三相电路功率的测量--电路及电工仪表实验
发布时间:2017-06-15 点击次数:次
一.实验目的
1.学会用功率表测量三相电路功率的方法。
2.掌握功率表的接线和使用方法。
二.原理说明
1.三相四线制供电,负载星形联接(即Y0接法)
对于三相不对称负载,用三个单相功率表测量,测量电路如图25-1所示,三个单相功率表的读数为W1、W2、W3,则三相功率P=W1+W2+W3,这种测量方法称为三瓦特表法;对于三相对称负载,用一个单相功率表测量即可,若功率表的读数为W ,则三相功率P=3W,称为一瓦特表法。
2.三相三线制供电
三相三线制供电系统中,不论三相负载是否对 称,也不论负载是‘Y’接还是‘Δ’接,都可用二瓦特表法测量三相负载的有功功率。测量电路如图25—2所示,若两个功率表的读数为W1、W2,则三相功率,
其中为负载的阻抗角(即功率因数角),两个功率表的读数与有下列关系:
(1)当负载为纯电阻,=0,W1=W2,即两个功率表读数相等;
(2)当负载功率因数,,将有一个功率表的读数为零;
(3)当负载功率因数,,则 一个功率表的读数为负值,该功率表指针将反方向偏转,这时应将功率表电流线圈的两个端子调换(不能调换电压线圈端子),而读数应记为负值。对于数字式功率表将出现负读数。
3.测量三相对称负载的无功功率
对于三相三线制供电的三相对称负载,可用一瓦特表法测得三相负载的总无功功率Q,测试电路如图25—3所示。功率表读数,其中为负载的阻抗角,则三相负载的无功功率。
三.实验设备
1.三相交流电源;
2.交流电压、电流、功率、功率因数表;
3.NEEL-17B组件。
四.实验内容
1.三相四线制供电,测量负载星形联接(即Y0接法)的三相功率
(1)用一瓦特表法测定三相对称负载三相功率,实验电路如图25-4所示,线路中的电流表和电压表用以监视三相电流和电压,不要超过功率表电压和电流的量程。经指导教师检查后,接通三相电源开关,将调压器的输出由0调到380V(线电压),按表25—1的要求进行测量及计算,将数据记入表中。
(2)用三瓦特表法测定三相不对称负载三相功率,本实验用一个功率表分别测量每相功率,实验电路如图25-4所示,步骤与(1)相同,将数据记入表25—1中。
表25—1三相四线制负载星形联接数据
2.三相三线制供电,测量三相负载功率
(1)用二瓦特表法测量三相负载‘Y’连接的三相功率,实验电路如图25-5(a)所示,图中‘三相灯组负载’见图(b),经指导教师检查后,接通三相电源,调节三相调压器的输出,使线电压为220V,按表25—2的内容进行测量计算,并将数据记入表中。
(2)将三相灯组负载改成‘Δ’接法,重复(1)的测量步骤,数据记入表25—2中。
表25—2三相三线制三相负载功率数据
3.测量三相对称负载的无功功率
用一瓦特表法测定三相对称星形负载的无功功率,实验电路如图25—6(a)所示 ,图中‘三相对称负载’见图(b),每相负载由三个白炽灯组成,检查接线无误后,接通三相电源,将三相调压器的输出线电压调到380V,将测量数据记入表25-3中。
更换三相负载性质,图(a)中的‘三相对称负载’分别按图(c)、图(d)连接,按表
25—3的内容进行测量、计算,并将数据记入表中。
表25—3三相对称负载无功功率数据
五.实验注意事项
每次实验完毕,均需将三相调压器旋钮调回零位,如改变接线,均需新开三相电源,以确保人身安全。
六.预习与思考题
1.复习二瓦特表法测量三相电路有功功率的原理。
2.复习一瓦特表法测量三相对称负载无功功率的原理。
3.测量功率时为什么在线路中通常都接有电流表和电压表?
4.为什么有的实验需将三相电源线电压调到380V,而有的实验要调到220V?
七.实验报告要求
1.整理、计算表25-1、表25-2和表25-3的数据,并和理论计算值相比较。
2.根据表25-3的数据,总结负载无功功率什么情况下为零?什么情况下不为零?为什么?
