電工儀表與測量 第六章

1、第六章第六章 電功率的測量電功率的測量第一節(jié)第一節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第三節(jié)第六章第六章 電功率的測量電功率的測量第六章第六章 電功率的測量電功率的測量6-1 電動系功率表1.熟悉電動系測量機(jī)構(gòu)的組成及原理。2.了解鐵磁電動系測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。3.掌握單相電動系功率表的結(jié)構(gòu)和工作原理。4.掌握單相有功功率表的使用方法。5.掌握低功率因數(shù)功率表的結(jié)構(gòu)和工作原理。第六章第六章 電功率的測量電功率的測量 電動系儀表和電磁系儀表在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別：電動系儀表和電磁系儀表在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別： 用可動線圈代替了可動鐵片，這樣就基本上消除了磁滯和渦流的影響，使電動系儀表的準(zhǔn)確度得到了提高，所以在需要精密測量交流電

2、流、電壓時，多采用電動系儀表。第六章第六章 電功率的測量電功率的測量一、電動系測量機(jī)構(gòu)一、電動系測量機(jī)構(gòu) 電動系測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 電動系測量機(jī)構(gòu)的工作原理 電動系儀表的特點(diǎn) 第六章第六章 電功率的測量電功率的測量1.1.電動系測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)電動系測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)電動系測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)第六章第六章 電功率的測量電功率的測量 固定線圈一般都分成兩段，其目的是：n 能獲得較均勻的磁場；n 便于改換電流量程。 游絲的作用除了產(chǎn)生反作用力矩外，還起引導(dǎo)電流進(jìn)入可動線圈的作用。第六章第六章 電功率的測量電功率的測量2.2.電動系測量機(jī)構(gòu)的工作原理電動系測量機(jī)構(gòu)的工作原理 電動系測量機(jī)構(gòu)是利用兩個通電線圈之間產(chǎn)生

3、電動力作用的原理制成的。電動系測量機(jī)構(gòu)的工作原理第六章第六章 電功率的測量電功率的測量n 準(zhǔn)確度高；n 交直流兩用，并且能測量非正弦電流的有效值；n 能構(gòu)成多種儀表，測量多種參數(shù)；n 電動系功率表的標(biāo)度尺刻度均勻；n 儀表讀數(shù)易受外磁場的影響； n 本身消耗功率大；n 過載能力??； n 電動系電流表、電壓表的標(biāo)度尺刻度不均勻。3.3.電動系儀表的特點(diǎn)電動系儀表的特點(diǎn) 第六章第六章 電功率的測量電功率的測量鐵磁電動系測量機(jī)構(gòu)鐵磁電動系測量機(jī)構(gòu) 第六章第六章 電功率的測量電功率的測量二、電動系功率表二、電動系功率表 1.1.電動系功率表的結(jié)構(gòu)及工作原電動系功率表的結(jié)構(gòu)及工作原理理電動系功率表原理電

4、路電動系功率表的符號第六章第六章 電功率的測量電功率的測量 2. 2.功率表的量程及擴(kuò)大功率表的量程及擴(kuò)大 實(shí)際應(yīng)用時，為了滿足測量不同大小功率的需要，往往需要擴(kuò)大功率表的量程。功率表的功率量程主要由電流量程和電壓量程來決定。所以，功率量程的擴(kuò)大也要通過電流量程和電壓量程的擴(kuò)大來實(shí)現(xiàn)。 第六章第六章 電功率的測量電功率的測量電動系功率表的電流量程是可以成倍改變的。兩線圈串聯(lián) 兩線圈并聯(lián)第六章第六章 電功率的測量電功率的測量 擴(kuò)大功率表電壓量程是利用與電壓線圈串聯(lián)不同阻值分壓電阻的方法來實(shí)現(xiàn)的。 實(shí)際上，只要在功率表中選定不同的電流量程和電壓量程，功率量程也就隨之確定了。 串聯(lián)分壓電阻擴(kuò)大電壓量

5、程第六章第六章 電功率的測量電功率的測量例 D19W型功率表的電流量程為510A，電壓量程為150300 V，其功率量程有： P1=5150=750W P2=10150=1500W 或P2=5300=1500W P3=10300=3000W 這里的功率是指負(fù)載的功率因數(shù)cosj1時的情況。而感性或容性負(fù)載的 cosj 1 ，所以，上述量程是指最大功率量程。第六章第六章 電功率的測量電功率的測量電流端鈕連接片 電壓端鈕三、功率表的正確使用三、功率表的正確使用 D26W型便攜式單相功率表第六章第六章 電功率的測量電功率的測量1.1.正確選擇量程正確選擇量程n 選擇時，要使功率表的電流量程略大于被測

