實驗三相電路功率測量

實驗三相電路功率測量第一頁，共三十九頁，2022年，8月28日三相電路功率測量實驗?zāi)康?/p>

實驗原理

實驗儀器

實驗步驟

實驗報告

實驗現(xiàn)象

實驗結(jié)果分析實驗相關(guān)知識實驗標(biāo)準(zhǔn)報告第二頁，共三十九頁，2022年，8月28日實驗?zāi)康膶W(xué)習(xí)、掌握用三瓦計法和二瓦計法測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用價值。第三頁，共三十九頁，2022年，8月28日實驗原理三瓦計法測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量功率。其接線如圖所示，分別測出A、B、C各相的有功功率相加而得到，即第四頁，共三十九頁，2022年，8月28日圖5.11.1三瓦計法測量功率電路第五頁，共三十九頁，2022年，8月28日二瓦計法測量功率電路在三相三線制電路中，通常用二只功率表測量功率。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。

第六頁，共三十九頁，2022年，8月28日圖5.11.2二瓦計法測量功率電路第七頁，共三十九頁，2022年，8月28日

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，角有可能大于，則功率表的讀數(shù)為負(fù)值。 二瓦計法測量三相電路的功率時，單只功率表的讀數(shù)無物理意義。當(dāng)負(fù)載為對稱的星形連接時，由于中線中無電流流過，所以也可用二瓦計法測量功率。但是二瓦計法不適用于不對稱三相四線制電路。第八頁，共三十九頁，2022年，8月28日實驗儀器電工實驗臺 1臺單相功率表 3只三相電路實驗板 1塊第九頁，共三十九頁，2022年，8月28日電工實驗臺第十頁，共三十九頁，2022年，8月28日單相功率表第十一頁，共三十九頁，2022年，8月28日三相電路實驗板第十二頁，共三十九頁，2022年，8月28日實驗步驟用白熾燈作為負(fù)載，按圖接線。即在三相四線制星形連接時分別用三瓦計法和二瓦計法測量負(fù)載功率，計算總功率并將實驗數(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，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。分別用三瓦計法和二瓦計法測量功率并所測得的數(shù)據(jù)加以比較后，計算總功率填入表5.11.1內(nèi)。第十三頁，共三十九頁，2022年，8月28日在三相三線制星形連接時，A相為斷路、B相和C相為2只串聯(lián)的40W白熾燈時，分別用三瓦計法和二瓦計法測量功率，計算總功率并將實驗數(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，分別用三瓦計法和二瓦計法測量負(fù)載功率。計算總功率并將實驗數(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)的第十四頁，共三十九頁，2022年，8月28日40W白熾燈），分別用三瓦計法和二瓦計法測量負(fù)載功率，計算總功率并將實驗數(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），分別用三瓦計法和二瓦計法測量負(fù)載功率，計算總功率并將實驗數(shù)據(jù)填入表5.11.1內(nèi)。第十五頁，共三十九頁，2022年，8月28日表5.11.1三相電路功率測量功率單位：瓦特測量負(fù)載三瓦計二瓦計PAPBPCP總P1P2P總星形三線制對稱星形三線制（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）三角形對稱負(fù)載三角形（AB：μF）三角形（AB：斷路）第十六頁，共三十九頁，2022年，8月28日實驗報告要求

將測量所得數(shù)據(jù)進行分析比較，分析誤差原因。第十七頁，共三十九頁，2022年，8月28日實驗現(xiàn)象當(dāng)三相對稱負(fù)載星形或三角形連接時，三瓦計 法測量所得的總功率與二瓦計法測量所得的總 功率基本相等。三相四線制不對稱連接時，三瓦計法測量所得 的總功率與二瓦計法測量所得的總功率不等。 因為此時中線有電流通過，不能用二瓦計法測 量電路的總功率。第十八頁，共三十九頁，2022年，8月28日三相三線制不對稱負(fù)載星形或三角形連接時， 三瓦計法測量所得的總功率與二瓦計法測量所 得的總功率基本。第十九頁，共三十九頁，2022年，8月28日三瓦計法測量功率會不會出現(xiàn)負(fù)值？為什么？答：三瓦計法測量功率時，每個功率表的讀數(shù)為每相負(fù)載的有功功率，。由于-90°<<90°，所以功率不會出現(xiàn)負(fù)值。實驗結(jié)果分析第二十頁，共三十九頁，2022年，8月28日二瓦計法測量功率在什么情況下會出現(xiàn)負(fù)值？為什么？答：二瓦計法測量功率時，其任一一個功率表的讀數(shù)無物理意義。若以C相為公共相時，當(dāng)負(fù)載為感性負(fù)載或容性負(fù)載時，其相位角大于90°，功率出現(xiàn)負(fù)值第二十一頁，共三十九頁，2022年，8月28日實驗相關(guān)知識預(yù)習(xí)知識及要求相關(guān)知識點注意事項第二十二頁，共三十九頁，2022年，8月28日預(yù)習(xí)知識及要求預(yù)習(xí)三瓦計、二瓦計法測量功率的工作原理及其所含的物理意義。預(yù)習(xí)三瓦計、二瓦計法的測量方法和適用電路。第二十三頁，共三十九頁，2022年，8月28日相關(guān)知識點對稱三相電路中的功率

