三相功率测量实验指导书(孔峰)

4.10三相电路功率的测量4.10.1实验目的1.功率表（一表法）、（二表法）测量三相电路的有功功率。2.学习用功率表(一表法)、(二表法)测量三相对称星形负载的无功功率。4.10.2实验预习要求1.复习用有功表（瓦特表）测量三相电路有功功率的原理。2.复习用有功表（瓦特表）测量三相电路无功功率的原理。4.10.3基本原理1.概述：(1)模拟式（电动式仪表）功率表是由电流线圈（定圈）和电压线圈（动圈）组合构成。电流线圈与负载串联；电压线圈串接一个较大电阻后与负载并联，当R≥ωL时，I2=U／R。定圈电流I1产生的磁场驱动电流I2的动圈转动，使得指针偏转角与负载消耗的有功功率成正比，即（2）智能式功率表是通过采集电压、电流的幅值（或有效值）及它们之间的相角，并通过程序运算求得有功功率。测试原理及方法与模拟表相同。2.一表法测量三相负载的有功功率：（如图4.10-1）：星形接法的测量：根据cosPUI，在三相四线制中负载所消耗的总功率P可用三只功率表同时测量或用一只功率表轮流测量A、B、C各相负载的功率，然后相加得到ABCPPPP。若三相负载各消耗的功率相等，只用一只表测其中一相负载的功率即可得到133PPW。3.二表法测量（如图4.10-2）：（1）测量有功功率：a.前提条件是0ABCiii，因此对于0Y接法二表法不适用；而对于Y、∆接法，无论负载是否对称都适用。b.共三种接法：AI、ABU与CI、CBU；AI、ACU与BI、BCU；CI、CAU与BI、BAU。c.瞬时功率：12000001111()()TTTTTACABCBAABBCCABCPPPuuidtuuidtuidtuidtuidtTTTTPPP121coscosPUIIIPR11()()()ACAACABCBBCBAABBCABAABBCCpuiuuipuiuuippuiuiuiiuiuiui22；=；图4.10-1d.矢量图（如图4.10-3）：（注：电路对称）其中为线电压与相电流的夹角e.讨论：二表法测量：总功率为两表代数和，单表读数一般无意义。（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）在第（Ⅲ）种情况中，某一功率表出现负值（或反偏），则要把该表的两个电流端子的接线互换；电压端子接线保持不变。(2)测量无功功率（按照有功功率的测量方法接线，仅用于对称负载）：先根据两表有功读数的差：再根据无功定义表达式sin3LLIUQ所以)(321WWQ。（3）功率因数及角：方法一：方法二：12sinLLPPUI，123cosLLPPUIABBCCALABCLABCUUUUIIII；；；210606060606060PP121221122112时，可得P=P,P=2P=2P；时，，P=0，P=P；，P=0，P=P；时，，P0,P=P-；，P0,P=P-。121222222212121212cos()3()2PPPPPPQPPPPPPPP图4.10-3图4.10-22sinsin30sinLLLLUIUI12cos(30)cos(30cos(30)cos(30)LLLLLLPPUIUIUI）(4)一表法测量对称三相负载的无功功率：a.根据定义：sinsinsinABCAAABBBCCCQQQQUIUIUI三相对称时：3sin3sinPPLLQUIUIb.接线（如图4.10-4所示）接线方式共三种：AI、BCU；BI、CAU；BI、ABU。c.有功表测试：cos(90)sinBCALLWUIUI，所以3QW。(向量图如图4.10-5)4.10.4实验任务1.用一表法测量0Y电路的三相对称以及不对称负载的功率。按图4.10-1线路接线。并加以电压表、电流表监测电压和电流。测值填入表4.10-1中。表4.10-1负荷情况开灯盏数测量数据计算结果A相B相C相(W)AP(W)BP(W)CP(W)P0Y接对称3330Y接不对称1232.用二表法测量负载的有功功率，按图4.10-2线路接线，并加以电压表、电流表监测电压和电流。测值填入表4.10-2中。表4.10-2二表法测有功负载情况开灯盏数测量数据计算值A相B相C相(W)AP(W)BP(W)CPY接对称负载333Y接不对称负载123△接不对称负载123△接对称负载3333.用二表法测量负载的无功功率按图4.10-2线路接线保持不变，改变负载状况，并加以电压表、电流表监测电压和电流，测值填入表4.10-3中。图4.10-5图4.10-4112121212sintan33cosPPPPtgPPPP，表4.10-3负载情况测量值计算结果1W(W)2W(W))(321WWQvar○1三相对称全部灯泡○2三相对称4.7电容○1与○2负载并联4.用一表法测量无功功率按图4.10-4接线，改变负载状况，并加以电压表、电流表监测电压和电流，测值填入列表4.10-4中。表4.10-4负载情况测量计算U(V)I(A)P(W)sin(var)sin3LLIUQ3(v)arQP○1三相对称全部灯泡○2三相对称4.7电容○1与○2负载并联注：表中)90cos(sin4.10.5实验注意事项1.断电接线，接线完成后必须检查（注：此项接完线后要经另外一组同学检查才再通电）。合格后才能通电（负载线电压不要超过220V）、升压、测试。2.注意功率表同名端、异名端的标志及接线要求。3.负载为感性时仪表显示正值或L，负载为容性时显示负值或C，注意表明符号。4.10.6思考题1.测量功率时，为什么要在电路中安电压表、电流表？2.用两表法（有功表）测量三相负载有功、无功时，接线及负载的主要特性是什么？3.为什么在三相四线制中不采用两瓦计法测量？4.10.7实验报告要求1.总结分析有功测量、无功测量的接线规则和应用条件。2.实验结果与理想状态存在差异比较。4.10.8实验仪器设备1.DG08三相实验挂件2.D32数/模交流电流表挂件3.D33交流电压表挂件4.DG4-4智能型功率、功率因数表挂件