三相电路无功功率的测量.doc

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1、三相电路无功功率的测量  2007-08-3118:22:29

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4、字号 订阅        实验一三相电路无功功率的测量　一、实验目的 (1)了解三相电路无功功率的测量方法. (2)熟悉无功功率测量中瓦特表的接线方式.二、原理与说明   发电机及变压器等电气设备的额定容量为S=UI,单位为伏安。在功率因数较低时，即使设备已经满载，但输出的有功功率却很小（因为P=UIcosφ），不仅设备不能很好利用，而且增加了线路损失。因此提高功率因数是挖掘电力系统潜能的一项重要措施。电力工业中,在发电机、配电设备上进行无功功率的测量，可以进一步了解设备

5、的运行情况，以便改进调度工作，降低线路损失和提高设备利用率。测量三相无功功率主要有如下方法。1.一表法   在三相电源电压和负载都对称时，可用一只功率表按图11-1联接来测无功功率。   将电流线圈串入任意一相，注意发电机端接向电源侧。电压线圈支路跨接到没接电流线圈的其余两相。根据功率表的原理，并对照图11-1，可知它的读数是与电压线圈两端的电压、通过电流线圈的电流以及两者间的相位差角的余弦cosφ的乘积成正比例的，即PQ=UBCIAcosθ  (11-1)其中θ=ψUBC–ψiA                              由于uBC与uA间的相

6、位差等于90度(由电路理论知)，故有θ=90o-φ式中φ为对称三相负载每一相的功率因数角。在对称情况下UBC IA可用线电压U1及线电流I1表示，即PQ=U1I1cos(90o-φ)=U1I1sinφ   (11-2)   在对称三相电路中，三相负载总的无功功率Q=√3U1I1sinφ       (11-3)   ∴亦即Q=√3PQ(11-4)   可知用上述方法测量三相无功功率时，将有功功率表的读数乘上√3/2倍即可。2.二表法 用两只功率表或二元三相功率表按图11-2联接，从功率表的作用原理可知，这时两个功率表的读数之和为 PQ=PQ1=PQ2=2U1I1

7、sinφ  (11-5) 较式(11-3)(11-5)知(11-6)   Q=√3PQ/2                         从上式可见将两功率表读数之和（或二元三相功率表的读数）乘以√3/2，可得到三相负载的无功功率。3.三表法   三表法可用于电源电压对称而负载不对称时，三相电路无功功率的测量，其接线如图11-3所示。当三相负载不对称时，三个线电流IA、IB、IC不相等，三个相的功率因数角φA、φB、φC也不相同。                    因此，三只功率表的读数P1、P2、P3也各不相同，它们分别是: (1)P1=UBCIAcos

8、(90o-φA)=√3UAIAsinφA (2)P2=UCAIBcos(90o-φB)=√3UBIBsinφB     (3)P3=UABICcos(90o-φC)=√3UCICsinφC式中由于电源电压对称，所以有UBC=√3UA,UCA=UB,以及UAB=√3UC。三只功率表读数之和为:         P1+P2+P3=√3(UAIAsinφA+UBIBsinφB+UCICsinφC)    （11-8）         因此有Q=1/√3(P1+P2+P3)                             (11-9)这就是说三相电路的无功功率等

9、于三只功率表读数和的。三表法适用于电源电压对称、负载对称或不对称的三相三线制和三相四线制电路中。4、用测量有功功率的两表法测三相无功功率                       在电源和负载都对称的三相三线电路中，还可以利用测量有功功率的两表法，测出三相无功功率。测量电路如图11-4所示，由于三相电路完全对称，所以两表的读数P1和P2分别为:(1) P1=U1I1cos(30o-φ)       (2)  P2=U1I1cos(30o+φ)           (11-10)两表读数之差为:P1-P2=U1I1cos(30o-φ)-U1I1cos(30o+φ

10、)=U1I1sinψ=1/√3Q      (11-11)∴Q=√3(P1-P2)      (11-12)即三相无功功率为两表读数之差的√3倍.三、实验设备 (1)瓦特表三只 (2)三相电容负载(400V) (3)三相交流可调电源 (4)滑线变阻器四实验内容1、分别用一表法.二表法测量三相对称星形负载的无功功率   将电阻(100Ω)与电容(20μF)串联后接成三相对称星形负载如图11-5所示,并分别按图11-1,11-2联接电路,将三相电源调至相电压220V,将测量数据记入表一.比较其结果.                2、用三表法测量三相不对称星形负载的

11、无功功率将电容负载接成三