Meten van draaistroom vermogen
Bij het meten van het vermogen aan krachtstroom installaties moet het vermogen van alle drie fasen gelijktijdig gemeten worden om het totale vermogen te kunnen achterhalen. Hiervoor bestaan drie veel gebruikte methodes die in dit artikel beschreven worden.
Eén wattmeter methode
Het ligt erg voor de hand om het vermogen van slechts één fase te meten en dit te vermenigvuldigen met drie om het totale vermogen van een krachtstroom aansluiting te meten:
[equ. 1]
Dit gaat alleen goed zolang de spanningen onderling en de belastingen van de drie fasen exact gelijk zijn. Het maakt hierbij niet uit of het sterpunt van de belasting al dan niet met de "nul" is verbonden, of dat de belasting in driehoek is geschakeld.
Het bezwaar van deze methode dat men zonder aanvullende metingen nooit zeker kan weten of de drie spanningen exact gelijk zijn aan elkaar. En er bestaat een reële kans dat de drie belastingen onderling niet gelijk aan elkaar zijn wat grote meetfouten kan veroorzaken. Om dit te achterhalen zouden aanvullende stroom- en faseverschuivingsmetingen nodig zijn. Deze methode is dus niet aan te bevelen.
Drie wattmeters methode
Om een betrouwbare vermogensmeting aan krachtstroom installaties te verrichten moeten de individuele vermogens van de afzonderlijke fasen gemeten worden. Hiervoor worden drie wattmeters ingezet die elk het vermogen meten van één fase. Elke wattmeter wordt zo aangesloten dat deze de fase spanning ten opzicht van de "nul" meet en de stroom door de fase. Figuur 2 laat zien hoe de drie wattmeters worden aangesloten.
Het totale vermogen van de installatie kan nu eenvoudig worden berekend door de gemeten vermogens van de drie wattmeters bij elkaar op te tellen:
[equ. 2]
Twee wattmeters methode
Indien de neutrale (nul) niet ter beschikking staat en de belasting alleen op de drie fasen aangesloten is kan de "nul" niet gebruikt worden om de fasespanningen te meten. In deze gevallen kan één van de fasen als nulreferentie gekozen om met twee wattmeters het vermogen van de twee overige fasen te meten. Het totale vermogen is dan gelijk aan de som van de twee gemeten vermogens:
[equ. 3]
In figuur 3 zijn zowel de spanningsbronnen als de belastingen in ster getekend, deze mogen uit de aard der zaak ook in driehoek geschakeld zijn.
Opgepast!
Voordat deze meting wordt toegepast moet men zich ervan verzekeren dat er geen (verborgen) belasting aanwezig is tussen één van de fasen en de "nul". Deze meting zal ongeldige resultaten geven indien er een stroom loopt door de neutrale geleider!
Controleberekeningen
De controleberekeningen worden verricht met een willekeurige momentele waarden voor de spanning u(t) en stroom i(t). Het hieruit volgende momentele vermogen p(t) moet altijd geldig zijn ongeacht de amplitude en vorm van de spanning en stroom, en willekeurig welke faseverschuiving er optreedt. Meer informatie hierover is te vinden op de pagina Theorie en Definities.
Omdat de "nul" niet is aangesloten moet de som van de momentele stromen in L1, L2 en L3 volgens de stroomwet van Kirchhoff nul zijn:
[equ. 4]
Met dit gegeven als voorwaarde, kan worden aangetoond dat de som van de momentele vermogens van de drie fasen gelijk is aan de som van de momentele vermogens die gemeten worden van twee fasen met een derde fase (L2) als spannings nulpunt:
[equ. 5]