项目五功率的测量-qxy

1、下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量 1.直接法直接法：用电动系或数字的单相功率表测量：用电动系或数字的单相功率表测量单相功率。用单相功率表接成两表法或三表法或用单相功率。用单相功率表接成两表法或三表法或用三相功率表测量三相功率，两表法或三表法虽然有三相功率表测量三相功率，两表法或三表法虽然有求和过程，但一般仍将它归为直接法。求和过程，但一般仍将它归为直接法。 2.间接法间接法：直流通过测量电压、电流间接求得：直流通过测量电压、电流间接求得功率。交流则需要通过电压、电流和功率因数求得功率。交流则需要通过电压、电流和功率因数

2、求得功率。功率。一、功率测量方法一、功率测量方法下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量二、直流功率测量方法二、直流功率测量方法1.用电流表和电压表测量直流功率用电流表和电压表测量直流功率UVARUVAR用电压表和电流表测直流功率用电压表和电流表测直流功率P = UI下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量二、直流功率测量方法二、直流功率测量方法2. 用功率表直接测量直流功率用功率表直接测量直流功率用电动系功率表直接测直流功率，这是最方便的方法。用电动系功率表直接测直流功率，这是最方便的方法。下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量二、直流功率测量方法

3、二、直流功率测量方法3. 用数字功率表测量直流功率用数字功率表测量直流功率 数字功率表实际上是由数字电压表配上功率数字功率表实际上是由数字电压表配上功率-电压电压变换器构成，由于数字电压表能快速准确测出电压值，变换器构成，由于数字电压表能快速准确测出电压值，所以只要功率变换准确，测出的功率也比较准确。现所以只要功率变换准确，测出的功率也比较准确。现在其误差可以小于在其误差可以小于0.02 % 0.1 %。下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量二、直流功率测量方法二、直流功率测量方法4. 用直流电位差计测量直流功率用直流电位差计测量直流功率这是一种准确度比较高的方法。这是一种准确

4、度比较高的方法。下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量负载负载RS分压箱分压箱电位差计电位差计S1122用直流电位差计测量直流功率用直流电位差计测量直流功率下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量三、单相交流功率测量方法三、单相交流功率测量方法1. 用间接法测量交流功率用间接法测量交流功率 在正弦交流电路中，交流功率可以表示为有功功率、在正弦交流电路中，交流功率可以表示为有功功率、无功功率和视在功率，其计算公式为：无功功率和视在功率，其计算公式为：cosUIP UIQsinUIQPS22 有功功率原则上可以用间接法测量，即通过电压表、有功功率原则上可以用间接法测量

5、，即通过电压表、电流表和相位表分别测出电流表和相位表分别测出U、I、cos，再计算出，再计算出P值，将值，将S和和P值代入无功功率公式求出即可。值代入无功功率公式求出即可。22PSQ由于相位表的准确度不高，所以用这种方法来求有功功率由于相位表的准确度不高，所以用这种方法来求有功功率P用的很少。用的很少。下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量三、单相交流功率测量方法三、单相交流功率测量方法2. 用功率表直接测量直流功率用功率表直接测量直流功率 电动系功率表既可以作为直流功率表，也可作为交流功率表。电动系功率电动系功率表既可以作为直流功率表，也可作为交流功率表。电动系功率表有两组线

6、圈，它不但反映电压与电流的乘积，而且也能反映电压和电流间的表有两组线圈，它不但反映电压与电流的乘积，而且也能反映电压和电流间的相位关系，是一种测量功率的理想仪表。相位关系，是一种测量功率的理想仪表。 磁电系也可以作为功率表，但需与变换器配合构成所谓变换式功率表，这磁电系也可以作为功率表，但需与变换器配合构成所谓变换式功率表，这种仪表结构简单、准确度高、抗干扰能力强，所以用得很普遍，特别是安装式种仪表结构简单、准确度高、抗干扰能力强，所以用得很普遍，特别是安装式功率表。功率表。下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量三、单相交流功率测量方法三、单相交流功率测量方法单相交流变换式功率