6、電流，電壓量程略高于被測電壓。n 在選擇功率表的量程時，不僅要注意其功率量程是否足夠，還要注意儀表的電流量程以及電壓量程是否與被測功率的電流和電壓相適應(yīng)。n 在使用功率表時，不僅要注意使被測功率不超過儀表的功率量程，通常還要用電流表、電壓表去監(jiān)視被測電路的電流和電壓，使之不超過功率表的電流量程和電壓量程，以確保儀表安全可靠地運(yùn)行。 第六章第六章 電功率的測量電功率的測量2.2.正確接線正確接線 功率表應(yīng)按照“發(fā)電機(jī)端守則”進(jìn)行接線。 發(fā)電機(jī)端守則的內(nèi)容： 電流線圈：電流線圈：使電流從發(fā)電機(jī)端流入，電流線圈與負(fù)載串聯(lián)。 電壓線圈：電壓線圈：保證電流從發(fā)電機(jī)端流入，電壓線圈支路與負(fù)載并聯(lián)。第六章第

7、六章 電功率的測量電功率的測量功率表的接線方式：功率表的接線方式： 電壓線圈前接方式，適用于負(fù)載電阻比功率表電流線圈電阻大得多的情況。電壓線圈前接方式第六章第六章 電功率的測量電功率的測量 電壓線圈后接方式，適用于負(fù)載電阻比功率表電壓線圈支路電阻小得多的情況。電壓線圈后接方式第六章第六章 電功率的測量電功率的測量 為保證功率表安全可靠地運(yùn)行，常將電流表、電壓表與功率表聯(lián)合使用。電流表、電壓表與功率表聯(lián)合使用第六章第六章 電功率的測量電功率的測量 不論采用電壓線圈前接還是后接方式，其目的都是為了盡量減小測量誤差，使測量結(jié)果更為準(zhǔn)確。盡管如此，功率表的讀數(shù)誤差仍會由于儀表內(nèi)部損耗的影響而有所增大。

8、在一般工程測量中，被測功率要比儀表本身損耗大得多，因此，儀表內(nèi)部功率損耗對測量結(jié)果的影響可以不予以考慮。此時，由于功率表電流線圈的損耗通常比電壓線圈支路的損耗小，以采用電壓線圈前接方式為宜。但是，若被測功率很小時，就不能忽略儀表本身的功率損耗了。此時應(yīng)根據(jù)儀表的功率損耗值對讀數(shù)進(jìn)行校正，或采取一定的補(bǔ)償措施。第六章第六章 電功率的測量電功率的測量功率表指針反偏現(xiàn)象及處理：功率表指針反偏現(xiàn)象及處理： 實(shí)際測量中，如果功率表接線正確，但指針仍反轉(zhuǎn)的情況發(fā)生在：n負(fù)載端含有電源，并且負(fù)載不是消耗而是發(fā)出功率時；n三相電路的功率測量中。 解決方法：解決方法：在切斷電源之后，將電流線圈的兩個接線端對調(diào)，

9、并且將測量結(jié)果前面加上負(fù)號。但不得調(diào)換功率表電壓線圈支路的兩個接線端。 第六章第六章 電功率的測量電功率的測量功率表的錯誤接線第六章第六章 電功率的測量電功率的測量3.3.正確讀數(shù)正確讀數(shù) 功率表的標(biāo)度尺上只標(biāo)有分格數(shù)，而不標(biāo)瓦特數(shù)。當(dāng)選用不同的量程時，功率表標(biāo)度尺的每一分格所表示的功率值不同。 通常把每一分格所表示的瓦特數(shù)稱為功率表的分格常數(shù)。第六章第六章 電功率的測量電功率的測量 UN 功率表的電壓量程 IN 功率表的電流量程 m功率表標(biāo)度尺滿刻度的格數(shù)。 被測功率：PCmNNIUC 功率表的分格常數(shù)也可按下式計算：第六章第六章 電功率的測量電功率的測量例 若選用一只功率表，它的電壓量程為

