W ćwiczeniu, do pomiaru mocy prądu trójfazowego w sieci trójprzewodowej użyliśmy watomierza dwu-systemowego w ukł. Arona:

Liczniki energii elektrycznej - budowa i działanie

Liczniki wykorzystywane do pomiarów energii czynnej są zbudowane z organów napędowych, posiadających dwie cewki: prądowe i napięciowe, które są nawinięte na rdzeniach z blach transformatorowych. Strumienie magnetyczne, powstałe na obu uzwojeniach, tworzą prądy wirowe w tarczy aluminiowej. Poprzez strumienie i prądy, wytwarzany jest moment napędowy tarczy, który za pomocą przekładni zębatych, przenosi obroty na liczydło. Liczydło sumuje obroty tarczy, a następnie przelicza je na wartość energii odczytywanej przez nas w kWh.

Liczniki, które używaliśmy podczas naszych doświadczeń, to liczniki trójfazowe dwu-systemowe. Składają się one z dwóch organów napędowych, takich jak w licznikach jednofazowych.

Przekładniki prądowe i napięciowe

Celem przekładników prądowych/napięciowych jest umożliwienie pomiaru dużych natężeń/napięć prądu, miernikami o mniejszych zakresach pomiarowych.

1. Wyznaczanie stałej licznika energii elektrycznej.

N - liczba obrotów tarczy

t - czas pomiaru

P - moc czynna

A - przepływająca energia

C_L - stała licznika

N	t	P	A	CL
-	s	W	kWh	obr/kWh
32	60	2500	0,0417	768

Przepływającą energię wyliczamy ze wzoru:

Prędkość obrotowa jest proporcjonalna do mocy czynnej P, a liczba obrotów tarczy N do przepływającej energii.

stąd:

2. Pomiary w układzie z odbiornikiem niesymetrycznym połączonym w trójkąt.

Rodzaj obciążenia	U12	I1	I2	I3	I12	I23	I31	ΣU12Ifcosφ	kI	P
		V	A	A	A	A	A	A	W	A/A	W
trójkąt niesymetr.	380	1,525	1,725	1,425	1	0,9	0,75	1007	5/2	1000

=1007 W

gdzie: I_f - prądy poszczególnych faz odbiornika

zakładamy cos=1

3. Pomiary w układzie z odbiornikiem symetrycznym połączonym w trójkąt.

Rodzaj obciążenia	U12	I1	I2	I3	I12	I23	I31	ΣU12Ifcosφ	kI	P
		V	A	A	A	A	A	A	W	A/A	W
trójkąt symetr.	380	1,525	1,625	1,525	0,9	0,9	0,9	1026	5/2	1002

związek między prądami fazowymi i przewodowymi

4. Pomiary w układzie z odbiornikiem połączonym w gwiazdę symetryczną.

Rodzaj obciążenia	U12	I1	I2	I3	Uf1	Uf2	Uf3	ΣUfIfcosφ	kI	P
		V	A	A	A	V	V	V	W	A/A	W
trójkąt symetr.	380	0,6	0,6	0,6	220	220	220	396	5/1	400

5. Pomiary w układzie z odbiornikiem połączonym w gwiazdę niesymetryczną.

Rodzaj obciążenia	U12	I1	I2	I3	Uf1	Uf2	Uf3	ΣUfIfcosφ	kI	P
		V	A	A	A	V	V	V	W	A/A	W
trójkąt symetr.	380	0,50	0,46	0,57	225	245	185	331	5/1	340

Wnioski

Istnieję pewne rozbieżności co do poboru mocy przez układ między wynikiem wyliczonym ze wzorów, a odczytanym na watomierzu. Błąd nie jest duży (rzędu co najwyżej kilku procent), a sam pomiar mocy watomierzami w układzie Arona jest dużo prostszy, szybszy i tańszy.

Watomierze w układzie Arona mają zastosowanie w sieciach trójprzewodowych i czteroprzewodowych symetrycznych. Nie można jednak stosować tego sposobu przy niesymetrycznym odbiorniku połączonym w gwiazdę, co niewątpliwie stanowi jego wadę.

Z₁

Z₂

Z₃

L1

L2

L3

I₁

I₃

I₂

U₁₃

U₂₃

N'

W

W

W