實(shí)驗(yàn)三相電路功率測(cè)量

實(shí)驗(yàn)三相電路功率測(cè)量第1頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三相電路功率測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)儀器

實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告第2頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)、掌握用三瓦計(jì)法和二瓦計(jì)法測(cè)量三相電路的有功功率。了解上述兩種方法在不同情況下的實(shí)用價(jià)值。第3頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四實(shí)驗(yàn)原理三瓦計(jì)法測(cè)量功率電路三相四線制電路的總功率，通常用三只功率表測(cè)量功率。其接線如圖5.11.1所示，分別測(cè)出A、B、C各相的有功功率相加而得到，即第4頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖5.11.1三瓦計(jì)法測(cè)量功率電路第5頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二瓦計(jì)法測(cè)量功率電路在三相三線制電路中，通常用二只功率表測(cè)量功率。其接線如圖5.11.2所示。功率表W1和W2的讀數(shù)分別為P1和P2。三相電路的總功率等于P1與P2的代數(shù)和。

第6頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖5.11.2二瓦計(jì)法測(cè)量功率電路第7頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

其中，是和的相位差角，是和的相位差角。當(dāng)負(fù)載為感性或容性時(shí)，角有可能大于，則功率表的讀數(shù)為負(fù)值。 二瓦計(jì)法測(cè)量三相電路的功率時(shí)，單只功率表的讀數(shù)無(wú)物理意義。當(dāng)負(fù)載為對(duì)稱的星形連接時(shí)，由于中線中無(wú)電流流過(guò)，所以也可用二瓦計(jì)法測(cè)量功率。但是二瓦計(jì)法不適用于不對(duì)稱三相四線制電路。第8頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四實(shí)驗(yàn)儀器電工實(shí)驗(yàn)臺(tái) 1臺(tái)單相功率表 3只三相電路實(shí)驗(yàn)板 1塊第9頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)第10頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四單相功率表第11頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三相電路實(shí)驗(yàn)板第12頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四實(shí)驗(yàn)步驟用白熾燈作為負(fù)載，按圖5.11.1接線。即在三相四線制星形連接時(shí)分別用三瓦計(jì)法和二瓦計(jì)法測(cè)量負(fù)載功率，計(jì)算總功率并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表5.11.1內(nèi)按圖5.11.1接線。在三相三線制和三相四線制兩種不同星形連接時(shí)，其中A相為4uF的電容、B相和C相為2只串聯(lián)的40W白熾燈。分別用三瓦計(jì)法和二瓦計(jì)法測(cè)量功率并所測(cè)得的數(shù)據(jù)加以比較后，計(jì)算總功率填入表5.11.1內(nèi)。第13頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四在三相三線制星形連接時(shí)，A相為斷路、B相和C相為2只串聯(lián)的40W白熾燈時(shí)，分別用三瓦計(jì)法和二瓦計(jì)法測(cè)量功率，計(jì)算總功率并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表5.11.1內(nèi)。用白熾燈作為負(fù)載，接成三角形連接，分別用三瓦計(jì)法和二瓦計(jì)法測(cè)量負(fù)載功率。計(jì)算總功率并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表5.11.1內(nèi)。按圖5.11.2接線。將負(fù)載接成三角形連接（負(fù)載AB為4uF電容、負(fù)載BC和我，負(fù)載CA為2只串聯(lián)的第14頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四40W白熾燈），分別用三瓦計(jì)法和二瓦計(jì)法測(cè)量負(fù)載功率，計(jì)算總功率并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表5.11.1內(nèi)。按圖5.11.2接線。將負(fù)載接成三角形連接（AB相為斷路、BC相和CA相為2只串聯(lián)的40W白熾燈），分別用三瓦計(jì)法和二瓦計(jì)法測(cè)量負(fù)載功率，計(jì)算總功率并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表5.11.1內(nèi)。第15頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四表5.11.1三相電路功率測(cè)量功率單位：瓦特測(cè)量負(fù)載三瓦計(jì)二瓦計(jì)PAPBPCP總P1P2P總星形三線制對(duì)稱星形三線制（A：4μF）星形四線制（A：4μF）星形三線制（A：斷路）星形三線制（A：短路）三角形對(duì)稱負(fù)載三角形（AB：μF）三角形（AB：斷路）第16頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