10、300V、電流量程為2.5A，標(biāo)度尺滿刻度格數(shù)為150格，用它測量某負(fù)載消耗的功率時，指針偏轉(zhuǎn)100格。求負(fù)載消耗的功率。 解：先求功率表的分格常數(shù)： W/格 被測功率：51505 . 2300mNNIUC5001005CPW第六章第六章 電功率的測量電功率的測量四、低功率因數(shù)功率表四、低功率因數(shù)功率表1.1.低功率因數(shù)功率表的用途低功率因數(shù)功率表的用途 用普通功率表測量低功率因數(shù)電路的功率，不僅讀數(shù)困難，而且測量誤差很大。因此，必須采用專門的低功率因數(shù)功率表。 低功率因數(shù)功率表是專門用來測量低功率因數(shù)負(fù)載功率的儀表。第六章第六章 電功率的測量電功率的測量2.2.低功率因數(shù)功率表的構(gòu)造低功率因

11、數(shù)功率表的構(gòu)造 工作原理與普通功率表基本相同，在構(gòu)造上的不同之處主要有： （1）標(biāo)度尺應(yīng)按較低的功率因數(shù)來刻度。 （2）為了減小摩擦，提高靈敏度，通常采用游絲支撐、光標(biāo)指示結(jié)構(gòu)。使儀表在較小的轉(zhuǎn)矩下工作。 （3）在儀表結(jié)構(gòu)上采用誤差補(bǔ)償措施。第六章第六章 電功率的測量電功率的測量加補(bǔ)償線圈：加補(bǔ)償線圈： 通過補(bǔ)償線圈的電流抵消了電流線圈中因流過電壓線圈支路的電流所造成的誤差，從而在功率表的讀數(shù)中消除了電壓線圈支路功率損耗的影響。加補(bǔ)償線圈第六章第六章 電功率的測量電功率的測量 電容器C并聯(lián)在電壓支路的附加電阻的一部分上，從而可以使原來的電感電路轉(zhuǎn)變?yōu)榧冸娮栊噪娐?，達(dá)到消除誤差的目的。加補(bǔ)償電容

12、：加補(bǔ)償電容：D34W型低功率因數(shù)功率表 第六章第六章 電功率的測量電功率的測量3.3.低功率因數(shù)功率表的使用低功率因數(shù)功率表的使用 （1）要正確接線 低功率因數(shù)功率表的接線也應(yīng)遵守“發(fā)電機(jī)端守則”。對具有補(bǔ)償線圈的低功率因數(shù)功率表，必須采用電壓線圈后接的接線方式。 第六章第六章 電功率的測量電功率的測量（2）要正確讀數(shù) 低功率因數(shù)功率表的分格常數(shù)可按下式計算: 式中，額定功率因數(shù)cosj1。 被測功率 ：C。mNNNcosIUC 應(yīng)注意，使用低功率因數(shù)功率表時，被測電路的功率因數(shù)cosj不得大于功率表額定功率因數(shù)cosj。否則會發(fā)生儀表電壓、電流量程并未達(dá)到額定值，而指針卻已超出滿刻度，從而

13、造成儀表的損壞。第六章第六章 電功率的測量電功率的測量 1.電動系儀表在結(jié)構(gòu)上與電磁系儀表有什么不同?為什么電動系儀表的準(zhǔn)確度比電磁系儀表高? 2.電動系功率表的標(biāo)度尺與電動系電流表的標(biāo)度尺有什么不同？為什么? 3.怎樣擴(kuò)大功率表的功率量程? 4.測量功率時，除了要用功率表外，為什么同時還要用電流表和電壓表?l 思考與練習(xí)第六章第六章 電功率的測量電功率的測量 5.有一單相感性負(fù)載，有功功率為99 W，電流為0.9 A，cosj0.5，用量程為1/2A、150300V的D19W型功率表測量該負(fù)載功率，問應(yīng)怎樣選擇其量程?如果功率表的標(biāo)度尺分格數(shù)為150格，選用上述量程時，指針指示為50格，求負(fù)

14、載實(shí)際消耗功率為多少? 6.畫出“功率表電壓線圈前接”和“功率表電壓線圈后接”的接線圖，并說明其適用范圍。 7.為什么功率表指針會發(fā)生反轉(zhuǎn)現(xiàn)象?什么情況下功率表指針發(fā)生反轉(zhuǎn)?一旦發(fā)生反轉(zhuǎn)應(yīng)如何處理?返回章目錄第六章第六章 電功率的測量電功率的測量6-2 三相有功功率的測量 1.掌握一表法測量三相有功功率的適用范圍、接線和讀數(shù)方法。 2.掌握兩表法測量三相有功功率的適用范圍、接線和讀數(shù)方法。 3.掌握三表法測量三相有功功率的適用范圍、接線和讀數(shù)方法。 4.掌握三相有功功率表的組成和使用方法。第六章第六章 電功率的測量電功率的測量一、一表法一、一表法適用范圍適用范圍：測量三相對稱負(fù)載的有功功率。測

