AKTİF GÜÇ ÖLÇME

 

1 fazlı devrelerde P=U.I. cosJ

3 fazlı devrelerde Ö3.U.I.cosJ

Aktif güç ölçme wattmetre kullanarak ya da voltmetre , ampermetre ve cosJmetrenin bir arada kullanılmasıyla yapılır.(cosfi = akımla gerilim arasındaki açı )

 

1.1 Wattmetre Kullanarak Aktif Güç Ölçme

 

Wattmetreler 4 çeşittir. İşlevleri aynı olup iç yapıları farklılık gösterir. Uygulamada genel olarak ;

1 fazlı devrelerde , elektrodinamik wattmetreler ve dijital wattmetreler

3 fazlı devrelerde indüksiyon wattmetreler tercih edilir.

 

1.1.1.      Wattmetre Çeşitleri  ve Wattmetre Koruma Devreleri

 

1.1.1.a Elektrodinamik Tip Wattmetreler

 

Wattmetre devreye (şekil  ) deki gibi bağlanır. Hem S,S’ akım bobinlerinden hem de H gerilim bobininden akım geçeceğinden her iki bobinin üzerinde (S,S’ akım bobinleri bir sayılıyor) bir elektromanyetik kuvvet oluşur. Bu iki alanın etkisi altında kalan H gerilim bobini ve buna bağlı ibre döner. İbrenin sapma değeri , hem akım hem de gerilim büyüklüğüne bağlıdır.

Wattmetrenin gerilim uçları devreye bağlı iken , akım bobininden bir akım çekilmezse , ibrede bir hareket görülmez. (Akım bobininde manyetik alan oluşmadığından H bobinini hareket ettiren alanda oluşmaz . ) Öyleyse wattmetrenin sapma değeri , alıcının gününe göre değişir. İbre ters sapıyorsa bobinlerden bir tanesinin giriş ve çıkış uçları yer değiştirlir.

Elektrodinamik tip wattmetreler hem AC hem de DC  akımda ölçme yapabilirler. AC akımda her iki bobinin akım yönü aynı anda değiştiğinden sapmanın yönü sabit kalır.

Aletin dönme momenti güçle doğru orantılıdır. Bundan dolayı aletin kadran bölümleri lineer (düzgün) aralıklıdır. Wattmetrenin hassasiyetini artırmak için , H ve S,S’ bobinlerinin arasındaki mesafe mümkün olduğundan küçük tutulur ve gerilim bobininin üzerinden daha az akım geçmesi için gerilim bobininin önüne bir Rö ön direnci seri bağlanır.

 

1.1.1.b İndüksiyon Wattmetre

 

Bütün wattmetrelerde olduğu gibi , bunlarda akım ve gerilim bilgisine göre ölçme yaptıklarından ; kalın telden az spirli yapılmış ve devreye seri bağlanmış bir akım bobini ile ince telden çok spirli yapılmış bir gerilim bobini ve gerilim bobini üzerinden daha az akım geçmesi için gerilim bobininin önüne bir Rö ön direnci seri bağlanır . (Şekil   ) İndüksiyon wattmetrelerin her iki bobini de sabittir. İbre akım ve gerilim bobinlerinin etkisiyle dönen bir diske bağlıdır .

Gerilim bobini çok spirli yapıldığından , tam bir endüktif eleman özelliği gösterir. Bunun için kendi akımı , uygulanan gerilimden 90 derece geride olur , manyetik alanı da geride olur . Dolayısıyla akım ve gerilim bobinlerinin arasında 90 derece faz farkı vardır.

Wattmetre ile güç ölçümü yapılırken ibre ters sapıyorsa bobinlerden bir tanesinin giriş ve çıkış uçları yer değiştirilir.

İbrenin saptıktan sonra 0 noktasına gelmesi için diske bağlı helezon bir yaydan yararlanılır. Bu yay hem ibrenin geri dönmesini hem de yük darbelerinden daha az etkilenmesini sağlar.

 

1.1.1.c Dijital Wattmetreler

 

  AC akım devrelerinde kullanılan , içerisi tamamen elektronik devrelerle düzenlenmiş bir ölçü aletidir. (Şekil    ) 1 fazlı olarak imal edilirler. Dijital wattmetreler akım , gerilim ve bu büyüklüklerin arasındaki açı bilgilerine göre ölçme yaparlar. Dijital wattmetrelerde akım uçları devreye seri , gerilim uçları ise paralel bağlanır.

 

1.1.1.d Wattmetre Koruma Devreleri Ölçme Aralıkları

 

 Wattmetrelere , normal değerinden büyük gerilim uygulanırsa veya belirtilenden daha büyük akım çekilirse alet zarar görebilir, yanabilir. Bundan dolayı firmalar aletin ölçme alanını genişletme yöntemleri uygulamıştır. (Şekil      ) .

