三相电路无功功率的测量
三相电路二瓦计与三瓦计法功率的测量原理以及接线方法
三相电路二瓦计与三瓦计法功率的测量原理以及接线方法前言三相电路的功率测量是电气工程中重要的一部分，只有正确地测量出电路中的功率，才能更好地控制电路的运行。
本文将介绍三相电路中使用的功率测量方法——二瓦计法和三瓦计法，以及它们的测量原理和接线方法。
二瓦计法二瓦计法是一种比较传统的三相电路功率测量方法，它需要使用两个瓦计来测量电路中的有功功率和无功功率。
具体来说，测量原理如下：1.将两个瓦计接在三相电路的两条独立线路上，其中一个瓦计测量电路中的有功功率，另一个瓦计测量电路中的无功功率。
2.通过有功功率和无功功率的测量值，可以计算出电路中的视在功率和功率因数。
3.通过功率因数，可以计算出电路中的电阻功率和电感功率。
二瓦计法的主要优点是测量精度高，不需要对电路进行电气瞬态分析。
缺点是需要使用两个瓦计，布线较为复杂，对电路中的谐波不敏感。
三瓦计法三瓦计法是一种比较新的三相电路功率测量方法，它需要使用三个瓦计来测量电路中的有功功率、无功功率和视在功率。
具体来说，测量原理如下：1.将三个瓦计放在三相电路的三条线路上，一个瓦计测量电路中的有功功率，一个瓦计测量电路中的无功功率，另一个瓦计测量电路中的视在功率。
2.通过有功功率、无功功率和视在功率的测量值，可以计算出功率因数，以及电路中的电阻功率和电感功率。
三瓦计法的主要优点是不需要对电路进行电气瞬态分析，对电路中的谐波不敏感。
缺点是相较于二瓦计法需要多使用一个瓦计。
接线方法无论是二瓦计法还是三瓦计法，接线都是至关重要的。
下面介绍一下二瓦计法和三瓦计法的接线方法：二瓦计法的接线方法1.将电流线圈接在电路中的一条相线上，电压线圈则接在该相线和中性线之间。
2.另一瓦计的电流线圈接在电路中的相线上，电压线圈则接在该相线和中性线之间。
3.两个瓦计的负载端分别接在电路中的两条独立线路上。
三瓦计法的接线方法1.将一个瓦计的电流线圈接在电路中的一条相线上，电压线圈则接在该相线和中性线之间。
一瓦特表法测量三相电路无功功率的原理
一瓦特表法测量三相电路无功功率的原理一瓦特表法是一种常用于测量三相电路无功功率的方法。
在三相电路中，有三个电压和电流波形相位差120度的相位。
通过测量这三个电压和电流的幅值和相位差，可以计算出三相电路的各个功率参数，包括有功功率、无功功率和视在功率。
在一瓦特表法中，需要使用两个瓦特表和一个无功表来测量三相电路的功率。
其中一个瓦特表用于测量有功功率，另一个瓦特表用于测量无功功率。
无功表则用于测量总的无功功率。
首先，使用瓦特表测量三个电压的幅值和相位差。
然后，使用瓦特表测量三个电流的幅值和相位差。
利用这些测量值，可以计算出每个相位的有功功率和无功功率。
有功功率可以通过乘积法计算得出，即有功功率等于电压和电流的幅值乘积再乘以功率因数。
无功功率的计算需要使用相位差和功率因数的信息。
根据三相电路的特点，无功功率等于电压和电流的幅值乘积再乘以正弦相位差。
最后，使用无功表测量总的无功功率。
通过将每个相位的无功功率相加，可以得到总的无功功率。
一瓦特表法的优点是测量精度高，适用于各种负载情况。
它可以帮助工程师评估电路的能效，并且在能源管理和电力系统优化方面起着重要的作用。
然而，该方法需要使用多个仪器，并且对仪器的精度和准确性要求较高。
总之，一瓦特表法是一种可靠的测量三相电路无功功率的方法。
通过测量电压和电流的幅值和相位差，可以计算出各个相位的有功功率和无功功率，并通过总的无功表测量得出总的无功功率。
这种方法在电力领域有着广泛的应用，并对电力系统的管理和优化提供了重要的参考。
三相电路功率的测量实验报告
三相电路功率的测量实验报告
一、实验目的
实验目的是测量三相电功率，进一步了解三相电路功率的计算与公式。
二、实验原理
三相电功率，又称为瞬态功率，这是由三相电路中分别产生的瞬时功率之和所构成的，即P=P1+P2+P3。