7、表单相交流变换式功率表下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量变换式功率表的工作原理变换式功率表的工作原理 变换式功率表先通过由两个互感器组成的取样电路，检测负载的电压与变换式功率表先通过由两个互感器组成的取样电路，检测负载的电压与电流，由于两个互感器的一次绕组接法相反，使得互感器二次绕组的电流电流，由于两个互感器的一次绕组接法相反，使得互感器二次绕组的电流与负载的与负载的u、i关系如下式所示。关系如下式所示。)()(212211iRuNNiiRuNNiAA下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量一、工作原理一、工作原理二、扩大功率表电流量程二、扩大功率表电流量程三

8、、扩大功率表电压量程三、扩大功率表电压量程四、功率表正确接线四、功率表正确接线 五、功率表的错误接线五、功率表的错误接线下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量一、工作原理一、工作原理 电动系仪表是测量功率的最常用仪表，电动系仪表是测量功率的最常用仪表，测功率时仪表的固定线圈与负载串联，测功率时仪表的固定线圈与负载串联，反映负载电流反映负载电流 I ，可动线圈与负载并联，可动线圈与负载并联，反映负载电压反映负载电压 U ，按电动系仪表工作原理，按电动系仪表工作原理，可推出可动线圈的偏转角正比于负载功率可推出可动线圈的偏转角正比于负载功率P。PKRUKIIKIP21PKIUKRtU

9、tIKi iKPP cos sin2)sin(2 21 如果如果U、I 为交流，同样可推出可动线为交流，同样可推出可动线圈的偏转角正比于交流负载功率圈的偏转角正比于交流负载功率P。下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量 扩大功率表量程可分别为扩大电流量程或扩大电压量程，扩扩大功率表量程可分别为扩大电流量程或扩大电压量程，扩大电流量程可将两个固定线圈从串联改为并联，量程可相应扩大大电流量程可将两个固定线圈从串联改为并联，量程可相应扩大一倍。一倍。但功率表的固定线圈只有两个，因此这种办法只能扩大量程一倍。但功率表的固定线圈只有两个，因此这种办法只能扩大量程一倍。 二、扩大功率表电流

10、量程二、扩大功率表电流量程固定线圈串联固定线圈串联固定线圈并联固定线圈并联下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量 三、扩大功率表电压量程三、扩大功率表电压量程 扩大电压量程可改变可动线圈的串联附加电阻，阻值不同扩大电压量程可改变可动线圈的串联附加电阻，阻值不同时，可得到不同的电压量程，但工程上使用的电压等级都是按时，可得到不同的电压量程，但工程上使用的电压等级都是按标准规定的，标准规定的， 所以功率表的电压量程也都取标准值。所以功率表的电压量程也都取标准值。下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量 四、功率表正确接线四、功率表正确接线 功率表正确接线应遵守功率表正

11、确接线应遵守“电源端电源端”守则，即接线时应将守则，即接线时应将“电源端电源端”接在接在电源的同一极性上。电源的同一极性上。下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量五、功率表的错误接线五、功率表的错误接线电源端电源端*不接同不接同一极性的错误一极性的错误可动线圈与固定线圈间可动线圈与固定线圈间存在电位差的错误存在电位差的错误下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量 一、带补偿线圈的低功率因数功率表一、带补偿线圈的低功率因数功率表 二、带补偿电容的低功率因数功率表二、带补偿电容的低功率因数功率表 三、采用张丝结构低功率因数功率表三、采用张丝结构低功率因数功率表 四、使

12、用低功率因数功率表的注意点四、使用低功率因数功率表的注意点下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量- 用一般功率表测量低功率因数的功率存在如下问题用一般功率表测量低功率因数的功率存在如下问题 在低功率因数的情况下，电流大功率小，若按功率选在低功率因数的情况下，电流大功率小，若按功率选用，电流的额定值太小。若按电流选用，在满电流的情用，电流的额定值太小。若按电流选用，在满电流的情况下，也只能使用功率表标尺的前几个小格，无法准确况下，也只能使用功率表标尺的前几个小格，无法准确读数。读数。 以测量功率因数为以测量功率因数为0.1，额定电压为，额定电压为500V，额定电流为，额定电流为1

13、0A，功率为，功率为500W的电路为例。选用的电路为例。选用500V、500W的的的的普通功率表，额定电流只有普通功率表，额定电流只有1A。选用。选用500V、10A的普通的普通功率表，其最大示值为功率表，其最大示值为5000W。500W只能使用标尺的前只能使用标尺的前1/10部分。部分。 可见测量低功率因数的功率表必须具备大电流和低功可见测量低功率因数的功率表必须具备大电流和低功率示值两个特点。在结构上必须采取一些措施，一方面率示值两个特点。在结构上必须采取一些措施，一方面提高仪表的灵敏度，使它能测量低功率，另一方面要提提高仪表的灵敏度，使它能测量低功率，另一方面要提高功率表的电流额定值，在

