1、單相功率的測量
如圖1所示是單相電路功率測量電路,功率表W由電壓和電流線圈組成,電流線圈與電流表串聯,而後與負載Z連接;電壓線圈與負載並聯,二線圈同名端相連後與電源正端連接。
圖1 單相電路功率的測量電路
接通電源後,功率表顯示負載功率,開關(guan) 置於(yu) cosφ處,則可測量負載的功率因素。電路中有電壓表和電流表,可同時測量電壓和電流。
2、三相功率的測量方法
①三相四線製供電,負載星形連接(即Y0接法)
對於(yu) 三相不對稱負載,用三個(ge) 單相功率表測量,測量電路如圖2所示,三個(ge) 單相功率表的讀數為(wei) W1、W2、W3,則三相功率P=W1+W2+W3,這種測量方法稱為(wei) 三瓦特表法;對於(yu) 三相對稱負載,用一個(ge) 單相功率表測量即可,若功率表的讀數為(wei) W,則三相功率P=3W,稱為(wei) 瓦特表法。
圖2 三相四線製負載星形聯接
②三相三線供電
圖3 三相三線製負載星形聯接
三相三線製供電係統中,不論三相負載是否對稱,也不論負載是Y或△連接,都可用二瓦特表法測量三相負載的有功功率。測量電路如圖3所示。若兩(liang) 個(ge) 功率表的讀數為(wei) W2、W2,則三相功率P=W1+W2=U1×I1×cos(30°-φ)+U1×I1×cos(30°+φ),其中φ為(wei) 負載的阻抗角(即功率因素角),兩(liang) 個(ge) 功率表的讀數與(yu) φ有下列關(guan) 係:
◆當負載為(wei) 純電阻,φ=0,W1=W2,即兩(liang) 個(ge) 功率表讀數相同;
◆當負載功率因素cos=0.5,φ=±60°,將有一個(ge) 功率表的讀數為(wei) 零;
◆當負載功率因素cos小於(yu) 0.5,|φ|>60°,則有一個(ge) 功率表的讀數為(wei) 負值,該功率表指針將反方向偏轉,這是應將功率表電流線圈的兩(liang) 個(ge) 端子調換(不能調換電壓線圈端子),而讀數應記為(wei) 負值。對於(yu) 數字式功率表將出現負讀數。
③測量三相對稱負載的無功功率
在三相對稱係統中,三相電壓完全對稱,各相負載阻抗完全相同,則各相電流亦完全對稱,此時僅(jin) 需要用功率表測量出一相負載的有功功率P,再乘以3倍,則得三相總功率,即P=3Pφ=3×Uφ×Iφ×cosφ
圖4 無功功率的測量
為(wei) 了測得三相無功功率,可按圖4接線,將功率表的電流線圈串入任意一相線路中,而將電壓線圈電路連接到另外兩(liang) 相的電源端上,由於(yu) 三相電路中任意兩(liang) 相間的線電壓總是與(yu) 星形聯接時的第三相相電壓相位差90°。所以此時功率表的讀數為(wei) W=U1×I1×sinφ,其中φ為(wei) 負載的阻抗角。則三相負載的無功功率Q=√3×W=√3×U1×I1×sinφ。比較常見的有三相無功功率表和單相無功功率表
3、負載的功率因素測量
圖5 功率因素的測量
在圖5a電路中,負載的有功功率P=U×I×cosφ,其中cosφ為(wei) 功率因素,功率因素角為(wei) 且-90°≤φ≤90°。把圖5b、c、d分別作為(wei) 負載接入電路中,則:
◆當Z=R,φ=0,cosφ=1,電阻性負載
◆當Z=XL,φ>0,cosφ>0,感性負載
◆當Z=Xc,φ<0,cosφ>0,容性負載
可見,功率因素的大小和性質由負載的大小和性質決(jue) 定。