Medida de potencia activa en sistemas trifásicos

Carga en estrella con neutro accesible

Si tenemos un receptor trifásico, compuesto por tres impedancias conectadas en estrella

y con neutro, la potencia absorbida por las tres impedancias se puede medir mediante  Z1,  Z2 y  Z3 tres vatímetros conectados según la figura siguiente:

Que coinciden con las potencias activas consumidas por cada impedancia respectivamente

W1 = PZ1 , W2 = PZ2 , W3 = PZ3

por lo que la potencia activa total consumida por este receptor, que es la suma de las potencias activas consumidas por cada impedancia, coincide con la suma de las lecturas de los vatímetros conectados según la figura anterior.

P = PZ1 + PZ2 + PZ3 = W1 + W2 + W3

Si las tres impedancias son iguales tendremos un sistema equilibrado en  Z1 =  Z2 =  Z3 intensidades y tensiones, por lo que I1 = I2 = I3 y n1= n2= n3 , por consiguiente solo se necesita un vatímetro, W , para medir la potencia activa total, que será:

                         P = 3 W

Carga en estrella con neutro NO accesible.

El caso de este receptor que solo dispone de tres conductores (tres fases), la medida de la potencia activa total consumida por el receptor se puede obtener mediante tres vatímetros montados según el esquema de la figura, donde vemos que se ha formado un neutro artificial con las bobinas voltimétricas de los vatímetros.

Carga en triángulo con fases accesibles.

Para un sistema de cargas conectadas en triángulo con fases accesibles, un  Z12,  Z23 y  Z31 sistema de medida de potencia activa total, puede verse en la figura.

La potencia activa total consumida por la carga trifásica en triángulo, será la suma de las potencias de cada uno de los tres sistemas monofásicos que lo forman:

P = PZ12 + PZ23 + PZ31

donde PZ12 +PZ23 y PZ31 son las potencias activas consumidas por las impedancias  Z12,  Z23 y  Z31 respectivamente.

La lectura del vatímetro W1 coincide con la potencia media o activa consumida por la impedancia Z12

W1 = U1'2' I1'2' Cos (U1'2', I1'2') = PZ12

de igual manera la lectura de los vatímetros W2 y W3 son:

W2 = U2'3' I2'3' Cos (U2'3', I2'3') = PZ23

W3 = U3'1' I3'1' Cos (U3'1', I3'1') = PZ31

Esto implica que la suma de las lecturas de los tres vatímetros nos da la potencia activa total consumida por el receptor en triángulo.

P = W1 + W2 + W3

Si las tres impedancias fueran iguales, la lectura de los tres vatímetros  Z12 '  Z23 '  Z31 también sería la misma, W1 = W2 = W3, por lo que con un solo vatímetro, W, sería suficiente para medir la potencia activa, siendo:

P = 3 W.