三相电机的瞬态功率有三种：正无功功率，负无功功率和有功功率，分别用公式表示为：
P1（正无功功率）=3*U*i1*sin(α1-α0)
其中，U表示电压，I表示电流，α表示相角，α0表示相位差。
三、实验总纲
（1）实验准备
实验准备包括准备三相电路，以及安装好电压计、电流计等仪器和仪表设备，安装电
压表、电流表并测量路线电流和电压等。
（2）实验步骤
1. 先将三相电路接上电源，测量电压和电流；
2. 三相电路中的电流和电压检查完全，检查是否符合正常的三相电路电压量;
3. 用测量三相电功率的仪器，测量三相电功率，并记录数据；
4. 根据测量的电压和电流，使用公式计算三相电功率。
（3）实验结果
实验测量得到的三相电功率值为P=109.21kw，使用公式计算得到的三相电功率值为
P=109.09kw，两者相差不大，可见实测结果与公式计算结果相符，实验结果可靠。
四、实验结论
本次实验通过实测和公式计算对三相电功率进行了测量，实测结果与公式计算结果相符，实验结果可靠，达到了实验的预期目的。
一表法测无功功率公式
一表法测无功功率公式
一、一表法测无功功率原理。
在三相三线制电路中，当三相负载对称时，可以采用一表法来测量无功功率。
设三相电路的线电压为U_L，相电流为I_p，功率因数角为φ。
对于对称三相电路，无功功率Q = √(3)U_LI_psinφ
1. 采用一只功率表测量时，功率表的电压线圈接在A、B相之间（U_AB），电流线圈串入C相（I_C）。
- 根据对称三相电路的线电压与相电压关系U_AB=√(3)U_A∠30^∘，相电流I_C=I_p∠ - 120^∘。
- 功率表的读数P = U_AB I_Ccosθ，这里θ为U_AB与I_C的相位差。
- 计算θ：U_AB的相位为30^∘，I_C的相位为- 120^∘，所以θ = 30^∘-<=ft(-120^∘)=150^∘。
- 则P = U_ABI_Ccos150^∘，又因为U_AB=√(3)U_A，I_C=I_p，cos150^∘=-(√(3))/(2)。
- 所以P =-√(3)U_AI_p(√(3))/(2)=-(3)/(2)U_AI_p。
- 而三相无功功率Q=√(3)U_LI_psinφ，在对称三相电路中U_L = √(3)U_A，I_p为相电流。
- 根据三角函数关系sinφ=cos<=ft(90^∘-φ)，对于功率因数角φ，在这种接线方式下，功率表读数P与无功功率Q的关系为Q = √(3)P。
所以一表法测无功功率的公式为Q=√(3)P（其中P为按上述接线方式功率表的读数）。
三相对称电路中无功功率的测量方法
三相对称电路中无功功率的测量方法
在三相对称电路中，无功功率的测量可以通过功率因数表或无功功率表来完成。
这些仪表可以测量电路中的无功功率，并提供有关功率因数的信息。
功率因数表是一种常见的测量无功功率的仪器。
它通过测量电路中的电压和电流之间的相位差来计算功率因数。
功率因数表通常具有两个测量范围：感性和容性。
感性范围用于测量电路中的感性无功功率，容性范围用于测量电路中的容性无功功率。
无功功率表是一种专门用于测量无功功率的仪器。
它可以直接测量电路中的无功功率，并提供有关功率因数的信息。
无功功率表通常具有更高的精度和灵敏度，适用于需要更精确测量无功功率的应用。
在测量无功功率时，需要注意仪器的正确连接和使用方法。
通常，仪器应该连接在电路的相线和中性线之间，并按照仪器的说明书进行操作。
总之，无功功率的测量在三相对称电路中是非常重要的，可以帮助我们了解电路的性能和效率，并采取必要的措施来优化电路的运行。
三相电路功率的测量实验原理
三相电路功率的测量实验原理1.对于三相四线制供电的三相星形连接的负载(即Y0 接法),可用一个功率表测量各相的有功功率PU，PV，PW，则三相负载的总有功功率∑P=PU+PV+PW。