三相電路功率的測量

第二十四頁，共三十九頁，2022年，8月28日注意事項測量時，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。如使用手動量程測量時，應(yīng)注意量程，切勿超過量程以免損壞電表。測量功率時，功率表的電流線圈與電壓線圈的＊第二十五頁，共三十九頁，2022年，8月28日

端應(yīng)用導(dǎo)線短接。測量電流時，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大造成電表損壞。第二十六頁，共三十九頁，2022年，8月28日實驗標(biāo)準(zhǔn)報告一、實驗?zāi)康膶W(xué)習(xí)、掌握用三瓦計法和二瓦計法測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用價值。第二十七頁，共三十九頁，2022年，8月28日二、實驗內(nèi)容分別用三瓦計法和二瓦計法測量以下三相負(fù)載聯(lián)接時的有功功率三相四線制對稱星形聯(lián)接。三相三線制不對稱星形聯(lián)接（A相為A相為4μF電容）三相四線制不對稱星形聯(lián)接（A相為4μF電容）三相三線制不對稱星形聯(lián)接（A相為斷路）三相三線制對稱三角形聯(lián)接第二十八頁，共三十九頁，2022年，8月28日三相三線制不對稱三角形聯(lián)接（AB相為4μF電容）三相三線制不對稱三角形聯(lián)接（AB相為斷路）三、實驗用儀器、設(shè)備 電工實驗工作臺 1臺 單相功率表 3只 三相電路實驗板 1塊第二十九頁，共三十九頁，2022年，8月28日四、實驗用詳細(xì)電路圖三相負(fù)載星形聯(lián)接第三十頁，共三十九頁，2022年，8月28日2．三相負(fù)載三角形聯(lián)接第三十一頁，共三十九頁，2022年，8月28日五、實驗有關(guān)原理及原始計算數(shù)據(jù)，所應(yīng)用的公式三相四線制電路的總功率可通過用三只功率表（三瓦計法）分別測出A、B、C各相的有功功率相加而得到，即P=PA+PB+PC。當(dāng)負(fù)載對稱時，各相功率相等，因此可以只測任一相功率，再乘以三便可得到總功率。第三十二頁，共三十九頁，2022年，8月28日在三相三線制電路中，無論負(fù)載對稱或不對稱，通常只用兩只功率表來測量總功率。功率表W1和W2的讀數(shù)分別為P1和P2?？梢宰C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換，但這時功率表的讀數(shù)應(yīng)取負(fù)值。

第三十三頁，共三十九頁，2022年，8月28日因為對稱四線制電路的中線內(nèi)沒有電流流過，所以二瓦計法仍然可以采用，但二瓦計法不適用于不對稱四線制電路。對稱三相電路中，兩個功率表的讀數(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，cosФ=0，P1、P2>0第三十四頁，共三十九頁，2022年，8月28日 當(dāng)負(fù)載的功率因數(shù)cosФ>0.5時，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，P1、P2讀數(shù)不等，且有一個為負(fù)值當(dāng)負(fù)載的功率因數(shù)cosФ=0.5時，P1、P2必有一個為零，一個為正第三十五頁，共三十九頁，2022年，8月28日六、實驗數(shù)據(jù)記錄

三瓦計法二瓦計法PA/WPB/WPC/WP1/WP2/WY-Y（對稱）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第三十六頁，共三十九頁，2022年，8月28日七、實驗結(jié)果分析

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