Определение коэффициента мощности
Магнитное поле в цепях переменного тока изменяется по синусоиде, при этом энергия, с ним связанная, в течение половины периода течет от генератора к токоприемнику, а в следующий полупериод возвращается обратно в генератор.
Такая энергия называется реактивной. Протекание ее проявляется в виде добавочного тока, отстающего от напряжения, как показано на диаграмме, кривая "в". Этот ток, протекая от генератора к приемнику и обратно, не производит полезной работы, а только вызывает дополнительное нагревание проводов, то есть дополнительные потери активной энергии.
Активный и реактивный токи, протекающие в проводе, складываются в один общий ток, который измеряется амперметром. Произведение этого полного тока на напряжение называется полной мощностью.
Отношение активной мощности к полной называется коэффициентом мощности. Для удобства технических расчетов коэффициент мощности выражают через косинус условного угла "фи" (cosφ).
Усредненный коэффициент мощности при изменяющейся нагрузке определяют за некоторый период времени. Для определения коэффициента мощности пользуются показаниями активного и реактивного счетчиков, что позволяет узнать средневзвешенное значение tgφ за весь период, в течение которого расходовалась энергия.
Если разделить расход реактивной энергии на расход активной энергии, то получим величину, называемую тангенсом "фи":
tgφ = Wреактинвая/Wактвная
Определив tgφср, находят величину cosφ.
Величину коэффициента мощности можно определить также по показаниям вольтметра, амперметра и ваттметра по следующим формулам:
для однофазного тока cosφ = P/UI
для трехфазного тока cosφ = P/(1,73UлинIлин)
Сдвиг по фазе между током и напряжением
Сдвиг по фазе между током и напряжением: "а" — кривая изменения напряжения, "б" — кривая активного тока, "в" — кривая емкостного тока, "г" — кривая изменения индуктивного тока
Определить коэффициент мощности отдельных потребителей электроэнергии или участков сети при незначительно меняющейся нагрузке можно с помощью фазометра или ваттметра. Однако эти способы затруднительны, так как требуют разрыва токовых цепей.
Для измерения cosφ без разрыва цепи тока используется способ с использованием электроизмерительных клещей.
В трехфазных цепях при симметричной нагрузке измеряют мощность в одной фазе. Для этого магнитопроводом клещей охватывают один из проводов линии, генераторную клемму параллельной цепи ваттметра присоединяют к той же фазе, а вторую к нулевому проводу. Затем клещами измеряют ток в фазе и фазное напряжение.
Коэффициент мощности вычисляют по формуле:
cosφ = P/UI