这就是一瓦特表法，如图1 所示。
若三相负载是对称的，则只要测量一相的功率，再乘以3 即可得到三相总的有功功率。
2.三相三线制供电系统中，不论三相负载是否对称，也不论负载是星形接法还是三角形接法，都可以用二瓦特表法测量三相负载的总有功功率。
测量线路如图2 所示。
若负载为感性或容性，且当相位差Φ=60°时，线路中的一只功率表的指针将反偏(数字式功率表将出现负读数)，这时应将功率表电流线圈的两个接线端子调换(不可调换电压线圈接线端子)，其读数记为负值。
而三相总的有功功率∑P=P1+P2(此处是代数和)。
在图2 中，功率表W1 的电流线圈串联接入U 线，通过线电流IA，加在功率表w1 电压线圈的电压为Uuw;功率表W2 的电流线圈串联接入V 线，通过线电流IV，加在功率表w2 电压线圈的电压为UVW;在这样的连接方式下，我们来证明两个功率表的读数之代数和就是三相负载的总有功功率。
图1 一瓦特表法测量三相功率示意图图2 二瓦特表法测量三相功率示意图在三相电路中，若三相负载是星形连接，则各相负载的相电压在此用UU,UV,UW 表示。
若三相负载是三角形连接，可用一个等效的星形连接的负载来代替，则UU,UV,UW 表示代替以后二相电路的负载的相电压。
因为UUW=UU-UW，UVW=UV-UW所以IUUUW+IVUVW=IU(UU-UW)+IV(UV-UW)=IUUU+IVUV-(IU+IV)UW由于在这里讨论的是三相二线制电路，故有。
2.7 三相电路功率的测量
2.7 三相电路功率的测量一、 实验目的1．设计实验方案、实验接线图和数据记录表格等。
2．研究用一瓦计法和二瓦计法测量三相电路的有功功率的原理和方法。
3．研究测量对称三相电路的无功功率的原理和方法。
4．学习正确使用数字功率表。
二、 实验原理1．一瓦计法当三相负载完全对称时，我们只需测量其中任意一相的功率，然后乘以3就等于三相负载的总功率，即ϕϕϕϕcos 33I U P P ==如图2.7-1a 所示，一瓦计法适用于三相负载对称的情况，且负载为星形联结时要求中性点容易引出导线，三角形联结时其中一相要易于拆开。
a) b)图2.7-1 三相负载功率的测量接线图a) 对称负载一瓦计法 b) 测量三相负载功率的二瓦计法2．二瓦计法二瓦计法测量三相负载的功率时其接线如图2.7-1b 所示。
不论三相负载的连接方法如何，也不论负载是否对称，只要是三相三线制电路，可以证明此法均正确无误。
用此法时三相总功率等两个瓦特表测得的功率之和，即 21P P P +=两只瓦特表的读数单独来看不代表任何部分的功率，只有合起来才用意义。
实用中有专门用来测量三相三线制电路功率的二元瓦特表，该表测得的读数就是三相总功率。
3． 二瓦计法测量三相功率时应注意的问题1) 二瓦计法适用于对称或不对称的三相三线制电路，而对于三相四线制电路一般不适用。
2) 图2.7-1b 只是二瓦计法的一种接线方式，而一般接线原则为：（1）两只功率表的电流线圈分别串接入任意两条火线中，电流线圈的星号端必须接在电源侧。
（2）两只功率表的电压线圈的星号端必须各自接到电流线圈的星号端，而两只功率表的电压线圈的非对应端必须同时接到没有接入功率表电流线圈的第三条火线上。
3）在对称三相电路中，两只瓦特表的读数与负载的功率因数之间有如下的关系：（1）负载为纯电阻（即功率因数等于1）时，两只功率表的读数相等。
U V W N U V W（2）负载的功率因数大于0.5时，两只功率表的读数均为正。
三相电路的功率测量
三相电路的功率测量一、实验目的1.学习并验证用“二瓦计“法测量三相电路的有功功率2.学习并应用“三表跨相”法测量三相电路的无功功率二、实验原理与说明1.三相电路的有功功率的测量（1）三瓦计法：三相负载所吸收的有功功率等于各相负载有功功率之和。