14、加大电流额定值的时候，还高功率表的电流额定值，在加大电流额定值的时候，还要注意不使表耗功率太大。要注意不使表耗功率太大。下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量- 一、带补偿线圈的低功率因数功率表一、带补偿线圈的低功率因数功率表 这种功率表主要着眼于解决表耗问题。本来功率表的这种功率表主要着眼于解决表耗问题。本来功率表的读数中就包含有表耗功率，但一般功率表，表耗功率比功读数中就包含有表耗功率，但一般功率表，表耗功率比功率示值小很多，可以忽略，而低功率因数功率表，因为采率示值小很多，可以忽略，而低功率因数功率表，因为采用大额定电流，表耗功率较大，又采用小功率示值，使得用大额定电流，

15、表耗功率较大，又采用小功率示值，使得示值中所含的表耗功率所占比例示值中所含的表耗功率所占比例 加大，造成读数的误差，加大，造成读数的误差， 因此在加大额定电流的因此在加大额定电流的 同时，要采取措施消除同时，要采取措施消除 示值中的表耗功率部分。示值中的表耗功率部分。 解决办法是在电压电路解决办法是在电压电路 中，串联一个补偿线圈中，串联一个补偿线圈 产生附加力矩以抵消表产生附加力矩以抵消表 耗功率。使得所减少的耗功率。使得所减少的 读数值正好等于表耗功读数值正好等于表耗功 率读数的增加值。率读数的增加值。下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量- 由于功率表的电压线圈存由于功率

16、表的电压线圈存在感抗，通过电压线圈的电在感抗，通过电压线圈的电流与电压的相位差为流与电压的相位差为 ，功，功率表指针偏转角为率表指针偏转角为 上式与无感抗的功率表上式与无感抗的功率表指针偏转角相比其误差为指针偏转角相比其误差为 功率因数越低功率因数越低 ， 越大，造成的误差就越大，对于测量低功率越大，造成的误差就越大，对于测量低功率因数的功率，十分不利，加接补偿电容后，可消除感抗影响，使因数的功率，十分不利，加接补偿电容后，可消除感抗影响，使 减少，误差下降。减少，误差下降。)cos(cos cos121adRUKIIKI tg1cos)sin tg(coscoscos-)-cos( cos补

17、偿电容二、带补偿电容的低功率因数功率表二、带补偿电容的低功率因数功率表下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量- 1.采用张丝结构低功率因数功率表，是从提高灵采用张丝结构低功率因数功率表，是从提高灵敏度方面着眼，解决功率示值的问题。使得功率较小敏度方面着眼，解决功率示值的问题。使得功率较小时，也能有较大示值。这是因为张丝结构不用转轴，时，也能有较大示值。这是因为张丝结构不用转轴，摩擦力小，灵敏度高。在同样电流条件下，能得到较摩擦力小，灵敏度高。在同样电流条件下，能得到较大的偏转角度。大的偏转角度。 2.采用张丝结构之后，如果使用光指示装置，则采用张丝结构之后，如果使用光指示装置，

18、则可得到更高的仪表灵敏度。可得到更高的仪表灵敏度。 张丝张丝三、采用张丝结构低功率因数功率表三、采用张丝结构低功率因数功率表下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量- 低功率因数功率表提供三个额定值，即额定电压、低功率因数功率表提供三个额定值，即额定电压、额定电流和额定功率因数。使用时除电压、电流不得超额定电流和额定功率因数。使用时除电压、电流不得超过额定值外，还应注意过额定值外，还应注意: 1.若被测功率因数大于额定功率因数，要注意指针是若被测功率因数大于额定功率因数，要注意指针是否超过满度。否超过满度。 2.若被测功率因数小于额定功率因数，要注意指针虽若被测功率因数小于额定功