 

Şekil   için örneğin alet 240 V kademesine bağlı iken ibre 100 gösteriyorsa bu anda 240’ın çarpanı 10 olduğundan güç 100.10=1000 W olur.

 

1.1.1.e 1 Fazlı Wattmetreler

 

  Faz nötr arası ölçme yapan wattmetrelerin genel adıdır.

 

1.1.1.f 3 Fazlı Wattmetreler

 

  Aslında , 2 fazlı dengeli bir devrenin gücü , 1 fazın gücünün ölçülüp ( R-0 , S-0 , T-0 ) 3 ile çarpılmasıyla bulunabilir. Ancak bütün 3 fazlı yükler dengeli değildir. Bundan dolayı 3 fazlı wattmetreler üretilip , kullanılır.Yapısı ve çalışma özellikleri 1 fazlılarla aynıdır. İç bağlantıları farklılık gösterir. 3 fazlı wattmetrelerde tek ibre bulunur. 3 fazlı wattmetreler ikiye ayrılır.

 

a.3 Fazlı Aron Bağlı Wattmetreler

 

2 tane 1 fazlı wattmetrenin birleştirilmesiyle oluşmuştur. Dengeli veya dengesiz  AC , DC devrelerinde kullanılır. Tek ibre bulunur.

P=P1+P2

P1=R-S arası

P2= T-S arası

İki ayrı 1 fazlı wattmetresiyle ile yada 1 fazlı bir adet wattmetrenin iki ayrı şekilde aron bağlanmasıyla güç ölçülebilir.

Burada iki wattmetre kullanıldığı ( iki fazın ölçüldüğü) için 3. fazın ölçülmediği ölçümün yanlış olduğu düşüncesi yanlıştır. Burada R-S , T-S arası ölçüldüğünden her 3 fazda  ölçülmüş olur.

Aron bağlı wattmetre ile güç ölçümü yapılırken 3 fazlı dengeli yüklü alıcının güç katsayısının durumuna göre 4 ayrı sapma özelliği vardır.

 

  1. 3 fazlı almaç omik yük (cosJ=1) ise her iki wattmetre pozitif ileri yönde eşit sapar.P=P1+P2 olur
  2. 3 fazlı almacın güç katsayısı 0,5 ten büyükse her iki wattmetre pozitif ileri yönde sapar. Alıcının gücü P=P1+P2 olur.
  3. 3 fazlı almacın güç katsayısı 0,5 e eşit ise wattmetrelerden biri 0 diğeri pozitif gösterir. P=P2 olur.
  4. Eğer güç katsayısı 0,5 ten küçükse wattmetrelerden biri ileri diğeri geri gider. Ama ters sapan  wattmetrenin gerilim veya akım bobin uçları yer değiştirilerek doğru yönde sapması sağlanır ve negatif sağma değeri belirlenir.

 

b. 3 Fazlı 4 Telli Wattmetreler

 

  3 fazlı  dengeli veya dengesiz yüklerde alıcıların gücünü doğrudan göstererek ölçme yapan wattmetrelerdir. 3t tane akım , 3 tane gerilim bobinin vardır. Akım bobinleri her faza ayrı ayrı seri bağlanır. Gerilim bobini ise fazlar ile nötr arasına bağlanır. İster 1 fazdan ister 3 fazdan akım çekilsin ibrenin sapması çekilen gücün büyüklüğü arasında sapar.

 

1.2 Ampermetre , Voltmetre ve cosJmetre Kullanarak Güç Ölçme

 

1.2.1-1 Fazlı Devrelerde Ampermetre , Voltmetre ve cosJ metre Kullanarak Güç Ölçme

 

  1 fazlı devrelerde akım , gerilim ve güç katsayısı ölçülürse almacın gücü P=U.I.cosJ formülü ile bulunabilir. cosJmetre devrenin güç katsayısını ölçer. Wattmetre gibi akım bobini devreye seri , gerilim bobini paralel bağlanır. Ölçme hatalarını en aza indirmek için ampermetre ve voltmetrenin önce ve sonra bağlanmasına dikkat edilmedir.

 

1.2.2- 3 Fazlı Devrelerde Ampermetre , Voltmetre ve cosJmetre Kullanarak Güç Ölçme

 

3 fazlı dengeli devre ise ;

 

Sadece 1 fazın akımını , gerilimini ve güç katsayısını ölçmek yeterlidir.

P= Ö 3.U.IcosJformülü ile bulunur.

 

3 fazlı dengesiz devre ise ;

Dengesiz yükler ( faz sargıları farklı değerde yüklemiş 3 fazlı transformatörler vb.) uygulamada istenmesede bulunmaktadır. Bundan dolayı her fazın akımını , gerilimini ve güç katsayısını ayrı ayrı ölçtükten sonra devrenin gücü ;

 

P=P1+P2+P3 formülü ile hesaplanır.