27三相电路功率的测量.doc

PAGE  PAGE 73 2.7 三相电路功率的测量 实验目的 1．设计实验方案、实验接线图和数据记录表格等。 2．研究用一瓦计法和二瓦计法测量三相电路的有功功率的原理和方法。 3．研究测量对称三相电路的无功功率的原理和方法。 4．学习正确使用数字功率表。 实验原理 1．一瓦计法 当三相负载完全对称时，我们只需测量其中任意一相的功率，然后乘以3就等于三相负载的总功率，即 如图2.7-1a所示，一瓦计法适用于三相负载对称的情况，且负载为星形联结时要求中性点容易引出导线，三角形联结时其中一相要易于拆开。 * * U V W N U V W W W * * * W 三相负载 * 三相负载 a) b) 图2.7-1 三相负载功率的测量接线图 对称负载一瓦计法 b) 测量三相负载功率的二瓦计法 2．二瓦计法 二瓦计法测量三相负载的功率时其接线如图2.7-1b所示。不论三相负载的连接方法如何，也不论负载是否对称，只要是三相三线制电路，可以证明此法均正确无误。用此法时三相总功率等两个瓦特表测得的功率之和，即 两只瓦特表的读数单独来看不代表任何部分的功率，只有合起来才用意义。 实用中有专门用来测量三相三线制电路功率的二元瓦特表，该表测得的读数就是三相总功率。 二瓦计法测量三相功率时应注意的问题 1) 二瓦计法适用于对称或不对称的三相三线制电路，而对于三相四线制电路一般不适用。 2) 图2.7-1b只是二瓦计法的一种接线方式，而一般接线原则为： （1）两只功率表的电流线圈分别串接入任意两条火线中，电流线圈的星号端必须接在电源侧。 （2）两只功率表的电压线圈的星号端必须各自接到电流线圈的星号端，而两只功率表的电压线圈的非对应端必须同时接到没有接入功率表电流线圈的第三条火线上。 3）在对称三相电路中，两只瓦特表的读数与负载的功率因数之间有如下的关系： （1）负载为纯电阻（即功率因数等于1）时，两只功率表的读数相等。 （2）负载的功率因数大于0.5时，两只功率表的读数均为正。 （3）负载的功率因数等于0.5时，某一只功率表的读数为零 （4）负载的功率因数小于0.5时，某一只功率表的指针会反向偏转。为了读数，应把该功率表电流线圈（或电压线圈支路）的两个端钮接线互换，使指针正向偏转，但读数取为负值。有的功率表上带有专门的换向开关，将开关由“+”转至“–”的位置（即由“1”合向“2”），功率表内的电压线圈被反向联接，于是功率表的指针就会改变偏转方向。 4．无功功率和负载的功率因数角的计算 在对称三相电路中，可以用二瓦计法测得的示值和来求出负载的无功功率和负载的功率因数角，其关系式为 用一只功率表测对称三相电路的无功功率 U V W 对称三相负载 W * W * 图2.7-2 单表测无功功率 对称三相电路中的无功功率还可以用一只功率表来测量（见图2.7-2），将功率表的电流线圈串接于任一条火线线（图示为V线），其电流线圈的星号端接在电源侧，而电压线圈跨接到另外两条火线线之间，其电压支路的星号端应按正相序接到串接电流线圈所在相的下一相的火线上（图示为W线），这时三相负载所吸收的无功功率为 式中，是功率表的示值。当负载为感性时，功率表正向偏转；负载为容性时，功率表反向偏转（示值取负值）。 三、实验仪器设备 实验设备是KHDJ-1B型综合实验台 1．三相电源（三相调压器） 1个 2．三相负载箱 1个 3．交流电压表 1只 4．单相功率表 2只 5．交流电流表 1只 四、实验内容与方法 1．测量三相四线制电路中负载所消耗的有功功率。用一瓦计法和二瓦计法测量对称电阻性负载的有功功率。 2．测量三相三线制电路中负载所消耗的有功功率。 1）用二瓦计法法测量对称感性或容性负载所消耗的有功功率。 2）用实验室给定的三相对称负载，或自行改变电感或电容值，使两只功率表中的一只的示值为负，测量并计算这时三相负载功率因数值。 *3）用一只功率表测量上述对称三相负载所吸收的无功功率。 4）用二瓦计法法测量不对称负载的有功功率。 3．三相电源不变，当对称三相负载由星形联结变为三角形联结时，消耗的有功功率有何变化？用实验方法测出并与理论值比较。 五、注意事项 1．注意三相调压器的正确接线，调压器中点一定要与电源中性线相连接。 2．注意功率表的接线方式、电压量程和电流量程的选择，以及功率表的读数方法。 3．用一只功率表测无功功率时，必须先测定相序。