实验七 三相电路功率的测量

1、 1. 实验目的实验目的 1.1 1.1 学习用一功率表法和二功率表法测量学习用一功率表法和二功率表法测量 三相电路的有功功率。三相电路的有功功率。1.2 1.2 进一步熟练掌握功率表的接线和使用进一步熟练掌握功率表的接线和使用 方法。方法。 2.2.实验原理实验原理 三相负载根据其额定值和电源电压，可作星形（三相负载根据其额定值和电源电压，可作星形（Y）连接或三角形（连接或三角形（ ）连接，对称三相负载作）连接，对称三相负载作Y连接时，连接时， 。中线电流。中线电流 I0=0，可以不接中线。对，可以不接中线。对称三相负载作称三相负载作连接时，连接时， 。U1和和UP分分别为线电压和相电压，别

2、为线电压和相电压，I1和和IP，分别为线电流和相流。，分别为线电流和相流。PPIIUU11,3PPIIUU3,11 不对称三相负载作不对称三相负载作Y连接时，中线电流连接时，中线电流I0 0，必，必须有中线。这时仍有须有中线。这时仍有 。的关系，即负载上的。的关系，即负载上的相电压仍对称。如果无中线，则相电压仍对称。如果无中线，则 ，负载较负载较小的那一相的相电压较高，相电压不对称小的那一相的相电压较高，相电压不对称，使负载不，使负载不能正常工作。因此，能正常工作。因此，照明电路都采用有中线的三相四照明电路都采用有中线的三相四线制（线制（Y Y）接法。而且为了防止中线断开，不允许在）接法。而且

3、为了防止中线断开，不允许在中线上安装熔断器和开关。中线上安装熔断器和开关。 不对称三相负载作不对称三相负载作连接时，连接时， 。这时只要电。这时只要电源的源的 3个线电压对称，个线电压对称，不对称负载的不对称负载的3个相电压仍对称个相电压仍对称，对电器设备没有影响。，对电器设备没有影响。 PUU31PUU31PII31 三相负载消耗的总功率等于每相负载消耗的功三相负载消耗的总功率等于每相负载消耗的功率之和率之和，所以对于任何三相负载，都可以采用三瓦，所以对于任何三相负载，都可以采用三瓦特表法测定功率。特表法测定功率。三瓦特表法就是用三瓦特表法就是用3 3只瓦特表分别只瓦特表分别测量每相负载的功

4、率，然后相加。测量每相负载的功率，然后相加。在负载不变的情在负载不变的情况下，也可以用一只瓦特表依次测量各相负载率，况下，也可以用一只瓦特表依次测量各相负载率，然后相加即得三相总功率。然后相加即得三相总功率。 当负载对称时，每相的有功功率相等，所以只当负载对称时，每相的有功功率相等，所以只要用一个瓦特表测出任意一相的功率再乘以要用一个瓦特表测出任意一相的功率再乘以3 3，即得，即得三相总功率。三相总功率。这种测量功率的方法叫一瓦特表法。这种测量功率的方法叫一瓦特表法。 以上方法在实际应用中很不方便，所以较少采以上方法在实际应用中很不方便，所以较少采用。用。 对于三相三线制电路，不论负载对称还是

5、不对称，对于三相三线制电路，不论负载对称还是不对称，是星形接法还是三角形接法，都可以采用二瓦特表测是星形接法还是三角形接法，都可以采用二瓦特表测量其功率量其功率，因此二瓦特表法得到了广泛的应用。因此二瓦特表法得到了广泛的应用。 下面以星形接法的三相对称负载为例，说明二瓦下面以星形接法的三相对称负载为例，说明二瓦特表法的原理。特表法的原理。 三相电路的瞬时功率三相电路的瞬时功率P的求解过程如下；的求解过程如下；coscos02121BBCAABBBCAACBCBBACAACBACCBBAACBAIUIUPPPppiuiuiuiuiuiupiiiiuiuiupppp因此平均功率为：图图1cos1A

