对称三相电路与不对称三相电路功率测量方法

1.一表法(对称三相电路)当三相电路对称(负载对称)时,只要用一个功率表测量其中一相的功率(如图a、b所示),然后将功率表读数乘以3便得到三相总功率。

对称三相电路与不对称三相电路功率测量方法

若Y 接法负载的中性点在机壳内部无法接线,或△接法负载无法拆开,功率表的电流线圈不能串接入一相电路中,则可采用人造中性点的方法来测量一相的功率,如图所示。

对称三相电路与不对称三相电路功率测量方法

图中两个电阻的值应等于功率表电压线圈(包括分压器)的电阻值。则人造中性点n的电位便与实际中性点(或等效Y接对称负载中性点)的电位相等,故功率表的读数就是一相负载的功率。

2.三表法(不对称三相电路:负载不对称时)

三相四线制接法,用三个功率表分别测量每相功率:

对称三相电路与不对称三相电路功率测量方法

对称三相电路与不对称三相电路功率测量方法

对称三相电路与不对称三相电路功率测量方法

三相总功率为三个功率表测得数据的总和。

3.二表法

在三相三线制的电路中,不论负载星接或三角接,也不论负载对称与否,都广泛采用二表法(二瓦计法) 。

对称三相电路与不对称三相电路功率测量方法

两个功率表的读数的代数和等于三相负载吸收的平均功率。

若W1的读数为P1,W2的读数为P2,则 P = P1+ P2 即为三相总功率。

这种测量线路的接法是将两个功率表的电流线圈接到任意两条端线上,而将其电压线圈的公共点接到第三条端线(此端线上没有功率表)上。

这种测量方法中功率表的接线只触及端线,而与负载和电源的连接方式无关。

对称三相电路与不对称三相电路功率测量方法

对称三相电路与不对称三相电路功率测量方法

所以两个功率表的读数的代数和就是三相总功率。

最后表达式仅与线电压有关,所以也适用Δ接。

在对称负载的三相三线制电路中:

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两表读数(由相量图分析):

假设负载为感性(星型联结),相电流(即线电流)落后相电压φZ。

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由于:三相总功率等于两表测得数据的代数和。所以:

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时,P1,P2中有一个值为零。总功率为一个表读数。

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时,P1,P2中有一个值为负。总功率为两表读数之差。

注意:

(1)三相三线制中,不论对称与否,可用二瓦计法测量三相功率,不能用于不对称三相四线制。

(2)两块功率表读数的代数和为三相总功率,每块表的单独读数无意义。

(3)按正确极性接线时,二表中可能有一个表的读数为负,此时功率表指针反转,可将其电流线圈极性反接后,指针指向正数,但此时读数应记为负值。

(4)两表法测三相功率的接线方式有三种,注意功率表的同名端。

(5)负载对称情况下,有:

对称三相电路与不对称三相电路功率测量方法

例1.

Ul= 380V,Zl= (30+ j40)Ω,电动机P = 1700W,cosφ= 0.8(感性)。求:

 

对称三相电路与不对称三相电路功率测量方法

(1)线电流和电源发出总功率;

(2)用两表法测电动机负载的功率,画接线图,求两表读数。

解:(1)

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电动机负载:

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表W1的读数P1:

P1= UACIA2cosα

  = 380×3.23cos( - 300+ 36.90)

  = 1218.5W

表W2的读数P2:

 P2 = UBCIB2cosβ

= 380×3.23cos( - 900+ 156.90)W

= 481.6W

两个功率表指示值之和:P = P1+ P2= 1700.1W ≈ 1700W

例2. 供给功率较小的三相电路(如测量仪器继电器等)可利用所谓的相数变换器,从单相电源获得对称三相电压。如图所示电路中,若已知每相电阻R = 20?,所加单相电源频率为50Hz。试计算为使负载上得到对称三相电流(电压)所需的L、C之值。

对称三相电路与不对称三相电路功率测量方法

解:按题意,应有

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负载相电压为:

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对节点B,有

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 解得

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小结:

一、三相对称电源、三相负载的两种连接方式

对称三相电路与不对称三相电路功率测量方法

二、中线的作用:使不对称负载的相电压对称

三、对称三相电路的计算及其电流、电压相量图

四、不对称三相电路的分析及其应用

五、三相负载接法判断(应Y接或Δ接?)

六、三相功率计算(P、Q、S、对称三相电路与不对称三相电路功率测量方法

七、三相功率测量方法及适用场合

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