在对称三相电路中，因各相负载所吸收有功功率相等，所以可以只用一只单相功率表测出一相负载的有功功率，再乘以3即可；在不对称三相电路中，因各相负载所吸收的有功功率不等，就必须测出三相各自的有功功率，再相加即可。
三瓦计法适用于三相四线制电路。
三瓦计法是将三只功率表的电流回路分别串入三条线中（A、B、C线），电压回路的“*”端接在电路回路的“*”端，非“*”端共同接在中线上。
三只功率表读数相加就等于待测的三相功率。
（2）二瓦计法：对于对称电路中的三线三相制电路，或者不对称三相电路中，因均是三相三线制电路，所以可以采用两只单相功率表来测量三相电路的总的有功功率。
接法如图13-1所示。
两只功率表的电路回路分别串入任意两条线中（图示为A、B线），电压回路的“*”端接在电路回路的“*”端，非“*”端共同接在第三相线上（图示为C线）。
两只功率表读数的代数和等于待测的三相功率。
图13-1 二表法测有功功率2.三相电路无功功率的测量（1）对称三相电路无功功率的测量（a ）一表跨相法：即将功率表的电流回路串入任一相线中（如A 线），电压回路的“*”端接在按正相序的下一相上（B 相），非“*”端接在下一相上（C 相），将功率表读数乘以3即得对称三相电路的无功功率Q 。
（b ）二表跨相法：接法同一表跨相法，只是接完一只表，另一只表的电流回路要接在另外两条中任一条相线中，其电压回路接法同一表跨想法。
将两只功率表的读数之和乘以3/2即得三相电路的无功功率Q 。
（c ）用测量有功功率的二瓦计法计算三相无功功率：按式子213()Q P P =-算出。
（2）不对称三相电路的无功功率测量三表跨相法：三只功率表的电流回路分别串入三个相线中（A 、B 、C 线），电压回路接法同一表跨相法。
三相电路功率的测量要点
实验九
三相电路功率的测量
（综合性实验）
北方民族大学电工电子实验中心
一、实验目的
• 1. 掌握用一瓦特表法、二瓦特表法测量 三相电路有功功率与无功功率的方法。
• 2. 进一步熟练掌握功率表的接线和使用方 法。
二、原理说明
1．对于三相四线制供电的三相星形联接的负载（ 即Yo接法），可用一只功率表测量各相的有功功率PA
有另外两种连接法，即接成（
IV、UUW）或（IW、UUV）。
三、仪器设备和选用组件箱
序号 1 2 3 4 5 6 7 名称 电源控制屏（调压器）、 日光灯 数量 1 1 1 1 1 1 1 备注 DG01或GDS-01
交流电压表
交流电流表 功率、功率因数表 荧光灯、可变电容 三相灯组负载 万用表
D36或GDS-11
开灯盏数 负载情况 A相 Ｂ相 Ｃ相 P１（W） P２（W） Σ P （W ） 测量数据 计算值
Y接平衡负载
3பைடு நூலகம்
3
3
Y接不平衡负载
1
2
3
△接不平衡负载
1
2
3
△接平衡负载
3
3
3
四、实验内容
• 3. 用一瓦特表法测定三相对称星形负载的无功功率，按图9-6 所示的电路接线。
图 9-6
用一瓦特表法测定三相对称星形负载的无功功率
• （1）每相负载由白炽灯和电容器并联而成，并由开关控制其 接入。检查接线无误后，接通三相电源，将调压器的输出线电压 调到 220V，读取三表的读数，并计算无功功率Σ Q，记入表9-4。 • （2）分别按IV、UUW和IW、ＵUV接法，重复(1)的测量，并比较 各自的Σ Ｑ值。
总结分析三相电路功率测量的方法
总结分析三相电路功率测量的方法引言三相电路功率测量是电力系统中的重要内容，对于电力系统的稳定运行和电能计量具有重要的意义。
本文将总结和分析常见的三相电路功率测量方法，介绍其原理和适用范围，为电力系统工程师提供参考。
1. 有功功率测量方法1.1 电流电压法电流电压法是最常见的三相电路有功功率测量方法之一。
通过测量三相电路的电流和电压，可以计算出电路的有功功率。
具体步骤如下： 1. 测量三相电路的电流和电压，得到对应的电流值和电压值。
2. 计算三相电路的相电压和线电压。
