Todos los equipos y máquinas eléctricos funcionan para suministrar energía eléctrica y disipan grandes cantidades de energía. La potencia suministrada generalmente se mide en términos de vatios utilizando un dispositivo llamado vatímetro. Un vatímetro también se denomina medidor de deflexión y se utiliza principalmente en laboratorios eléctricos. No solo mide la potencia en términos de vatios, sino que también mide en términos de kilovatios y megavatios. El vatímetro generalmente consta de dos bobinas de corriente “CC” que generalmente se conecta en serie con la corriente de carga y una bobina de voltaje / presión / potencial “PC”, esta bobina generalmente se conecta a través del circuito de carga. La energía eléctrica se puede representar en tres formas, son reales. poder , potencia reactiva y potencia aparente. El siguiente artículo describe el método de dos vatímetros en condiciones de carga equilibrada.
¿Qué es el método de dos vatímetros?
A tres fases El medidor de dos vatios mide la corriente y el voltaje de cualquiera de las 2 líneas de suministro de 3 fases correspondientes a la 3ª línea de suministro de 3 fases. Se dice que el vatímetro trifásico 2 está en una condición de carga equilibrada si la corriente en cada fase se retrasa en un ángulo “φ” con el voltaje de fase.
Construcción del método de dos vatímetros
La potencia trifásica de un circuito trifásico se puede medir usando 3 formas,
- Método de 3 vatímetros
- Método de 2 vatímetros
- Método de 1 vatímetro.
El concepto principal de 2 vatímetros con voltaje trifásico es equilibrar la carga trifásica satisfaciendo la condición de retraso de corriente en un ángulo '‘ 'con la fase de voltaje. El diagrama esquemático del vatímetro trifásico 2 se muestra a continuación
Diagrama de circuito
Consta de 2 vatímetros como W1 y W2, donde cada vatímetro tiene una bobina de corriente 'CC' y una bobina de presión 'PC'. Aquí, un extremo del vatímetro 'W1' está conectado al terminal 'R' mientras que un extremo del vatímetro 'W2' está conectado al terminal 'Y'. El circuito también consta de 3 inductores 'Z' que están construidos en una topología en estrella. Los 2 extremos de los inductores están conectados a 2 terminales de un vatímetro, mientras que el tercer terminal del inductor está conectado a B.
Derivación del método de dos vatímetros
Se utilizan dos vatímetros para determinar dos parámetros principales que son,
Considere la carga utilizada como carga inductiva que se representa siguiendo el diagrama fasorial como se muestra a continuación.
Diagrama fasorial
Los voltajes VRN,VEN,y VBNson eléctricamente 1200en fase entre sí, podemos observar que la fase actual se retrasa en el “φ0”Ángulo con fase de tensión.
La corriente en vatímetro W1se representa como
EN1= YoR…….. (1)
dondeRes actual
La diferencia de potencial a través de la bobina del vatímetro W1 se da como
EN1= ~ VRB= [~ VRN- ~ VBN] ……… (2)
Dónde VRNy VBN son voltajes
La diferencia de fase entre el voltaje 'VYB'Y actual' IY'Se da como (300+ φ)
Por lo tanto, la potencia medida por el vatímetro se da como
EN2= VYByoYporque (300+ φ) ………… .. (3)
En condiciones de carga equilibrada,
yoR= YoY= YoB= YoLy ………… .. (4)
VRY= VYB= VBR= VL………… (5)
Por lo tanto, obtenemos lecturas de vatímetro como
EN1= VLyoLporque (300- φ) y ……………. (6)
EN2= VLyoLporque (300+ φ) …………… .. (7)
Derivación de potencia total
La lectura total del vatímetro se da como
EN1+ W2= VLyoLporque (300- φ) + VLyoLporque (300+ φ) ………… .. (8)
= VLyoL[cos (300- φ) + cos (300+ φ)]
= VLyoL[cos 300cos φ + sin 300sin φ + cos 300cos φ – sin 300sin φ ]
= VLyoL[2 cos 300cos φ]
= VLyoL[ (2 √3 / 2) cos 300cos φ]
= √3 [ VLyoLcos φ] ……… (9)
W1 + W2 = P… .. (10)
Donde 'P' es la potencia total observada en una condición de carga equilibrada trifásica.
Derivación del factor de potencia
Definición : Es la relación entre la potencia real observada por la carga y la potencia aparente que fluye en el circuito.
