MÅSURAREA ENERGIEI ELECTRICE REACTIVE

MÅSURAREA ENERGIEI ELECTRICE REACTIVE

Måsurarea energiei reactive in circuitele trifazate cu tensiuni simetrice

Måsurarea energiei reactive in cicuitele trifazate alimentate cu tensiuni simetrice se realizeazå cu ajutorul contoarelor trifazat alimentate cu tensiuni auxiliare. Simbolurile utilizate pentru contoarele de energie reactivå alimentate cu tensiuni auxiliare sunt:

T - CR mn

ele avand urmåtoarele semnifica¡ii:

T - trifazat ; C - contor ; R - energie reactivå

m 3 (4) - reprezintå numårul de faze al re¡elei trifazate

n = 2 (3) - reprezintå numårul de sisteme active monofazate de måsurå ale contorului.

Principiul de realizare al contorului de energie reactivå alimentat cu tensiuni auxiliare se deduce pornind de la expresia cuplului activ al unui contor de induc¡ie :

(8.21)

Ca acest cuplu så devinå propor¡ional cu puterea reactivå Q trebuie så fie indeplinitå condi¡ia:

(8.22)

Se observå cå pentru a indeplini condi¡ia (8.21) este necesarå aplicarea la bobina de tensiune, in locul tensiunii a unei tensiuni auxiliare , defazatå cu unghiul b inaintea tensiunii ( Fig.8.9). ¥n aceastå situa¡ie ¿i cuplul activ al contorului devine propor¡ional cu puterea reactivå:

(8.23)

Deoarece in acest caz este defazat inaintea , discul contorului se invarte invers ¿i de aceea, pentru påstrarea sensului corect de rota¡ie, se alimenteazå bobina de tensiune cu tensiunea , defazatå in acest caz cu unghiul fa¡å de

In concluzie, pentru ca så se poatå måsura cu un contoar de induc¡ie monofazat, avand unghiul intern b, energia reactivå a unui consumator parcurs de curentul I ¿i avand la borne tensiunea U, conectarea se face astfel:

- bobina de curent se monteazå in serie cu consumatorul, fiind parcurså de curentul I;

- bobina de tensiune se alimenteazå cu o tensiune auxiliarå defazatå cu fa¡å de tensiunea

Ob¡inerea tensiunilor auxiliare este greu de realizat practic in circuite monofazate sau trifazate cu tensiuni oarecare, inså este comodå in circuitele trifazate cu tensiuni simetrice pentru contoarele cu unghiuri interne:

Pentru circuitele trifazate fårå conductor neutru puterea reactivå este datå de rela¡ia:

(8.24)

In situa¡ia tensiunilor simetrice se pot utiliza contoare cu douå sisteme active monofazate ce pot avea unghiul intern sau

a) Contor T - CR 32

Tensiunile auxiliare vor trebui så fie defazate cu un unghi egal cu in urma tensiunilor ce intervin in expresia (8.24). Conform diagramei fazoriale din Fig.8.10 aceste tensiuni auxiliare vor fi :

(8.25)

Fig.8.11. Contor de energie reactivå CR 32 b .

Primul sistem de måsurare al contorului va avea bobina de curent parcurså de , iar bobina de tensiune alimentatå cu , in timp ce al doilea sistem va avea bobina de curent parcurså de curentul , iar bobina de tensiune alimentatå cu . Schema de montaj este prezentatå in Fig.8.11.

b) Contor de energie reactivå T - CR 32

Tensiunile auxiliare trebuie så fie defazate cu fa¡å de cele ce intervin in rela¡ia ( . Conform diagramei fazoriale din Fig.8.12 aceste tensiuni auxiliare vor fi :

(8.26)

Rezultå schema de montaj din Fig.8.13, unde se observå necesitatea realizårii unui punct neutru artificial cu ajutorul unei impedan¡e egalå cu impedan¡a bobinei circuitului de tensiune.

Fig.8.13. Contor CR .