將測(cè)量所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，分析誤差原因。第17頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象當(dāng)三相對(duì)稱負(fù)載星形或三角形連接時(shí)，三瓦計(jì) 法測(cè)量所得的總功率與二瓦計(jì)法測(cè)量所得的總 功率基本相等。三相四線制不對(duì)稱連接時(shí)，三瓦計(jì)法測(cè)量所得 的總功率與二瓦計(jì)法測(cè)量所得的總功率不等。 因?yàn)榇藭r(shí)中線有電流通過(guò)，不能用二瓦計(jì)法測(cè) 量電路的總功率。第18頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三相三線制不對(duì)稱負(fù)載星形或三角形連接時(shí)， 三瓦計(jì)法測(cè)量所得的總功率與二瓦計(jì)法測(cè)量所 得的總功率基本。第19頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三瓦計(jì)法測(cè)量功率會(huì)不會(huì)出現(xiàn)負(fù)值？為什么？答：三瓦計(jì)法測(cè)量功率時(shí)，每個(gè)功率表的讀數(shù)為每相負(fù)載的有功功率，。由于-90°<<90°，所以功率不會(huì)出現(xiàn)負(fù)值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析第20頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二瓦計(jì)法測(cè)量功率在什么情況下會(huì)出現(xiàn)負(fù)值？為什么？答：二瓦計(jì)法測(cè)量功率時(shí)，其任一一個(gè)功率表的讀數(shù)無(wú)物理意義。若以C相為公共相時(shí)，當(dāng)負(fù)載為感性負(fù)載或容性負(fù)載時(shí)，其相位角大于90°，功率出現(xiàn)負(fù)值第21頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)預(yù)習(xí)知識(shí)及要求相關(guān)知識(shí)點(diǎn)注意事項(xiàng)第22頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四預(yù)習(xí)知識(shí)及要求預(yù)習(xí)三瓦計(jì)、二瓦計(jì)法測(cè)量功率的工作原理及其所含的物理意義。預(yù)習(xí)三瓦計(jì)、二瓦計(jì)法的測(cè)量方法和適用電路。第23頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四相關(guān)知識(shí)點(diǎn)對(duì)稱三相電路中的功率

三相電路功率的測(cè)量

第24頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四注意事項(xiàng)測(cè)量時(shí)，嚴(yán)禁用身體的任何部位接觸帶電的金屬裸露部分。嚴(yán)禁帶電改接線路，改接線中時(shí)應(yīng)斷開電源，如電路中有電容負(fù)載，應(yīng)在斷開電源后，將電容放電。如使用手動(dòng)量程測(cè)量時(shí)，應(yīng)注意量程，切勿超過(guò)量程以免損壞電表。測(cè)量功率時(shí)，功率表的電流線圈與電壓線圈的＊第25頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

