Låg effektfaktor wattmätare: Vad är det? (Och varför används den)

Vad är en låg effektfaktor wattmätare?

En låg effektfaktormätare är ett instrument som används för att exakt mäta låga värden på effektfaktor. Innan vi studerar mer om den låga effektfaktormätaren, måste vi förstå varför vi behöver en sådan (i stället för en standard elektrodynamisk wattmätare)

Svaret är enkelt: en standard wattmätare ger oexakta resultat.

Nu finns det två huvudsakliga situationer där vi inte bör använda en vanlig wattmätare vid mätning av en låg effektfaktor:

1. Värdet av avvikande moment är mycket lågt även om vi fullt ut exciterar strömkretsen och spänningsspiralen.

2. Fel på grund av induktans i spänningsspiralen.

De ovan nämnda två skälen ger mycket oexakta resultat, därför bör vi inte använda normala eller vanliga wattmätare vid mätning av låga värden på effektfaktor.

Genom att göra vissa modifieringar eller lägga till nya funktioner kan vi dock använda en modifierad elektrodynamisk wattmätare eller låg effektfaktormätare för att exakt mäta den låga effektfaktorn.

I ideal fall skulle vi öka effektfaktorn genom effektfaktorkorrektion. Men ibland är det inte möjligt att få effektfaktorn tillräckligt hög (på grund av tekniska skäl eller budgetmässiga begränsningar).

Här ska vi diskutera var vi behöver göra modifieringar. Dessa diskuteras en efter en nedan:

(1) Den elektriska resistansen i den vanliga wattmätarens spänningsspiral minskas till ett lågt värde så att strömmen i spänningsspiralkretsen ökar, vilket leder till. I denna kategori uppstår två fall, diagram som visas nedan:

I den första kategorin är båda ändarna av spänningsspiralen anslutna till nätssidans (dvs. strömspiralen är i serie med belastningen). Nätspänningen är lika med spänningen över spänningsspiralen. Så i detta fall har vi effekt som visas av den första wattmätaren är lika med effektavvikelsen i belastningen plus effektavvikelsen i strömspiralen.

I den andra kategorin är strömspiralen inte i serie med belastningen och spänningen över spänningsspiralen är inte lika med den tillämpade spänningen.

Spänningen över spänningsspiralen är lika med spänningen över belastningen. Denna effekt som visas av den andra wattmätaren är lika med effektavvikelsen i belastningen plus effektavvikelsen i spänningsspiralen.

Utifrån ovanstående diskussion konstaterar vi att i båda fallen har vi någon mängd fel, därför finns det behov av att göra vissa modifieringar i de ovanstående kretsarna för att ha minsta möjliga fel.

Den modifierade kretsen visas nedan:
Vi har här använt en speciell spira kallad kompensatorspira, den bär en ström som är lika med summan av två strömmar, dvs belastningsström plus spänningsspiraström.

Spänningsspiran placeras så att fältet producerat av kompensatorspiran motverkas av fältet producerat av spänningsspiran, som visas i kretsschemat ovan.

Så det totala fältet beror endast på strömmen I. På detta sätt kan fel orsakade av spänningsspiran neutraliseras.

(2) Vi behöver en kompensatorspira i kretsen för att göra en låg effektfaktormätare. Det är den andra modifieringen som vi har diskuterat i detalj ovan.

(3) Nu handlar det tredje punkten om kompensation av induktansen i spänningsspiran, vilket kan uppnås genom att göra modifieringar i den ovanstående kretsen.

Låt oss nu härleda ett uttryck för korrekturfaktor för spänningsspirans induktans. Och från denna korrekturfaktor ska vi härleda ett uttryck för fel på grund av spänningsspirans induktans.

Om vi beaktar induktansen i spänningsspiran har vi inte spänning över spänningsspiran i fas med den tillämpade spänningen.

Därför ligger den i det här fallet efter med en vinkel

Där R är elektrisk resistans i serie med spänningsspiran, rp är spänningsspirans resistans, här konstaterar vi också att strömmen i strömspiran ligger också efter med viss vinkel jämfört med strömmen i spänningsspiran. Och denna vinkel ges av C = A – b. Vid detta tillfälle är läsningen av voltmetern given av

Där, Rp är (rp+R) och x är vinkel. Om vi ignorerar effekten av induktansen i spänningsspiran, dvs. sätter b = 0, har vi uttrycket för sann effekt som

Genom att ta kvoten mellan ekvationerna (2) och (1) har vi uttrycket för korrekturfaktor som skrivs nedan:

Och från denna korrekturfaktor kan felet beräknas som

Genom att ersätta värdet av korrekturfaktorn och ta lämplig approximation har vi uttrycket för fel som VIsin(A)*tan(b).

Nu vet vi att felet orsakat av spänningsspirans induktans ges av uttrycket e = VIsin(A) tan(b), om effektfaktorn är låg (dvs. i vårt fall är värdet av φ stort, därför har vi ett stort fel).

För att undvika denna situation har vi anslutit en variabel serie-resistans med en kondensator som visas i figuren ovan.

Denna slutgiltigt modifierade krets som erhålls kallas för den låga effektfaktormätaren.

En modern låg effektfaktormätare är designad så att den ger hög noggrannhet vid mätning av effektfaktorer ännu lägre än 0,1.

Uttalande: Respektera det ursprungliga, godartade artiklar är värda delas, om det finns upphovsrättsoverträdelse kontakta för radering.