3.总结、分析三相电路功率测量的方法。
1.学会用功率表测量三相电路功率的方法。
2.掌握功率表的接线和使用方法。
二.原理说明
1.三相四线制供电,负载星形联接(即Y0接法)
对于三相不对称负载,用三个单相功率表测量,测量电路如图25-1所示,三个单相功率表的读数为W1、W2、W3,则三相功率P=W1+W2+W3,这种测量方法称为三瓦特表法;对于三相对称负载,用一个单相功率表测量即可,若功率表的读数为W ,则三相功率P=3W,称为一瓦特表法。
2.三相三线制供电
三相三线制供电系统中,不论三相负载是否对 称,也不论负载是‘Y’接还是‘Δ’接,都可用二瓦特表法测量三相负载的有功功率。测量电路如图25—2所示,若两个功率表的读数为W1、W2,则三相功率,
其中为负载的阻抗角(即功率因数角),两个功率表的读数与有下列关系:
(1)当负载为纯电阻,=0,W1=W2,即两个功率表读数相等;
(2)当负载功率因数,,将有一个功率表的读数为零;
(3)当负载功率因数,,则 一个功率表的读数为负值,该功率表指针将反方向偏转,这时应将功率表电流线圈的两个端子调换(不能调换电压线圈端子),而读数应记为负值。对于数字式功率表将出现负读数。
3.测量三相对称负载的无功功率
对于三相三线制供电的三相对称负载,可用一瓦特表法测得三相负载的总无功功率Q,测试电路如图25—3所示。功率表读数,其中为负载的阻抗角,则三相负载的无功功率。
三.实验设备
1.三相交流电源;
2.交流电压、电流、功率、功率因数表;
3.NEEL-17B组件。
四.实验内容
1.三相四线制供电,测量负载星形联接(即Y0接法)的三相功率
(1)用一瓦特表法测定三相对称负载三相功率,实验电路如图25-4所示,线路中的电流表和电压表用以监视三相电流和电压,不要超过功率表电压和电流的量程。经指导教师检查后,接通三相电源开关,将调压器的输出由0调到380V(线电压),按表25—1的要求进行测量及计算,将数据记入表中。
(2)用三瓦特表法测定三相不对称负载三相功率,本实验用一个功率表分别测量每相功率,实验电路如图25-4所示,步骤与(1)相同,将数据记入表25—1中。
表25—1三相四线制负载星形联接数据
负 载 情 况 | 开 灯 盏 数 | 测 量 数 据 | 计算值 | ||||
A相 | B相 | C相 | PA (W) | PB (W) | PC (W) | P(W) | |
Y接对称负载 | 3 | 3 | 3 | ||||
Y接不对称负载 | 1 | 2 | 3 |
(1)用二瓦特表法测量三相负载‘Y’连接的三相功率,实验电路如图25-5(a)所示,图中‘三相灯组负载’见图(b),经指导教师检查后,接通三相电源,调节三相调压器的输出,使线电压为220V,按表25—2的内容进行测量计算,并将数据记入表中。
(2)将三相灯组负载改成‘Δ’接法,重复(1)的测量步骤,数据记入表25—2中。
表25—2三相三线制三相负载功率数据
负载情况 | 开 灯 盏 数 | 测 量 数 据 | 计 算 值 | |||
A相 | B相 | C相 | P(W) | P(W) | P(W) | |
Y接对称负载 | 3 | 3 | 3 | |||
Y接不对称负载 | 1 | 2 | 3 | |||
Δ接不对称负载 | 1 | 2 | 3 | |||
Δ接对称负载 | 3 | 3 | 3 |
用一瓦特表法测定三相对称星形负载的无功功率,实验电路如图25—6(a)所示 ,图中‘三相对称负载’见图(b),每相负载由三个白炽灯组成,检查接线无误后,接通三相电源,将三相调压器的输出线电压调到380V,将测量数据记入表25-3中。
更换三相负载性质,图(a)中的‘三相对称负载’分别按图(c)、图(d)连接,按表
25—3的内容进行测量、计算,并将数据记入表中。
表25—3三相对称负载无功功率数据
负 载 情 况 |
测 量 值 | 计 算 值 | ||
U(V) | I(V) | W() | ||
三相对称灯组(每相3盏) | ||||
三相对称电容(每相 ) | ||||
上述灯组、电容并联负载 |
每次实验完毕,均需将三相调压器旋钮调回零位,如改变接线,均需新开三相电源,以确保人身安全。
六.预习与思考题
1.复习二瓦特表法测量三相电路有功功率的原理。
2.复习一瓦特表法测量三相对称负载无功功率的原理。
3.测量功率时为什么在线路中通常都接有电流表和电压表?
4.为什么有的实验需将三相电源线电压调到380V,而有的实验要调到220V?
七.实验报告要求
1.整理、计算表25-1、表25-2和表25-3的数据,并和理论计算值相比较。
2.根据表25-3的数据,总结负载无功功率什么情况下为零?什么情况下不为零?为什么?
3.总结、分析三相电路功率测量的方法。