三相电源相序的判别及负载功率因数的测定(精)

实验十三三相电源相序的判别及负载功率因数的测定

一、实验目的

(1 掌握三相交流电路相序的测量方法；

(2 熟悉功率因数表的使用方法，了解负载性质对功率因数的影响。

二、实验原理

1. 相序指示器

相序指示器如图13-1所示，它是由一个电容器和两个瓦数相等的白炽灯联接成星型不对称电路，且无中线。它可用来指示三相电源的相序。

在图13-1电路中，设为三相对称电源相电压，中性点电压为:

设:

可见B相的白炽灯比C相的亮。

综上所述，用相序指示器指示三相电源相序的方法是：令连接电容器的一相为A相，那么，白炽灯较亮的一相是B相，较暗的一相是C相。

2. 负载的功率因数

在图13-2电路中，负载的有功功率P=UIcosφ其中cosφ为功率因数，功率

因数角φ=arctan(X L-X C/R。

(1 当 XL>XC，0 φ <1 （滞后），为感性负载；

(2 当 X L C ，0 φ <1 （超前），为容性负载；

(3 当 X L =X C ，cos φ ＝ 1 ，为电阻性负载。可见，功率因数的大小和

性质由负载参数的大小和性质决定。

三、实验设备

(1 交流电压表、电流表、功率表和功率因数表；

(2 40W 白炽灯 2 个，电容器 1 个，电感线圈 1 个；

(3 三相调压器（输出可调三相交流电压）。

四、实验内容

(1 测定三相电源的相序

1 按图 13-1 接线，图中， C ＝ 2.5 μ F ， R A 、 R B 为两个 220V 、40W 的白炽灯，输出为电压 220V 的三相交流电压，测量电容器、白炽灯电压和中性点电压 U N ' N ，,观察灯光明亮状态，作好记录。设电容器一相为 A

相，试判断 B 、 C 相。

2 将电源线任意调换两相后，再接入电路，重复步骤 (1 ，并指出三相电源的

相序。

(2 负载功率因数的测定

按图13-2接线，阻抗Z用电阻（220V、40W白炽灯）、电感线圈（220V、40W 镇流器）和4.7μF电容串联，将测量数据记入表13-1中。

(3 按图13-2接线，将上述电阻、电感、电容并联，将调压器电压调至它们所能承受的额定电压值。测量表13-1所需数据，并记录之。

表13-1 测定负载功率因数数据

负载情况

U

(V

I

(A

P

(W

cosφ

负载

性质

计算

φsinφcosφR、L、C串联

R、L、C并联

五、实验注意事项

每次改接线路都必须先断开电源；

六、预习与思考题

(1 在图13-1电路中，已知电源相电压为220V，试计算电容器和白炽灯的电压；

(2 什么是负载的功率因数？它的大小和性质由谁决定？

(3 测量负载的功率因数有几种方法？如何测量？

七、实验报告要求

(1 根据实验1的实验数据和现象，简述相序指示器的相序检测原理；

(2 根据表13-1中电压、电流、功率三表测量的数据，计算出功率因数

cosφ，并与功率因数表的读数比较，分析误差原因；

(3 根据表13-1的数据，分析负载性质对功率因数cosφ的影响。