visokonaponski prijenosni sustavi • četverožični sa nul vodičem – niskonaponske mreže • Neovisno o načinu spajanja kod trofaznog sustava razlikuju se dvije vrste veličina, i to fazne i linijske. Fazne se odnose na jednu fazu izvora ili trošila i nul točke, a linijske na odnos između faznih vodiča

7. Postoje dva osnovna spajanja trošila u trofaznim sustavima • Spoj u zvijezdu • Spoj u trokut

8. Električna snaga • Električna snaga kod istosmjerne struje odgovara : P = U ∙ I • Snaga izmjenične struje jednaka je umnošku dviju izmjeničnih veličina, struje i napona koje mogu biti fazno pomaknuti P = U ∙ I∙ cosρ Razlikujemo prividnu, djelatnu i jalovu snagu. Prividna snaga jednaka je umnošku efektivnih vrijednosti napona i struje. S = U ∙ I Djelatna (radna) snaga je snaga koja stvarno obavlja rad na potrošaču P = U ∙ I∙ cosρ Jalova snaga je snaga koja ne obavlja aktivan rad na trošilu. Q = U ∙ I∙ sinρ

9. Mjerenje snage izmjenične struje • Kod izmjenične struje razlikujemo djelatnu snagu, prividnu snagu i jalovu snagu , za razliku od istosmjerne struje gdje je snaga definirana umnoškom P= U I ,ovdje se uzima u obzir fazni pomak φ između napona i struje. • Metode za mjerenje snage kod izmjenične struje razlikuju se ovisno o parametrima električnog kruga (frekvenciji , naponu i snazi). Budući da djelatna i jalova snaga ovise o faznom pomaku napona i struje instrumenti za njihovo mjerenje moraju biti fazno osjetljivi.

10. Trofazni sustavi • trožični bez nulvodiča  visokonaponski prijenosi sustavi • četverožični sa nulvodičem niskonaponske mreže

11. Mjerenje snage s jednim vatmetrom • vatmetri su instrumenti koji se koriste za neposredno mjerenje djelatne snage. Pomoću njih se može mjeriti djelatna snaga potrošača sa cosφ ≠ 1 • Jednim vatmetrom možemo mjeriti snagu trofaznih sustava isključivo ako su oni simetrični. To znači da su im amplitude struje tj. opterećenja pojedinih faza jednake. • Prednost : koristimo samo jedan vatmetar. • Nedostatak : mjeri snagu samo simetričnih sustava

12. Mjerenje snage metodom dva vatmetra ( Aronov spoj) • Kada se mjeri snaga trožičnog trofaznog sustava s dva vatmetra (Aronov spoj), srednja snaga sustava je P= U13 I1 cos φ1 + U23 I2 cos φ2

13. Gdje su sa u13 i u23 označene potencijalne razlike v1 – v3 i v2 – v3 ,a sa φ1 i φ2 fazni pomaci između U12 i I1,odnosno između U23 i I2. • Ako su φ1 i φ2 manji od 90 ° ,ukupna srednja snaga je jednaka zbroju rezultata na vatmetrima jer su oba člana u izrazu za snagu pozitivna . Ako je samo jedan od faznih pomaka φ1 i φ2 veći od 90°,a drugi manji od 90° srednja snaga je jedanak razlici rezultata na vatmetru jer je jedan od članova negativan u tom slučaju imamo negativan otklon vatmetra . • Kada se mjeri snaga trožičnog trofaznog sustava pomoću dva vatmetra ukupna snaga se dobiva zbranjanjem ili oduzimanjem rezultata na vatmetru. I kod ove metode zbroj rezultata na vatmetru predstavlja ukupnu snagu sustava, dok pojedinačni rezultati ne predstavljaju snage u pojedinim fazama. • Prednost : ušteda 1 vatmetra , možemo mjeriti snagu nesimetričnih sustava • Nedostatak : ne mjerimo snagu pojedine faze nego ukupnu snagu

14. Mjerenje snage metodom tri vatmetra U prvom slučaju (slika 9) sa v1 ,v2 i v3 označeni su potencijali pojedinih faza ,a sa v potencijal točke Z ,tj u1 = v1 – v ; u2 = v2- v ; u3 = v3- v . Ako se struja i napon mijenjaju sinusoidalno ,a međusobno se fazno razlikuju za kut φ srednja snaga sustava je P = U1 I1 cos φ1 + U2 I2 cos φ2 + U3 I3cos φ3 = P1+P2+ P2

15. Kod trožičnog trofaznog sustava ,pomoću tri vatmetra dobijemo ukupnu snagu sustava,kada se sve tri snage aritmetički zbroje. Zbroj predstavlja ukupnu snagu sustava,a pojedinačni rezultati predstavljaju snage koje se troše u pojedinim fazama. • Prednost : mjeri snagu pojedinih faza , mjeri snagu nesimetričnih sustava • Mana: potrebna tri vatmetra za mjerenje

16. Literatura • www.wikipedia.org • http://elo.tvz.hr/php/skini_repoz.php?id=15321&id1=1&id2=1 • http://www.riteh.hr/zav_katd_sluz/zee/nastava/stel/oe2/download/11TrofazniSustav.ppt • http://www.fer.hr/_download/repository/MM_-_Tema8.pdf • Mjerenja u elektrotehnici , Vojislav Bego ,