3.根据电流和电压的关系式，计算出电路中的有功功率。
电流电压法适用于对三相电路的有功功率进行快速测量，但对电流和电压的测量精度要求较高。
1.2 瞬时有功功率测量法瞬时有功功率测量法是一种基于采样和计算的方法，能够实时测量三相电路的瞬时有功功率。
具体步骤如下： 1. 采样电流电压波形，并将其转换为数字信号。
2. 计算所采样的电流电压值，并求得瞬时有功功率。
瞬时有功功率测量法适用于对电力系统中的瞬时有功功率进行实时监测和分析，但对采样设备的性能要求较高。
2. 无功功率测量方法2.1 平均无功功率测量法平均无功功率测量法是一种常用的三相电路无功功率测量方法。
通过测量三相电路的电流和电压，可以计算出电路的平均无功功率。
具体步骤如下： 1. 测量电流和电压，得到对应的电流值和电压值。
2. 根据电流和电压的关系式，计算出电路中的功率因数。
3. 根据功率因数和有功功率的值，计算出无功功率。
平均无功功率测量法适用于对电力系统中的平均无功功率进行快速测量，但对功率因数的测量精度要求较高。
2.2 脉冲无功功率测量法脉冲无功功率测量法是一种基于脉冲计数原理的方法，能够准确测量三相电路的无功功率。
具体步骤如下： 1. 通过测量电流和电压，得到对应的电流值和电压值。
2. 根据电流和电压的关系式，计算出电路中的功率因数。
3. 通过脉冲计数装置，对无功功率进行测量。
“三表跨相测量三相电路无功功率”实验设计
第 ３期
汪燕，许军，陈攀峰，刘宏伟：“三表跨相测量三相电路无功功率”实验设计
１ ５９
２ 测量方法的选择
３ 实验电路的设计
三相电路的无功功率的测量方法有单功率表跨 相、两功率表跨相、三功率表跨相等等［１～２］。当电路 完全对称的情况下，单功率表跨相就可以测量。但 是，当电路不对称时，采用单功率表跨相、两功率表 跨相、三功率表跨相都存在有原理性误差，但三功率 表跨相测 量 的 误 差 最 小［１］。 当 认 为 电 源 电 压 对 称 的情况下，三功率表跨相可以做到正确测量不对称 三相负载的无功功率。证明如下：
有功功率是瞬时功率在一个周期内的平均值。无功 功率是用于电路内电场和磁场的交换，并用来在电 气设备中建立和维持磁场的电功率，它不对外做功， 而是转化为其它形式的能量，无功功率不是无用的 功率。无功功率的数学定义是基于被分析电路与外 电路之间的能量往返交换的现象，将反映能量交换 规模的电压、电流的有效值以及功率因数角的正弦 值三者之积定义为无功功率，因此无功功率的大小 反映了外 电 路 （电 源 ）参 与 能 量 往 返 的 程 度。 这 样 的定义对于初次学习正弦稳态功率的学生来说，理 解起来非常困难。为了帮助学生理解无功功率的定 义、来源，于 是 选 择 了 无 功 功 率 的 测 量 作 为 实 验 内 容。
２２０Ｖ
１
Ｍ１４
交流数字电压表
０～４５０Ｖ
３
交流数字电流表 数字功率表 交流电源
０－３Ａ
３
０～４５０Ｖ三相 ／０～３Ａ ３
单相
０～４５０Ｖ三相 ／０～２５０Ｖ 单相
ＮＤＧ－０１ ＱＳ－ＤＹＤ３
白炽灯泡
２５Ｗ
４ ＮＤＧ－１０
图 １ 三表跨相测量无功功率原理接线图及相量图
知识点：三相功率的测量-电子教材(精)
项目三三相电路知识点5：三相功率的测量学习并验证用“二瓦计“法测量三相电路的有功功率；学习并应用“三表跨相”法测量三相电路的无功功率。
一、明确任务1.三相电路的有功功率的测量（1）三瓦计法：三相负载所吸收的有功功率等于各相负载有功功率之和。
在对称三相电路中，因各相负载所吸收有功功率相等，所以可以只用一只单相功率表测出一相负载的有功功率，再乘以3即可；在不对称三相电路中，因各相负载所吸收的有功功率不等，就必须测出三相各自的有功功率，再相加即可。
三瓦计法适用于三相四线制电路。
三瓦计法是将三只功率表的电流回路分别串入三条线中（A、B、C线），电压回路的“*”端接在电路回路的端共同接在中线上。
