实验二十七功率因数及相序的测量

07电气专业“综合性设计性实验”提纲

一、实验项目名称

二、具有继电控制三相异步电机的无功功率测量 三、实验设备

1、1TH-TD 通用电工实验装置

2、D60-2 继电接触控制实验箱 四、实验目的与要求

1．掌握三相交流负载的无功功率测量方法，学会功率表使用。 2．掌握三相交流电路的相序测量方法。 3．加深对继电接触控制电路的理解。

4．设计具有缺相保护的三相异步电机继电控制电路。 五、实验原理

1.相序测量（附一）

2.三相对称负载无功功率测量（附二） 六、实验线路图

参考“电工电子实验指导书”三相异步电机控制电路部分，自己设计“具有缺相保护的三相异步电机继电控制电路”。 七、实验步骤

1.相序测量（根据实验原理自己细写）。

2.连接具有缺相保护的三相异步电机控制电路。

3.无功功率测量（参考“电工电子实验指导书”）。 八、实验结果

自己拟好表格

九、实验总结(计算误差，分析误差来源)

附一 相序的测量

一、实验目的

掌握三相交流电路相序的测量方法。 二、原理说明

图1为相序指示器电路，用以测定三相电源的相序A 、B 、C （或U 、V 、W ）。它是由一个电容器和两个电灯联接成的星形不对称三相负载电路。如果电容器所接的是A 相，则灯光较亮的是B 相，较暗的是C 相。相序是相对的，任何一相均可作为A 相。但A 相确定后，B 相和C 相也就确定了。

设 X C ＝R B ＝R C ＝R ， U .

A ＝U p ∠0°

则 R

R jR R

j U R j U jR U U P P P N N 111)1)(2321()1)(2321()1(

'·

++-+-+--+-=

图1相序指示器电路

)6.02.0()2

3

21(''·

·

·

j U j U U U U P P N N B B +----=-=

＝U p (-0.3－j1.466)＝1.49∠-101.6°U p

)6.02.0()2

3

2

1

(''···j U j

U U U U P P N N C C +--+-=-= ＝Up(-0.3＋j0.266)＝0.4∠-138.4°Up 由于U .

'B ＞U .

'C ，故B 相灯光较亮。 三、实验设备

序号 名 称 型号与规格 数量 备注

1 交流电压表 0～500V

2 交流电流表 0～5A

3 白灯灯组负载 25W/220V

3

4

电容器

1μF 、2.2μF 、4.7μF

四、实验内容

三相交流电源线电压为220V 。

1、用25W/ 220V 白炽灯和1μF/500V 电容器，按图1 接线。接通电源后，观察两只灯泡的亮、暗，判断三相交流电源的相序。测量各相负载的相电压填入下表。

2、将电源线任意调换两相后再接入电路，观察两灯的明亮状态，判断三相交流电源的相序。与之前判断是否一致。

U A （v ） U B （v ） U C （V ）

三相对称交流负载无功功率的测量

一、实验目的

掌握测量三相对称交流负载无功功率的原理和方法。φ

二、原理

三相对称负载无功功率的测量（一表跨相法）

用一只瓦特表按图2连接。根据有功功率表原理，可知它的转矩是与电压线圈的电压U BC,通过电流线圈的电流I A以及二者之间的功率因数cosβ成正比，即

M P = C U BC I A cosβ

图1 三相对称负载无功功率测量

图2 相量图

由图3可知U BC与U A的相位差为90°，则有cosβ=sinФ。Ф为对称三相负载每一相功率因数角。

M P = C U BC I A cosβ= C U BC I A sinФ =CU L I L sinФ

由于在对称三相电路中，三相负载总无功功率Q

Q = √3 U L I L sinФ

由于功率表读数与转矩成正比，可以使读数W= M P /C= U L I L sinФ则Q = √3 W

因此，用该方法测量对称负载三相无功功率时，只需将一只功率表的读数乘以√3倍。必须注意：若测I A,电压须测U BC; 若测I B,电压须测U CA; 若测I C,电压须测U AB.测量过程必须注意电源的相序，以及电流插头、插口的极性。

当三相交流电路不对称时，可采用下图测量。

图3 三相负载无功功率测量

三相负载总无功功率Q=（W1+W2+W3）/√3

三实验步骤：首先根据第一个实验判别出来的a,b,c 三相接线，用ab两相作为控制电路的供电相，c作为缺相保护的对象，把km3搭在c于b相直接，在控制的回路的自锁开关上窜连上km3的常开触点，仔细检查完电路无误后启动电路，验证是否能实现缺相保护。验证完毕后开始检查各项功率，先测量a相功率，电流的接入点要在控制线路的节点之下，，电压接bc两相，则此为a想，依此下去测量出其他像的功率，再去验证。