6、ABIUPcos2BBCIUP图图2 下面来分析一下不同性质（电阻、感性、容性）下面来分析一下不同性质（电阻、感性、容性）的负载对两个瓦特表读数的影响。从图的负载对两个瓦特表读数的影响。从图1可知可知 为相电压与相电流的相位为相电压与相电流的相位差角。差角。 。为负值，则三相功率，为正值，时，当。，则三相功率，为正值，时，当。为两个瓦特表读数之和总功率，均为正值，则三相功率时，当。则时（纯电阻负载），当，212112121212212160) 4(060) 3(,60) 2(2,0) 1 (PPPPPPPPPPPPPPPPPPPP3.3.实验设备实验设备序号序号名称名称型号与规格型号与规格数量

7、数量备注备注1三相自耦调压器三相自耦调压器12交流电压交流电压交流电流表交流电流表11D38-1D37-13功率表及功率因数表功率表及功率因数表1D34-24三相灯组负载三相灯组负载1DG084. 4. 实验内容与步骤实验内容与步骤 （1） 用一瓦特表法测定三相功率用一瓦特表法测定三相功率 对称Y接法以及不对称Y联接三相负载的总功率的测量均可实验按图3a线路接线。线路中可以用电流表和电压表监视该相的电流和电压，不要超过功率表电压和电流的量程。经指导教师检查后，接通三相电源，调节三相调压器，使输出线电压为220V，按表1的要求进行测量及计算。图图3 一功率表法和二功率表法测量三相电路的有一功率表

8、法和二功率表法测量三相电路的有功功率功功率用一瓦特表法测定三相功率接线图用一瓦特表法测定三相功率接线图表表1 一功率表法测量三相电路的有功功率一功率表法测量三相电路的有功功率负载情况负载情况接灯盏数接灯盏数测量数据测量数据计算计算值值A相相B相相C相相P PA AW WP PB BW WP PC CW WPPW WY 联 结 对联 结 对称负载称负载333 Y 联 结 不联 结 不对称负载对称负载123 首先将功率表按图首先将功率表按图3 a3 a接入接入A A相进行测量，然后再相进行测量，然后再换接到换接到B B相和相和C C相进行测量。验证当三相负载对称时，相进行测量。验证当三相负载对称时

9、，只需测量一相功率，将数值乘以只需测量一相功率，将数值乘以3 3，即可得到总功率。，即可得到总功率。当负载不对称时，将测得的三相功率相加即可得到当负载不对称时，将测得的三相功率相加即可得到总功率。总功率。（2 2） 用二瓦特表法测定三相负载的总功率用二瓦特表法测定三相负载的总功率1) 1) 按图按图3 b3 b接线，将三相灯组负载接成接线，将三相灯组负载接成Y Y形接法，接入形接法，接入功率表。经指导教师检查后，接通三相电源，调节功率表。经指导教师检查后，接通三相电源，调节调压器的输出线电压为调压器的输出线电压为220V220V，按表，按表2 2的内容进行测量。的内容进行测量。表表2 二功率表

10、法测量三相电路的有功功率二功率表法测量三相电路的有功功率负载情况负载情况接灯盏数接灯盏数测量数据测量数据计算值计算值A相相相相相相P1WP2WPWY接对称负接对称负载载333 Y接不对称接不对称负载负载123 接对称负接对称负载载333 接不对称接不对称负载负载123 验证三相功率总和验证三相功率总和PP1P2，而，而P1、 P2本身不含实际意义。本身不含实际意义。（3）将三相灯组负载改成）将三相灯组负载改成形接法，重复形接法，重复(2)的测量步骤，的测量步骤， 数据记入表数据记入表2中。中。4. 4. 预习要求预习要求 1 1）明确实验目的，预习三相电路功率的基）明确实验目的，预习三相电路功率的基 本概念和功率测量的有关知识；本概念和功率测量的有关知识；2 2）绘制电路图，并对所用负载分别进行功）绘制电路图，并对所用负载分别进行功 率计算；率计算；3 3）写出实验预习报告，列出实验测试表格）写出实验预习报告，列出实验测试表格 备用；备用；5. 5. 思考题思考题 如图如图3 b3 b所示测量电路，设所示测量电路，设Z ZA A、Z ZB B、Z ZC