Como ya hemos visto, la potencia total de un sistema trifásico es
la suma de las potencias de cada uno de los tres sistemas monofásicos que lo
forman. Por tanto, la medida de la potencia total se realizará midiendo las
potencias de cada uno de esos sistemas monofásicos.
Para medir las potencias tenemos que distinguir si el sistema es
trifásico con neutro o trifásico a tres hilos. También hay que tener en cuenta si el sistema es equilibrado
o desequilibrado.
- 1. Sistema trifásico con neutro equilibrado
Para este
sistema se instala un vatímetro en la fase L1 y se multiplica su
lectura por 3 para obtener la potencia trifásica.
Figura 1: Medida de potencia en sistemas trifásicos equilibrados con neutro
Si queremos obtener la potencia reactiva y
la aparente tendremos que realizar la medida de intensidad y tensión y, en
función de las lecturas de los instrumentos, realizaremos los cálculos:
- 2. Sistema trifásico con neutro desequilibrado
En
los sistemas desequilibrados la potencia activa será la suma de las medidas de
los tres vatímetros conectados según la figura 2:
Figura 2: Medida de potencia activa en sistemas trifásicos desequilibrados con neutro
Para obtener además los valores de
potencia reactiva y potencia aparente tendremos que recurrir al montaje de la
figura 3 y realizar los siguientes cálculos:
Figura 3: Medida de potencias en sistemas trifásicos desequilibrados con neutro
- 3. Sistema trifásico sin neutro
En
sistemas a tres hilos, tanto si son equilibrados como si son desequilibrados,
se utilizan el método de los dos vatímetros o método Aron, cuyo esquema de
conexiones se puede ver en la figura 4.
Figura 4: Medida de potencias en sistema desequilibrado a tres hilos. Método Aron.
Observando
las conexiones y el diagrama vectorial de los valores eficaces representados en
la figura 5, tendremos que: |
Figura 5: Diagrama vectorial para las medidas de potencia por el Método Aron
|
|
Sumando las medidas
de los dos vatímetros, obtenemos
la potencia trifásica del sistema:
Restando la medida de los dos vatímetros obtenemos:
Por
lo que podemos obtener la potencia reactiva trifásica multiplicando W1-W2
por :
En función del ángulo φ tenemos 4 casos:
- Para φ<60º. Es el caso general.
- Para φ=0, cos φ=1.
Carga resistiva pura. En este
caso la lectura de los dos vatímetros es igual W1=W2 y la
potencia reactiva trifásica será cero.
- Para φ=60º, la lectura del vatímetro 2 será cero, W2=0
- Para φ>60, cos φ<0,5. Estaremos en un sistema con un factor de potencia
inferior a 0,5. La lectura de W2 es negativa y hay que invertir la
conexión en su bobina voltimétrica.