电路基础试验试验十四功率因数及相序的测量

1、实验十四 功率因数及相序的测量执笔人：实验成员:班级：自动化二班实验十四 功率因数及相序的测量一、实验目的1. 掌握三相交流电路相序的测量方法。2. 熟悉功率因数表的使用方法，了解负载性质对功率因数的影 响。、原理说明图14-1为相序指示器电路，用以测定三相电源的相序 A B、C（或U V、V）。它是由一个电容器和两个瓦数相同的白炽灯联接成的星形不对称三相负载电路。如果电容器所接的是A相，则灯光较亮 的是B相，较暗的是C相。（相序是相对的，任何一相均可作为 A相, 但A相确定后，B相和C相也就确定了）。为了分析问题简单起见设 Xc = Rb = Rc = R； U A = Up Up，贝卩,1

2、.3.Ub'=UbUn'n = Up j | 一 Up(- 0.2 + j0.6)< 2 2丿二 U p - 0.3 - j1 .466= 1.49- 101 .6 :U pU b'= <； 0.3 21 .466 2U p 二 1.49 U pUc'=Uc - Un'n = Up -丄+ j 逅- U p( - 0.2 + j0.6 )< 2 2丿二 U p - 0.3 - j 0.266 二 0.4- 138 .4 ?U pUc ' =0.3 20.266 2UP = 0.4 U p由于U U c'，故B相灯光较亮。

3、实验设备骨口. 序号名称型号与规格数量备注1三相交流电源3220 V12三相自耦调压器13功率因数表1DGJ-074交流电压表U P+ U p-jR丿丄丄.1 jR R R5交流电流表16白炽灯灯组负载15W/220V3DGJ-047镇流器30W日光灯管配用1DGJ-048电容器4.7 口 f/450VDGJ-04四、实验内容1.相序的测定(1) 按图1接线，取15W/220V白炽灯两只，4.7卩f/450V 电容 器一只，经三相调压器接入线电压为100V的三相交流电源，观察两 只灯泡明亮状态，判断三相交流电源的相序。答：接通电源后，观察发现两个灯泡中Rb比Rc更亮，说明当把Ua 作为A相时，

4、Rb所接的电源Ub为B相，Rc所接的电源Uc为C相。(2) 将电源线任意调换两相后再接入电路，观察两灯的明亮状 态，判断三相交流电源的相序。答：在原电路的基础上调换Ua、Ub或Ua、Uc或Ub、Uc的电源 线，发现Rb都会比Rc更暗，说明电源线任意调换两相后再接入电路 会改变Rb和Rc所接电源的相序，使Rb滞后于Rc。2.电路功率（P）和功率因数（cos ©）的测定按图2接线，接通电源，将调压器输出电压调到220V ,按下表开关状态测量值计算值负载 性质U(v)Ur(v)Ur=Uc(v)I(A)P(w)cos ©cos ©SA1 合;SA2、SA3随意220220

5、00.14332.511.03SA2 合；SA1SA3断220200900.1327.70.910.969CSA3合；SA1SA2断220180930.12826.30.90.934LSA2 SA3 合；SA1断220501750.05312.30.931.05L五、实验注意事项每次改接线路都必须先断开电源。六、预习思考题根据电路理论、分析图 14-1 检测相序的原理。答：因为图 14-1 所示电路为星形不对称三相负载电路，因而由 于负载不对称造成负载两端的电压不同。 再通过计算得出在假设电容 器所接为A相的情况下，B相负载的电压大于C相负载的电压。如此 便可以通过接入如图 14-1 所示的电

6、路，通过观察两白炽灯的相对亮 度判断所接三端的相序。七、实验报告1. 简述实验线路的相序检测原理。答：在三相交流电路中，相序是相对的，任何一相均可作为 A 相，但A相确定后，B相和C相也就确定了。在图14-1中我们假定 电容器所接的电源为A札 这样B相和C相的负载便是同瓦数的白炽 灯。通过计算在这种情况下两白炽灯两端的电压可以发现接在B相的电压比接在C相的电压大，也即接在B相的白炽灯比接在C相的白炽 灯亮。这样一来我们便可以利用上述电路检测相序， 把电容器所接的 电源设为A相，则两白炽灯亮的那一个是 B相，暗的那一个为C相。 如此便得到了所测电路的相序关系。2. 根据VI、P三表测定的数据，计算出cos 并与cos ©的 读数比较，分析误差原因。答：计算出的cos©与测量的cos ©相比更大。原因如下：如图14-2 所接电路功率表为前接，测得的功率包括了功率表内部电流表 的功率，因此测得的功率比负载真实的功率更大， 造成计算出来的功 率因数 P/(UI) 比测量值更大。误差还有可能是因为功率表测得的电 压和电流与电压表和电流表测得的电压和电流有差异， 或者是仪器本 身不精确造成的。3. 分析负载性质对cos ©的影响。答：当负载为纯电阻的时候， cos© =1。当负载不