功率和电能的测量

nullnull电动系功率表的原理与使用。 单相/三相，有功/无功的测量方法以及测量时的电路接线。第三章 功率和电能的测量本章要点：null第一节 功率的测量方法一、直流功率的测量1、用电流表和电压表测量直流功率分析电压表前接和电压表后接的测量误差以及适用情况。null2、功率表测量直流功率一般电流线圈内阻远小于负载电阻，所以常采用电压线圈前接的方式。若能够通过计算修正，则采用哪种接法都可以。也有电压线圈前接和后接的问题。null1、用间接法测量交流功率三表法测量：U、I、P计算：Q、S2、电动系功率表可以测量交流功率。二、单相交流功率的测量熟练掌握各种测量方法及其接线。三、三相功率的测量null第二节 电动系功率表nullGB/T 7676.5-1998 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第3部分：功率表和无功功率表的特殊要求null第二节 电动系功率表固定线圈与负载串联，反映负载的电流。可动线圈串接一定的附加电阻，然后与负载并联，反映负载的电压。直流1、工作原理null交流结论：电动系功率表既可测直流功率，也可测交流功率，并且可用同一刻度。null2、功率表量程的扩大扩大功率表的电流量程。改变电流量程并联后，电流变化但安匝数保持不变，所以量程扩大。固定线圈分段，改变串并联方式。null改变电压量程动圈串联附加电阻。交流功率表可再利用电流互感器、电压互感器扩大量程。（接线图）3、功率表的正确使用接线电动系仪表的力矩方向与两线圈的电流方向有关。为此，规定了使指针正向偏转的电流方向，即功率表接线要遵守“电源端”守则。扩大功率表的电压量程。null“电源端”用符号“*”或“±”表示。接线时，要使两线圈的“电源端”接在电源的同一极性上，以保证两线圈电流都能从该端子流入。功率表的正确接线负载电阻大nulla）电流线圈反接，指针反偏。b）电压线圈反接，指针反偏。且两线圈之间的电位差为负载电压，它们之间有很强的电场，会形成附加力矩造成附加误差，又会有击穿绝缘的危险。c）两线圈均反接，指针正偏。但两线圈之间的电位差为负载电压。null特殊情况：测量三相功率时，有时接线正确，但由于三相的相位关系，指针也会反偏。处理办法：1）调换电流线圈的方向。 2）有的功率表电压线圈支路设有专门的换向开关。它改变线圈电流的方向，但不改变附加电阻的位置，所以两线圈之间不会有电位差。null量程选择功率表量程包括功率、电压、电流三个要素。功率表量程选择，实际是选择电压、电流的量程。 实际测量时，应接入电流表和电压表监视电路情况。null功率表读数通常功率表都有几种电压和电流的额定值，但标尺只有一条，标尺上不标明瓦特数，只标分格数。每格的瓦数：null补充1：功率表经互感器接入电路null1、直流：分压、分流；交流：用互感器。将电压电流降低。2、A/D。3、FFT或可直接计算功率的芯片。4、若FFT，取基波计算功率。补充2：数字法测功率的方法null例1：若电动系功率表所加的电压、电流分别为：求其读数。解：null例2：若电动系功率表两个线圈的电流分别为：功率表偏转80格。当电流为以下数值时，功率表偏转多少格？解：得null?例2所述功率表。当电流为以下数值时，功率表偏转多少格？解：null第三节 低功率因数功率表考虑相角误差、摩擦误差、仪表功耗造成的附加误差等。 适于测量功率因数低的负载的功率，例如电容、电感线圈的功率。null 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，电流达到上量限，也只能使功率表偏转前几个小格，无法准确读数。例如，功率因数为0.1，额定电压为5V，额定电流为1A的电路。选用5V、1A的普通功率表，示值在标尺的前1/10。 因而，低功率因数功率表必须具备大电流和低功率示值两个特点。 在结构上需采取一些措施，一方面提高仪表的灵敏度，使它能测量低功率；另一方面要提高功率表的电流额定值，同时还要注意不使表耗功率太大。null电压线圈包含有感抗，所以电压线圈的电流滞后电压角度θ。角度θ使功率表偏转角产生的相对误差为：1、功率表的相角误差（简称角误差）null角误差与以下因素有关：a、 与负载的功率因数有关。功率因数低，tanΦ大，角误差大。b、与工作频率有关。电源频率高，电压线圈的感抗大，θ大，角误差大。null在部分附加电阻上并联电容C，使电压线圈支路呈纯阻性，消除了角误差。2、加补偿电容的低功率因数功率表null一般功率表的额定功率因数为1，工作时电路的功率因数≤1，所以只监视电压、电流即可。 低功率因数功率表测量时，负载功率因数也可能大于功率表的额定功率因数，这时电压、电流没到额定值，功率却超过了满偏位置，所以使用中还要注意功率表的指针位置。3、低功率因数功率表的读数：null补充：单相无功功率表无功功率表电路： 将有功功率表电压线圈串联的电阻改为电容，并且容抗等于电阻阻值；电压线圈调换方向。原理推导：无功功率表电路null结论：无功功率表电路可测量无功功率。当容抗等于原有功功率表的附加电阻时，可直接用有功表的刻度读无功。无功功率表电路null第四节 三相功率的测量1、一表法测三相对称电路的功率功率表取负载的相电流和相电压。掌握方法、接线一、用单相功率表测三相有功功率null2、两表法测三相三线制电路的功率null功率表取线电流和线电压。所取线电流是除公共线外的其余两个线电流，电压线圈的高电位端与电流线圈等电位。有共A、共B、共C三种接法，指两个功率表的电压线圈的低电位端都接在A/B/C线。两表法对负载无特殊要求，即负载对称、不对称均可。null若为对称负载，且接线如上图所示（共C）：null3、三表法测三相四线制电路的功率功率表取相电流和相电压。null二、用三相功率表测三相有功功率 将两只或三只 单相功率表的可动线 圈装在一个公共转轴 上即组成两元件或三 元件的三相功率表， 分别用于三相三线制 与三相四线制。其公 共转轴的转矩直接反 映三相总功率，因此 可从标尺上直接读出 三相功率。null二元件三相功率表和电能表的接线（两表法。功率表、电能表接线类似。）null三元件三相功率表和电能表的接线（三表法。功率表、电能表接线类似。）null三、用功率表测三相无功功率1、一表跨相法适用于对称三相负载。 接线：有功功率表，取一相的线电流，另两相之间的线电压，相序为正序（例，A相的线电流， BC的线电压。B，CA。C，AB）。null2、有功两表法适用于对称三相负载。 接线：与两表法测三相三线制有功功率的接线相同。则：null3、三表跨相法负载：对称、不对称均可。电源对称。 三相电路：三相三线制、三相四线制均可。 接线：三个有功功率表，接线是一表跨相法的三种方式。null注意：本章所述测功率（有功/无功，单相/三相）的测量方法及接线方式，同样适用于测量电能，也适用于数字法测功率、电能。