低功率因数功率表测量的探讨

低功率因数功率表测量的探讨摘要：通过对于低功率因数功率表从与普通功率表的区别，其测量方法，以及使用中读数问题的探讨，向读者介绍一种独特的功率表关键词：低功率因数功率表测量指针表读数低功率因数功率表是功率表的一种，其广泛应用于一些大容量电力系统设备，如变压器、高电压电感器、电容器、绝缘衬套、电缆等功耗的测量。[1,2]但该表的测量原理及使用方法与其他仪表相差很多，致使许多人在使用中不是很熟练，导致测量结果有偏差甚至损坏仪表，本文对低功率因数功率表与普通功率表的区别以及测量原理，使用中的有关读数的特殊性作较详细的介绍。一、低功率因数功率表的特殊之处普通功率表是按额定电压、额定电流及额定功率因数为1的情况下进行刻度的,也就是当指针有满刻度偏转时,被测功率为PUI。如果用它去测量低功率因数的负载功率,则会产生很大的读数误差.例如当cos=0.1即使负载电压、电流都达到表的量限的额定值，但由于cosPUI，仪表指针也只能偏转到满刻度的1/10,这样就不便于读数,测量的相对误差也很大。[3]而且在转动力矩很小、功率因数低的情况下，仪表本身的功率损耗、角误差（电压线圈中电流滞后其端电压的相位差所引起的误差）以及轴承和轴尖之间的磨擦等，都会给测量结果带来不容许的误差。所以，需要有能在低功率因数的电路中测量小功率的功率表，这就是低功率因数功率表。由于适用于测量功率因数较小的的功率值，因此它比普通功率表的灵敏度高五倍。[4-7]二、低功率因数功率表测量原理及方法低功率因数功率表的测量机构主要由两组线圈组成，分别是电流线圈和电压线圈，如图1所示。两个线圈的起始端都有明显的标记，是用“*”表示的。电流线圈因为要与被测电路串联，为了减少对被测电路的影响，在绕制线圈时所用导线既短又粗；而电压线圈要与被测电路并联，所以在绕制线圈时采用的导线既长又细，同时为了进一步减少电功率表对被测电路的影响，电压线圈还要串联一个高阻值的信压器。当有电流通过功率表的电路符号电流线圈和电压线圈二者共同作用产生的转动转矩与螺旋弹簧产生的阻转矩平衡时，电功率表的指针便停止转动，指示被测电路的功率。图1功率表的电路符号功率表可以分为“前接法”和“后接法”两种接线方法，如图2，图3所示一般情况下这两种接线方法都可以使用，但在进行较准确的测量时它们是有区别的。在被测电路的功率比较小时，可以直接采用前接法或后接法。在负载电阻较大时，前接仪表对测量的影响较小，能够保证足够的测量精度。[8]图2前接法图3后接法为了保证电功率表正确连接，使指针上偏，电压和电流线圈的始端均应注在电源的同一端。如果仪表指针反向偏转，则应改变换向开关的极性，或变换电流线圈极性的接法，但不要互换电压线圈极性的接法，以免由于电流线圈和电压线圈之间过高的电压而产生绝缘损坏和读数误差。三、低功率因数功率表测量读数因为特殊的刻度关系，低功率因数功率表不同于普通功率表，当电流线圈的电流方向由起始端指向末端，电压线圈的电压正方向也由起始端指向末端，则功率表的读数cosPUI。则被测电路发出功率值为PC（3-1）其中为表针偏转的格数，C为仪表常数。低功率因数功率表的电流线圈和电压线圈都分别标有几个不同档位的额定值，在表盘上则标有额定功率因数值。仪表常数C不是固定的，不同的量限有不同的C值，才能进行正确读数。C可按式2-2计算得出：cosUICF（3-2）其中U为仪表电压档额定电压，I为仪表电流档额定电流，cos为仪表刻度的功率因数。例如对于D34-W型0.5级低功率因数瓦特表，选择其中一组额定参数，如额定电流为2A，额定电压为150V，额定功率因数cos=0.2，计算得到仪表常数：15020.20.4150C。由此可见，低功率因数瓦特表的仪表常数C计算并不麻烦，它完全等同于高功率因数瓦特表的读数倍数计算，只不过形式上多乘一个仪表上的标明的刻度功率因数cos而已。四、结语本文致力于介绍一种区别于普通功率表，适用于小功率因数测量的低功率因数表的特点，其中包括该表与普通功率表的异同，该表的测量原理及方法以及在使用中需要注意的读数的特点。希望读者可以从中对低功率因数功率表有所了解，方便今后的工作与学习。参考文献[1]中国电工技术学会.电工高新技术丛书(第4册)北京：机械工业出版社．2000[2]吕正颌．电工实验和电机测试中功率表的使用．兰州石化职业技术学院学报，2002，2(3)：31．32[3]刘丽君，伍斌．三相电功率两表测量接线方法的研究．西南师范大学学报(自然科学版)，2002，27(4)：516．520．[4]张学文．功率表的接法及误差分析．湖北师范学院学报.2000，20(4)：29-34．[5]李高清，张广平．功率表测量误差的分析．大学物理实验.2000，l3(4)：53-54．[6]刘秀成．三相电路功率的测量方法．电气电子教学学报.2004，26(3)：63．66[7]王静.低功率因数电功率表在使用中应注意的问题.大学物理实验2007.9[8]杨文荣。低功率因数瓦特表应用的有关问题的探讨.实验室技术与管理200610