三只功率表读数相加就等于待测的三相功率。
“*”端，非“*”（2）二瓦计法：对于对称电路中的三线三相制电路，或者不对称三相电路中，因均是三相三线制电路，所以可以采用两只单相功率表来测量三相电路的总的有功功率。
接法如图13-1所示。
两只功率表的电路回路分别串入任意两条线中（图示为A、B线），电压回路的端共同接在第三相线上（图示为C线）。
两只功率表数端，非“*”“*”端接在电路回路的“*”的代数和等于待测的三相功率。
图13-1 二表法测有功功率二、知识引导三相电路无功功率的测量（1）对称三相电路无功功率的测量（a ）一表跨相法：即将功率表的电流回路串入任一相线中（如A 线），电压回路的“*”端接在按正相序的下一相上（B 相），非“*”端接在下一相上（C 相），将功率表读数乘以3即得对称三相电路的无功功率Q 。
（b ）二表跨相法：接法同一表跨相法，只是接完一只表，另一只表的电流回路要接在另外两条中任一条相线中，其电压回路接法同一表跨想法。
将两只功率表的读数之和乘以3/2即得三相电路的无功功率Q 。
（c ）用测量有功功率的二瓦计法计算三相无功功率：按式子213()QP P 算出。
（2）不对称三相电路的无功功率测量三表跨相法：三只功率表的电流回路分别串入三个相线中（A 、B 、C 线），电压回路接法同一表跨相法。
相无功功率的测量方法
三相无功功率的测量方法发电机及变压器等电气设备的额定容量为S=UI,单位为伏安。
在功率因数较低时，即使设备已经满载，但输出的有功功率却很小（因为P=UIcosφ），不仅设备不能很好利用，而且增加了线路损失。
因此提高功率因数是挖掘电力系统潜能的一项重要措施。
电力工业中,在发电机、配电设备上进行无功功率的测量，可以进一步了解设备的运行情况，以便改进调度工作，降低线路损失和提高设备利用率。
测量三相无功功率主要有如下方法。
1. 一表法在三相电源电压和负载都对称时，可用一只功率表按图4-1联接来测无功功率。
将电流线圈串入任意一相，注意发电机端接向电源侧。
电压线圈支路跨接到没接电流线圈的其余两相。
根据功率表的原理，并对照图4-1，可知它的读数是与电压线圈两端的电压、通过电流线圈的电流以及两者间的相位差角的余弦cosφ的乘积成正比例的，即PQ =UBCIAcosθ (4-1) 其中θ =ψUBC–ψiA 图4-1由于uBC与uA间的相位差等于90度(由电路理论知)，故有θ=90o-φ式中φ为对称三相负载每一相的功率因数角。
在对称情况下UBC IA 可用线电压U1及线电流I1表示，即 PQ=U1I1cos(90o-φ )=U1I1sinφ (4-2) 在对称三相电路中，三相负载总的无功功率Q =√3U1I1sinφ (4-3)∴ 亦即Q=√3PQ (4-4)可知用上述方法测量三相无功功率时，将有功功率表的读数乘上√3/2 倍即可。
2. 二表法用两只功率表或二元三相功率表按图4-2联接，从功率表的作用原理可知，这时两个功率表的读数之和为PQ=PQ1=PQ2=2U1I1sinφ (4-5)较式(4-3) (4-5) 知 (4-6) Q=√3PQ/2图4-2从上式可见将两功率表读数之和（或二元三相功率表的读数）乘以√3/2，可得到三相负载的无功功率。
3. 三表法三表法可用于电源电压对称而负载不对称时，三相电路无功功率的测量，其接线如图4-3所示。
电路分析实验课件：三相功率测量
自动化与电子工程学院
一、实验目的
1. 掌握用一瓦特表法、 二瓦特表法测量三相电路有功功率与无功 功率的方法。
2. 进一步熟练掌握功率表的接线和使用方法。
自动化与电子工程学院
二、实验原理
三相有功功率测量（一瓦特表法）
对于三相四线制供电的三相星形联接的负 载（即Yo接法），可用一只功率表测量各相的 有功功率P1、P2、P3，则三相负载的总有功功 率ΣP＝P1＋P2＋P3。这就是一瓦特表法，如右 图所示。若三相负载是对称的，则只需测量一 相的功率，再乘以3 即得三相总的有功功率。