El factor de potencia de la condición de carga equilibrada trifásica se puede determinar y derivar de las lecturas del vatímetro de la siguiente manera
De la ecuación 9
W1 + W2 = √3 VLyoLporque φ
Ahora W1 - W2 = VLyoL[cos (300- φ) - cos (300+ φ)]
= VLyoL[cos 300cos φ + sin 300sin φ – cos 300cos φ + sin 300sin φ ]
= 2 VLyoLsin 300sin φ
W1 - W2 = VLyoLsin φ ………….. (11)
División de las ecuaciones 11 y 9
[W1 - W2 W1 + W2] = VLyoLsin φ / √3 VLyoLporque φ
Tan φ = √3 [W1 - W2 W1 + W2]
El factor de potencia de la carga se da como
cos φ = cos tan-1 [√3] [W1 - W2 W1 + W2] ………(12)
Derivación de potencia reactiva
Definición : Es la relación entre la energía compleja correspondiente al almacenamiento y la reactivación de la energía en lugar del consumo.
Para obtener la potencia reactiva, multiplicamos la ecuación 11 por
√3 [W1 - W2] = √3 [ VLyoLsin φ] = Pr
PAGr= √3 [W1 - W2] …………. (13)
Donde Pres la potencia reactiva obtenida de 2 vatímetros.
Tabla de métodos de dos vatímetros
Las observaciones del método de dos vatímetros se pueden anotar prácticamente siguiendo la tabla.
| S .NO | Voltaje VL (voltios) | IL actual (amperios) | Potencia W1 (vatios) | Potencia W2 (vatios) | Potencia total P = W1 + W2 | Power Factor = cos φ |
| 1 | ||||||
| 2 | ||||||
| 3 |
Precaución
Las siguientes son las precauciones a seguir
- Las conexiones deben hacerse firmemente
- Evite el error axial paralelo.
Ventajas de dos vatímetros
Las siguientes son las ventajas
- Tanto la carga equilibrada como la desequilibrada se pueden equilibrar utilizando este método
- En una carga conectada en estrella, es opcional conectar el punto neutro y el vatímetro
- En un delta, no es necesario abrir las conexiones de carga conectadas para conectar el vatímetro
- La potencia trifásica se puede medir usando dos vatímetros
- Tanto la potencia como el factor de potencia se determinan en una condición de carga equilibrada.
Desventajas de dos vatímetros
Las siguientes son las desventajas
- No apto para sistemas trifásicos de 4 hilos
- Los devanados primarios W1 y los secundarios W2 deben identificarse correctamente para evitar resultados incorrectos.
Aplicaciones de dos vatímetros
Las siguientes son las aplicaciones
- Los vatímetros se utilizan para medir el consumo de energía de cualquier aparato eléctrico y verificar su potencia nominal.
Preguntas frecuentes
1). ¿Qué es un WattMeter?
Un vatímetro es un dispositivo eléctrico que se utiliza para medir la potencia eléctrica de los equipos eléctricos.
2). ¿Cuáles son las unidades de poder?
La potencia se puede medir usando un vatímetro en un rango de Watts, Kilovatios, Mega Watts.
3). ¿Qué es la condición equilibrada en un vatímetro trifásico de dos?
Se dice que el vatímetro trifásico 2 está en una condición de carga equilibrada si la corriente en cada fase se retrasa en un ángulo φ con el voltaje de fase.
4). ¿Cuál es la ecuación de potencia del vatímetro trifásico dos?
La ecuación de potencia se da como P = √3 VL IL cos φ
5). ¿Cuál es el factor de potencia de un vatímetro trifásico de dos?
El factor de potencia se da como cos φ = cos tan-1 √3 [([W1- W2] [W1 + W2])
6). ¿Cuál es la ecuación de potencia reactiva del vatímetro trifásico de dos?
La potencia reactiva se da como Pr = √3 (W1- W2)
Todo el dispositivo eléctrico disipa energía cuando se suministra energía eléctrica, esta potencia se puede medir usando un dispositivo eléctrico llamado vatímetro, que generalmente mide en vatios / kilovatios / megavatios. La potencia trifásica de un circuito trifásico se puede medir de 3 formas utilizando el método de 3 vatímetros, el método de 2 vatímetros y el método de 1 vatímetro. Este artículo describe la 3 fase 2 vatímetro en condiciones de carga equilibrada. Esta condición es válida si la corriente en cada fase se retrasa en un ángulo φ con el voltaje de fase. La principal ventaja de este método es que puede medir condiciones de carga tanto equilibradas como no equilibradas.
