无功电能表的工作原理和接线方式讲课文档

无功电能表的工作原理和接线方式第1页，共25页。无功电能表的工作原理和接线方式第2页，共25页。国家对电力用户实行了依据功率因数的高低调整电费的办法，以鼓励用户采取措施，提高功率因数。如果负载功率因数低，意味着无功功率增加，则将产生下列后果：（1）发、供电设备的容量不能充分利用。当发、供电设备的容量一定时，在额定电压和额定电流下，负载的功率因数越低，则发、供电设备发出的有功功率减少，无功功率增大，发、供电设备的容量就不能充分利用。第3页，共25页。

（2）增加输电线路损耗和电压降。从公式得到，当负载的功率P和电压U确定后，则

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通过电压表、电流表和功率表的指示值，可以计算出功率因数，或用功率因数表进行监视，但是这只能测量到某一时刻功率因数的瞬时值，而用户的功率因数是随着有功负载和无功负载的变化而变化的。为了测量用户在一个月的平均功率因数，规定以用户在一个月内有功和无功负载的累积量来计算，它等于第5页，共25页。无功功率：三相电路的无功功率：三相电压对称时：三相电路对称时：无功功率公式第6页，共25页。无功电能表正确计量无功的条件复习电磁驱动力矩的公式：三相电路对称时：所以，无功电能表正确计量无功的条件：1：电流元件产生的磁通正比于电流2：电压元件产生的磁通正比于电压3：ψ=φ第7页，共25页。无功电能表的分类1、正弦型无功电能表目前较少采用2、跨相90°无功电能表利用有功表采用不同接线方式可以测量无功3、60°无功电能表多采用第8页，共25页。一：正弦型无功电能表负荷电流I不变，电能表阻抗不变，改变R2，就能改变I1和I2大小和方向，从而改变电流工作磁通φI和I的夹角αI。（上图向量分析忽略电流元件的各种损耗）1：有功电能表电流线圈并电阻第9页，共25页。2：有功电能表电压线圈串电阻电源电压U不变，电能表阻抗不变，改变RU，就能改变UU和URU大小和方向，从而改变电压工作磁通φU和U的夹角β。（上图向量分析忽略电压元件的各种损耗）第10页，共25页。3：正弦型单向无功电能表原理调整φU和φI的角度，使sinψ=sinφ（ψ=φ）第11页，共25页。4：正弦型单向无功电能表原理（电流反极性）调整φU和φI的角度，使ψ=φ180°型无功电度表：φ=0°时，接入电度表的两磁通为180°第12页，共25页。5：正弦型单向无功电能表原理（电压反极性）调整φU和φI的角度，使ψ=φ，180°型无功电度表：φ=0°时，接入电度表的两磁通为180°第13页，共25页。6：正弦型单向无功电能表原理（容性负载）0°型无功电度表：φ=0°时，接入电度表的两磁通为0°测量容性无功时，不必改变电压或电流的极性。第14页，共25页。7：正弦型两元件三相无功电能表实际上是两只单相正弦型无功电能表的组合体第15页，共25页。8：正弦型三元件三相无功电能表三元件三相正弦型无功电能表实际上是三只单相正弦型无功电能表的组合体，其接线原则与三相四线有功电能表相同。正弦型无功电能表缺点：成本高，功耗大，准确度难以提高。目前较少采用正弦型无功电能表优点：适用范围广，单相和三相电路均可采用，三相电路电压是否对称、负载是否平衡均能正确计量。第16页，共25页。这种无功电能表的结构与三相四线有功电能表完全相同，有三组电磁元件，区别在于内部接线不同。用以测量电压对称的三相三线和三相四线电路中的无功电能。第一元件接入：第二元件接入：第三元件接入：二、跨相90°型无功电能表第17页，共25页。1：跨相90°型三相无功电能表原理接线和向量图

每组电磁元件上的电压线圈（如UBC）的相位滞后对应电流线圈（如IA）所接相的电压（如UA）相位90°。第18页，共25页。

A相电流，BC相电压和他们夹角的余弦是有功功率的公式。所以，利用有功电能表可以测量A相无功电能，接线是A相电流，BC相电压。但测量值要除以第19页，共25页。2：跨相90°型三相无功电能表各元件测量功率当三相电压对称时：利用三元件三相有功电能表，测量无功，读数除以或改造有功表，将电流或电压线圈减少倍即可直接读数第20页，共25页。3、跨相90°型三相无功电能表适用范围：按跨相90°原理制成的三元件三相无功电能表，只在完全对称或简单不对称的三相三线和三相四线电路中才能实现正确计量。第21页，共25页。这种无功电能表的结构与三相三线有功电能表相似，区别在于电能表的内相角ß（u与Φu的相位差角）有功电能表的内相角ß为：β=φ+αI+ψ=900+αI(φ

+ψ=900)若аI=0则β=900

（正弦型无功电能表β=αI）无功电能表在电压线圈中串接了一个电阻R，并加大电压工作磁通磁路的空气气隙，来降低电压线圈的感抗，从而使β减小，由有功表的β=900+аI，降到β=600+аI

若аI=0则β=600

三：60°型无功电能表原理第22页，共25页。1：两元件60°型无功电能表接线及向量图假设电流元件的损耗角为0，调节R，使φUBC滞后UB