19、率因数，要注意指针虽未超过满度，电流圈的电流可能超过额定值。为此测量未超过满度，电流圈的电流可能超过额定值。为此测量功率时最好再用一个电流表监视电流状态。功率时最好再用一个电流表监视电流状态。四、使用低功率因数功率表的注意点：四、使用低功率因数功率表的注意点：下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量一、三相有功功率的测量一、三相有功功率的测量二、三相无功功率的测量二、三相无功功率的测量下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量-一、三相有功功率的测量一、三相有功功率的测量1一表法（对称三相系统）一表法（对称三相系统）Y形连接的负载形连接的负载 形连接的负载形连接的负载

20、P=3P1下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量-一、三相有功功率的测量一、三相有功功率的测量1一表法一表法人工中点法人工中点法下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量-一、三相有功功率的测量一、三相有功功率的测量2两表法两表法适应于三相三线制电路适应于三相三线制电路 ，测量电路如图。，测量电路如图。 PW1读数为读数为 1ACA1cosPUIPW2读数为读数为 2BCB2cosPUI三相负载消耗的总功率为三相负载消耗的总功率为 312ACA1BCB2coscosPPPUIUI*W1W2*三三相相负负载载ABC两表法的测量电路两表法的测量电路 下下 页页上上 页页

21、项目五项目五 功率的测量功率的测量-一、三相有功功率的测量一、三相有功功率的测量2两表法两表法*W1W2*三三相相负负载载ABC两表法的测量电路两表法的测量电路 a.负载对称并为阻性时，两表读数相等。负载对称并为阻性时，两表读数相等。b.负载对称且功率因数为负载对称且功率因数为0.5，有一只功率表读数为，有一只功率表读数为0。c.负载对称且功率因数小于负载对称且功率因数小于0.5，一只功率表读数为负值。，一只功率表读数为负值。下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量-一、三相有功功率的测量一、三相有功功率的测量-两表法两表法当三相负载对称时，两表读数分别为说明：说明： （1）接线

22、方式不唯一；）接线方式不唯一； （2）在正确接线的情况下，由于）在正确接线的情况下，由于 或或 可能大于可能大于90，W1或或W2为负值，所以功率表可能出现反偏现象，此时应将为负值，所以功率表可能出现反偏现象，此时应将该表的电流线圈反接再进行测量，但该表的读数取负值。该表的电流线圈反接再进行测量，但该表的读数取负值。 （3）一只表的读数没有意义，它不代表三相负载的某一）一只表的读数没有意义，它不代表三相负载的某一部分功率。部分功率。1LLcos(30)PU I2LLcos(30)PU I 12下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量-一、三相有功功率的测量一、三相有功功率的测量

23、3一表换相法一表换相法 适用于适用于Y形连接的负载中点不能引出或形连接的负载中点不能引出或形连接的负载形连接的负载每相不能断开的情况。每相不能断开的情况。 W*ABC12SZAZBZCIAY形连接的负载形连接的负载三相总功率为三相总功率为312PPP下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量-一、三相有功功率的测量一、三相有功功率的测量三相总功率为三相总功率为312PPP形连接的负载形连接的负载 3一表换相法一表换相法下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量-一、三相有功功率的测量一、三相有功功率的测量4三相有功功率表三相有功功率表 三相有功功率表实际上是利用一表法和

24、两表法测量三相三相有功功率表实际上是利用一表法和两表法测量三相功率的原理，将两个或三个单相功率表的测量机构组合起来而功率的原理，将两个或三个单相功率表的测量机构组合起来而构成的。利用一表法测量原理构成的三相有功功率表称为三元构成的。利用一表法测量原理构成的三相有功功率表称为三元件三相功率表，三个单元的可动部分固定在同一转轴上。因件三相功率表，三个单元的可动部分固定在同一转轴上。因此，仪表的总转矩等于三个单元转矩的代数和。利用两表法测此，仪表的总转矩等于三个单元转矩的代数和。利用两表法测量原理构成的三相有功功率表称为两元件三相功率表。两个单量原理构成的三相有功功率表称为两元件三相功率表。两个单元的可动部分固定在同一转轴上。因此，仪表的总转矩等于两元的可动部分固定在同一转轴上。因此，仪表的总转矩等于两个单元转矩的代数和。个单元转矩的代数和。 下下 页页上上 页页项目五项目五 功率的测量功率的测量-二、三相有无功率的测量二、三相有无功率的测量 1一表法一表法 用一只功率表取其中一相的电流和另外两相间的电压，用一只功率表取其中一相的电流和另外两相间的电压，可以