15、量結(jié)果測量結(jié)果：按一表法接線，則三相總功率P3P1。Y接對稱負(fù)載 接對稱負(fù)載 人工中點(diǎn)法 第六章第六章 電功率的測量電功率的測量二、三表法二、三表法適用范圍適用范圍：測量三相四線制不對稱負(fù)載的有功功率。測量結(jié)果測量結(jié)果：按三表法接線，三相總功率PP1+P2+P3。三表法 第六章第六章 電功率的測量電功率的測量三、兩表法三、兩表法 適用范圍適用范圍：對于三相三線制電路，不論負(fù)載是否對稱，也不論負(fù)載是星形連接還是三角形連接，都能用兩表法來測量三相負(fù)載的有功功率。 測量結(jié)果測量結(jié)果：按兩表法接線，三相總功率PP1+P2。第六章第六章 電功率的測量電功率的測量兩表法接線規(guī)則：兩表法接線規(guī)則： （1）兩

16、只功率表的電流線圈分別串聯(lián)在任意兩相線上，使通過線圈的電流為線電流，電流線圈的發(fā)電機(jī)端必須接到電源一側(cè)。 （2）兩只功率表電壓線圈的發(fā)電機(jī)端應(yīng)分別接到該表電流線圈所在的相線上，另一端則共同接到?jīng)]有接功率表電流線圈的第三相上，如右圖所示。兩表法測量三相三線制負(fù)載功率 第六章第六章 電功率的測量電功率的測量四、三相有功功率表四、三相有功功率表D33W型三相有功功率表第六章第六章 電功率的測量電功率的測量三相有功功率表接線圖1.1.電動系三相功功率電動系三相功功率第六章第六章 電功率的測量電功率的測量 2. 2.鐵磁電動系三相功率表鐵磁電動系三相功率表 安裝式三相有功功率表通常采用鐵磁電動系測量機(jī)構(gòu)

17、，并做成兩元件，其工作原理與兩表法原理一樣。鐵磁電動系三相功率表結(jié)構(gòu)及原理第六章第六章 電功率的測量電功率的測量1.畫出一表法接線圖，說明適用范圍。2.簡述兩表法接線規(guī)則。3.畫出兩表法接線圖，說明適用范圍。4.畫出三表法接線圖，說明適用范圍。返回章目錄l 思考與練習(xí)第六章第六章 電功率的測量電功率的測量6-3 三相無功功率的測量1.熟悉一表跨相法測量三相無功功率的適用范圍、接線和讀數(shù)方法。2.熟悉兩表跨相法測量三相無功功率的適用范圍、接線和讀數(shù)方法。3.熟悉三表跨相法測量三相無功功率的適用范圍、接線和讀數(shù)方法。4.了解鐵磁電動系三相無功功率表的組成和使用方法。第六章第六章 電功率的測量電功率

18、的測量一、一表跨相法一、一表跨相法適用范圍；三相電路完全對稱的情況。測量結(jié)果：按一表跨相法接線，將該功率表的讀數(shù)乘以 ，即得三相無功功率。3一表跨相法第六章第六章 電功率的測量電功率的測量二、兩表跨相法二、兩表跨相法 適用范圍適用范圍：適用于三相電路對稱的情況。由于供電系統(tǒng)電源電壓不對稱的情況是難免的，而兩表跨相法在此情況下測量的誤差較小，因此此法仍然適用。 測量結(jié)果測量結(jié)果：按兩表跨相法接線，將兩表讀數(shù)之和乘以 ，就得到三相無功功率。23第六章第六章 電功率的測量電功率的測量 采用兩只單相功率表，每表都按一表跨相法的原則接線。兩表跨相法第六章第六章 電功率的測量電功率的測量 在三相電路對稱的情況下，每只功率表的讀數(shù)Q1和Q2與一表跨相法一樣，都等于 Q1Q2UIsinj 三相無功功率：sin3)sin2(23)(2321UIUIQQQ第六章第六章 電功率的測量電功率的測量三、三表跨相法三、三表跨相法 適用范圍適用范圍：適用于電源電壓對稱，而負(fù)載對稱或不對