端應(yīng)用導(dǎo)線短接。測(cè)量電流時(shí)，先開啟電源，后將電流插頭插入電流插座。以免因電源短路或電容的沖擊電流過(guò)大造成電表?yè)p壞。第26頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)、掌握用三瓦計(jì)法和二瓦計(jì)法測(cè)量三相電路的有功功率。了解上述兩種方法在不同情況下的實(shí)用價(jià)值。第27頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分別用三瓦計(jì)法和二瓦計(jì)法測(cè)量以下三相負(fù)載聯(lián)接時(shí)的有功功率三相四線制對(duì)稱星形聯(lián)接。三相三線制不對(duì)稱星形聯(lián)接（A相為A相為4μF電容）三相四線制不對(duì)稱星形聯(lián)接（A相為4μF電容）三相三線制不對(duì)稱星形聯(lián)接（A相為斷路）三相三線制對(duì)稱三角形聯(lián)接第28頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三相三線制不對(duì)稱三角形聯(lián)接（AB相為4μF電容）三相三線制不對(duì)稱三角形聯(lián)接（AB相為斷路）三、實(shí)驗(yàn)用儀器、設(shè)備 電工實(shí)驗(yàn)工作臺(tái) 1臺(tái) 單相功率表 3只 三相電路實(shí)驗(yàn)板 1塊第29頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、實(shí)驗(yàn)用詳細(xì)電路圖三相負(fù)載星形聯(lián)接第30頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2．三相負(fù)載三角形聯(lián)接第31頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四五、實(shí)驗(yàn)有關(guān)原理及原始計(jì)算數(shù)據(jù)，所應(yīng)用的公式三相四線制電路的總功率可通過(guò)用三只功率表（三瓦計(jì)法）分別測(cè)出A、B、C各相的有功功率相加而得到，即P=PA+PB+PC。當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)，各相功率相等，因此可以只測(cè)任一相功率，再乘以三便可得到總功率。第32頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四在三相三線制電路中，無(wú)論負(fù)載對(duì)稱或不對(duì)稱，通常只用兩只功率表來(lái)測(cè)量總功率。功率表W1和W2的讀數(shù)分別為P1和P2。可以證明總功率

P=P1+P2=UAC

IAcos(UACIA)+UBCIBcos(UBCIB)=PA+PB+PC式中PA、PB、PC分別為負(fù)載等效星形連接時(shí)各相功率。功率表W1和W2讀數(shù)的代數(shù)和等于負(fù)載消耗的總功率。單只功率表的讀數(shù)無(wú)意義。若功率表的指針反轉(zhuǎn)，可把功率表電流線圈兩端的接線對(duì)換，但這時(shí)功率表的讀數(shù)應(yīng)取負(fù)值。

第33頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四因?yàn)閷?duì)稱四線制電路的中線內(nèi)沒有電流流過(guò)，所以二瓦計(jì)法仍然可以采用，但二瓦計(jì)法不適用于不對(duì)稱四線制電路。對(duì)稱三相電路中，兩個(gè)功率表的讀數(shù)分別為 P1=UAC

IAcos(UACIA)=UAC

IAcos(30?-Ф) P2=UBCIBcos(UBCIB)=UBCIBcos(30?+Ф) 其中，Ф為相電流滯后于相電壓的相位角，即負(fù)載阻抗角。由上述分析可知： 當(dāng)負(fù)載為純電阻時(shí)，cosФ=0，P1、P2>0第34頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四 當(dāng)負(fù)載的功率因數(shù)cosФ>0.5時(shí)，P1、P2讀數(shù)不等，但都為正當(dāng)負(fù)載的功率因數(shù)cosФ<0.5時(shí)，P1、P2讀數(shù)不等，且有一個(gè)為負(fù)值當(dāng)負(fù)載的功率因數(shù)cosФ=0.5時(shí)，P1、P2必有一個(gè)為零，一個(gè)為正第35頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄

三瓦計(jì)法二瓦計(jì)法PA/WPB/WPC/WP1/WP2/WY-Y（對(duì)稱）28.4528.0627.7641.9342.03Y-Y（A=4uf）0.8375.4732.8452.9755.31Y-Y（A相開路）0.0122.7522.49045.54Y-Yo（A=4uF）0.9528.1928.22-60.641.93Y-?對(duì)稱62.762.9964.1995.5594.03Y-?（AB相電容）0.9361.8865.46-116245.9Y-?（A相開路）0.0162.764.1364.663.16第36頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期四七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

三瓦法二瓦法PA+PB+PC/WP1+P2/WY-Y（對(duì)稱）84.2783.96Y-Y（A=4uf）109.14108.28Y-Y（A相開路）45.2545.54Y-Yo（A=4uf）57.36－18.67Y-?