1、單相功率的測(cè)量
如圖1所示是單相電路功率測(cè)量電路,功率表W由電壓和電流線(xiàn)圈組成,電流線(xiàn)圈與電流表串聯(lián),而后與負(fù)載Z連接;電壓線(xiàn)圈與負(fù)載并聯(lián),二線(xiàn)圈同名端相連后與電源正端連接。
圖1 單相電路功率的測(cè)量電路
接通電源后,功率表顯示負(fù)載功率,開(kāi)關(guān)置于cosφ處,則可測(cè)量負(fù)載的功率因素。電路中有電壓表和電流表,可同時(shí)測(cè)量電壓和電流。
2、三相功率的測(cè)量方法
①三相四線(xiàn)制供電,負(fù)載星形連接(即Y0接法)
對(duì)于三相不對(duì)稱(chēng)負(fù)載,用三個(gè)單相功率表測(cè)量,測(cè)量電路如圖2所示,三個(gè)單相功率表的讀數(shù)為W1、W2、W3,則三相功率P=W1+W2+W3,這種測(cè)量方法稱(chēng)為三瓦特表法;對(duì)于三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載,用一個(gè)單相功率表測(cè)量即可,若功率表的讀數(shù)為W,則三相功率P=3W,稱(chēng)為瓦特表法。
圖2 三相四線(xiàn)制負(fù)載星形聯(lián)接
②三相三線(xiàn)供電
圖3 三相三線(xiàn)制負(fù)載星形聯(lián)接
三相三線(xiàn)制供電系統(tǒng)中,不論三相負(fù)載是否對(duì)稱(chēng),也不論負(fù)載是Y或△連接,都可用二瓦特表法測(cè)量三相負(fù)載的有功功率。測(cè)量電路如圖3所示。若兩個(gè)功率表的讀數(shù)為W2、W2,則三相功率P=W1+W2=U1×I1×cos(30°-φ)+U1×I1×cos(30°+φ),其中φ為負(fù)載的阻抗角(即功率因素角),兩個(gè)功率表的讀數(shù)與φ有下列關(guān)系:
◆當(dāng)負(fù)載為純電阻,φ=0,W1=W2,即兩個(gè)功率表讀數(shù)相同;
◆當(dāng)負(fù)載功率因素cos=0.5,φ=±60°,將有一個(gè)功率表的讀數(shù)為零;
◆當(dāng)負(fù)載功率因素cos小于0.5,|φ|>60°,則有一個(gè)功率表的讀數(shù)為負(fù)值,該功率表指針將反方向偏轉(zhuǎn),這是應(yīng)將功率表電流線(xiàn)圈的兩個(gè)端子調(diào)換(不能調(diào)換電壓線(xiàn)圈端子),而讀數(shù)應(yīng)記為負(fù)值。對(duì)于數(shù)字式功率表將出現(xiàn)負(fù)讀數(shù)。
③測(cè)量三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載的無(wú)功功率
在三相對(duì)稱(chēng)系統(tǒng)中,三相電壓完全對(duì)稱(chēng),各相負(fù)載阻抗完全相同,則各相電流亦完全對(duì)稱(chēng),此時(shí)僅需要用功率表測(cè)量出一相負(fù)載的有功功率P,再乘以3倍,則得三相總功率,即P=3Pφ=3×Uφ×Iφ×cosφ
圖4 無(wú)功功率的測(cè)量
為了測(cè)得三相無(wú)功功率,可按圖4接線(xiàn),將功率表的電流線(xiàn)圈串入任意一相線(xiàn)路中,而將電壓線(xiàn)圈電路連接到另外兩相的電源端上,由于三相電路中任意兩相間的線(xiàn)電壓總是與星形聯(lián)接時(shí)的第三相相電壓相位差90°。所以此時(shí)功率表的讀數(shù)為W=U1×I1×sinφ,其中φ為負(fù)載的阻抗角。則三相負(fù)載的無(wú)功功率Q=√3×W=√3×U1×I1×sinφ。比較常見(jiàn)的有三相無(wú)功功率表和單相無(wú)功功率表
3、負(fù)載的功率因素測(cè)量
圖5 功率因素的測(cè)量
在圖5a電路中,負(fù)載的有功功率P=U×I×cosφ,其中cosφ為功率因素,功率因素角為且-90°≤φ≤90°。把圖5b、c、d分別作為負(fù)載接入電路中,則:
◆當(dāng)Z=R,φ=0,cosφ=1,電阻性負(fù)載
◆當(dāng)Z=XL,φ>0,cosφ>0,感性負(fù)載
◆當(dāng)Z=Xc,φ<0,cosφ>0,容性負(fù)載
可見(jiàn),功率因素的大小和性質(zhì)由負(fù)載的大小和性質(zhì)決定。