Pentru circuitele trifazate cu conductor neutru, alimentate cu tensiuni simetrice, puterea reactivå este datå de rela¡ia:

(8.27)

deci contorul va avea trei sisteme active monofazate. Se utilizeazå contoare de energie reactivå cu sau

a) Contor de energie reactivå T - CR 43

Tensiunile auxiliare defazate cu fa¡å de tensiunile din rela¡ia (8.27) sunt (Fig.8.13):

(8.28)

Primul sistem activ monofazat are bobina de curent parcurså de iar bobina de tensiune are aplicatå tensiunea , cel de-al doilea sistem monofazat are bobina de curent parcurså de ¿i la bobina de tensiune are aplicatå tensiunea iar cel de-al treilea sistem monofazat are bobina de curent parcurså de ¿i bobina de tensiune are aplicatå tensiunea (Fig.8.14).

b) Contor de energie reactivå T - CR

Tensiunile auxiliare sunt in aceastå situa¡ie :

(8.29)

Fig.8.14. Contor CR - .

Schema de montaj este prezentatå in Fig.8.15.

Fig.8.15. Contor CR - .

Måsurarea energiei rective in circuite trifazate cu tensiuni nesimetrice

¥n circuitele trifazate alimentate cu tensiuni nesimetrice, puterea reactivå integratå de contoarele trifazate de energie reactivå alimentate cu tensiuni auxiliare va fi diferitå de puterea reactivå trifazatå din circuit . Rela¡ia intre ¿i , deci eroarea de måsurare introduså de nesimetria sistemului de tensiuni, se determinå cu ajutorul componentelor simetrice ale tensiunilor ¿i curen¡ilor. Se ob¡in urmåtoarele rezultate:

contoarele cu

(8.30)

contoarele cu

(8.31)

semnifica¡ia nota¡iilor fiind aceea¿i ca la cap.7.

Se observå cå la alimentarea circuitului trifazat cu tensiuni nesimetrice, energia reactivå inregistratå de contorul trifazat alimentat cu tensiuni auxiliare este mai micå decat energia reactivå realå. Cunoa¿terea erorii produså de nesimetria tensiunilor sistemului trifazat, la måsurarea energiei reactive cu aceste tipuri de contoare, este importantå atat la verificarea ¿i etalonarea acestor aparate cat ¿i la måsuråtorile efectuate la marii consumatori.

3. Contoare de energie reactivå cu ¿unt.

Ob¡inerea propor¡ionalitå¡ii cuplului activ cu puterea reactivå se realizeazå prin ¿untarea bobinei de curent cu o rezisten¡å neinductivå (care produce defazarea curentului din bobina din curent) ¿i prin folosirea unei rezisten¡e adi¡ionale in circuitul bobinei de tensiune, care reduce unghiul de defazaj (Fig.8.16). Datoritå defazårii curentului din bobina de curent in urma curentului , fluxul devine defazat fa¡å de curentul cu unghiul . Dacå se regleazå rezisten¡a ¿untului ¿i cea adi¡ionalå astfel incat unghiurile rezultå cå unghiul:

(8.32)

a devenit egal cu unghiul de defazaj al circuitului iar expresia cuplului activ devine:

(8.41)

Momentul cuplului activ este propor¡ional cu puterea reactivå inså sensul este inversat, de la spre , incat pentru ob¡inerea unui sens normal de rota¡ie al discului se inverseazå polaritatea tensiunii aplicate bobinei de tensiune.

Pe acest principiu se construiesc ¿i contoarele trifazate cu ¿unt, avand douå sau trei sisteme active identice, montate in conformitate cu rela¡ia puterii reactive provenite din teorema lui Blondel.

Fig.8.16. Contor de energie reactivå cu ¿unt.

a) Contor trifazat cu ¿unt pentru circuite fårå conductor neutru.

Rela¡ia pentru puterea reactivå este:

(8.33)

Schema de montaj este prezentatå in Fig.8.17.

   

Fig.8.17. Contor cu ¿unt pentru Fig. 8.18. Contor cu ¿unt pentru

circuit trifazat fårå neutru. circuit trifazat cu neutru.

b) Contor cu ¿unt pentru circuite trifazate cu conductor neutru.

Rela¡ia pentru puterea reactivå este in acest caz :

(8.34)

iar montajul contorului este prezentat in Fig.8.18.