三相電路功率的測量實(shí)驗(yàn)報(bào)告

發(fā)布時(shí)間:2024-03-10
1.對于三相四線制供電的三相星形連接的負(fù)載(即y0接法),可用一個(gè)功率表測量各相的有功功率pu,pv,pw,則三相負(fù)載的總有功功率∑p=pu+pv+pw。這就是一瓦特表法,如圖1所示。若三相負(fù)載是對稱的,則只要測量一相的功率,再乘以3即可得到三相總的有功功率。
2.三相三線制供電系統(tǒng)中,不論三相負(fù)載是否對稱,也不論負(fù)載是星形接法還是三角形接法,都可以用二瓦特表法測量三相負(fù)載的總有功功率。測量線路如圖2所示。若負(fù)載為感性或容性,且當(dāng)相位差φ=60°時(shí),線路中的一只功率表的指針將反偏(數(shù)字式功率表將出現(xiàn)負(fù)讀數(shù)),這時(shí)應(yīng)將功率表電流線圈的兩個(gè)接線端子調(diào)換(不可調(diào)換電壓線圈接線端子),其讀數(shù)記為負(fù)值。而三相總的有功功率∑p=p1+p2(此處是代數(shù)和)。
在圖2中,功率表w1的電流線圈串聯(lián)接入u線,通過線電流ia, 加在功率表w1電壓線圈的電壓為uuw;功率表w2的電流線圈串聯(lián)接入v線,通過線電流iv,加在功率表w2電壓線圈的電壓為uvw;在這樣的連接方式下,我們來證明兩個(gè)功率表的讀數(shù)之代數(shù)和就是三相負(fù)載的總有功功率。
圖1 一瓦特表法測量三相功率示意圖
圖2 二瓦特表法測量三相功率示意圖
在三相電路中,若三相負(fù)載是星形連接,則各相負(fù)載的相電壓在此用uu,uv,uw表示。若三相負(fù)載是三角形連接,可用一個(gè)等效的星形連接的負(fù)載來代替,則uu,uv,uw表示代替以后二相電路的負(fù)載的相電壓。
因?yàn)?uuw=uu-uw, uvw=uv-uw
所以 iuuuw+ivuvw=iu(uu-uw)+iv(uv-uw)=iuuu+ivuv-(iu+iv)uw
由于在這里討論的是三相二線制電路,故有
iu+iv+iw=0, iw=-(iu+iv)
代入上式得
iuuuw+iuuvw=iuuu+ivuv+iwuw=pu+pv+pw
其中pu,pv,pw分別是u,v,w各相的功率,則三相功率∑p=pu+pv+pw。
由此可知,采用兩瓦特表按圖2所示的接線方式可以測量三相功率p,即
∑p=p1+p2
在上述證明過程中,并沒有三相電源和三相負(fù)載對稱的條件,困此,這種測量三相功率的二瓦特表法,不論三相電路是否對稱,都是適用的。但必須注意,在上述證明過程中,應(yīng)用了iu+iv+iw=0的條件,三相三線制是符合這個(gè)條件的,而三相四線制不對稱電路不符合這個(gè)條件,所以,這種測量三相功率的二瓦特表法只適用于三相三線制,而不適用于三相四線制不對稱工瓦特表法的接線規(guī)則如下:
①兩個(gè)功率表的電流線圈分別任意串聯(lián)接入兩線,使通過電流線圈的電流為二相電路的線電流,且電流線圈的同銘端必須接到電源側(cè)。
②兩個(gè)功率表電壓線圈的同銘端必須接到該功率表電流線圈所在的線,而兩個(gè)功率表電壓線圈的非同銘端同時(shí)接到?jīng)]有接功率表電流線圈的第三線上。
③用工瓦特表測量三相功率時(shí),電路的功率等干兩個(gè)功率表讀數(shù)的代數(shù)和,即必須把每個(gè)功率表讀數(shù)相應(yīng)的符號考慮在內(nèi),這一點(diǎn)要特別注意。
除圖2的iu,uuw和iv,uvw接法外,還有iv,uuv和iw,uuw,以及iu,uuv和iw,uvw兩種接線方式。
3.對于三相三線制供電的三相負(fù)載,可用一瓦特表法測量三相負(fù)載的總無功功率q,則量原理線路如圖3所示。
圖2所示功率表讀數(shù)的(開根3)倍,即為對稱三相電路總的無功功率。除了此圖給出的一種連接方式(iu,uvw)外,還有另外兩種連接法,即接成(iv,uuw)和(iw,uuv)
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