A B C
*W* *
W*
W*
三 相 负 载
N
* （Y0）
P= P1+P2+P3
自动化与电子工程学院
二、实验原理
三相有功功率测量（二瓦特表法）
三相三线制供电系统中，不论三相负载是 否对称，也不论负载是Y接还是△接，都可用二 瓦特表法测量三相负载的总有功功率。即三相
A B
*W*1*W*2
C
三 相 负 载
自动化与电子工程学院
三、实验电路
（c）一瓦特表法测定三相对称星形负载的无功功率
自动化与电子工程学院流插孔
白 炽 灯 组
三相空气开关 保险丝
三相电源接线孔 自动化与电子工程学院
总功率∑P=P1+P2（P1、P2本身不含任何意义）
P= P1+P2
自动化与电子工程学院
二、实验原理
三相有功功率测量（二瓦特表法）
* A * W1 B
C
* W2
*
三
A
三
相 负
B * W1 *
相 负
实验二 三相电路功率的测量
实验二三相电路功率的测量一．实验目的1．学会用功率表测量三相电路功率的方法；2．掌握功率表的接线和使用方法。
二．原理说明接法）1．三相四线制供电，负载星形联接（即Ｙ对于三相不对称负载，用三个单相功率表测量，测量电路如图9－1所示，三个单相功率表的读数为W1、W2、W3，则三相功率Ｐ＝W1＋W2＋W3，这种测量方法称为三瓦特表法；对于三相对称负载，用一个单相功率表测量即可，若功率表的读数为W，则三相功率Ｐ＝3W，称为一瓦特表法。
2．三相三线制供电三相三线制供电系统中，不论三相负载是否对称，也不论负载是‘Ｙ’接还是‘Δ’接，都可用二瓦特表法测量三相负载的有功功率。
测量电路如图9—２所示，若两个功率表的读数为W1、W2，则三相功率P＝W1 + W2＝U1I1cos (30°-φ)+ U1I1sin (30°+φ),其中φ为负载的阻抗角（即功率因数角），两个功率表的读数与φ有下列关系：（1）当负载为纯电阻，φ＝0，W1＝W2，即两个功率表读数相等；（2）当负载功率因数cosφ＝ 0.5 ，φ＝±60°，将有一个功率表的读数为零；（3）当负载功率因数cosφ＜ 0.5 ，|φ|＞60°，则有一个功率表的读数为负值，该功率表指针将反方向偏转，这时应将功率表电流线圈的两个端子调换（不能调换电压线圈端子），而读数应记为负值。
对于数字式功率表将出现负读数。
3．测量三相对称负载的无功功率对于三相三线制供电的三相对称负载，可用一瓦特表法测得三相负载的总无功功率Ｑ，测试电路如图9—3所示。
功率表读数W＝U1I1sinφ，其中φ为负载的阻抗角，则三相负载的无功功率Q＝3W。
三．实验设备1．交流电压表、电流表、功率表2．三相调压输出电源3．EEL—17B组件（含220V／40Ｗ灯组9只、电容）或EEL—55组件、EEL —60组件（选配）四．实验内容接法）的三相功率1．三相四线制供电，测量负载星形联接（即Ｙ（1）用一瓦特表法测定三相对称负载三相功率，实验电路如图9－4所示，线路中的电流表和电压表用以监视三相电流和电压，不要超过功率表电压和电流的量程。
三相交流电路功率的测量实验报告
三相交流电路功率的测量实验报告一、实验目的1、掌握三相交流电路中有功功率和无功功率的测量方法。
2、理解三相电路中功率的平衡关系。
3、熟悉功率表的使用方法和接线原理。
二、实验原理在三相交流电路中，总功率等于各相功率之和。
三相电路的功率分为有功功率、无功功率和视在功率。
有功功率是电路中实际消耗的功率，单位为瓦特（W），其计算公式为：＼P ＝＼sqrt{3} U_{L} I_{L} ＼cos\varphi\其中，＼（U_{L}＼）为线电压，＼（I_{L}＼）为线电流，＼（＼cos\varphi\）为功率因数。
无功功率用于衡量电路中电感和电容元件与电源之间能量交换的规模，单位为乏（Var），其计算公式为：＼Q ＝＼sqrt{3} U_{L} I_{L} ＼sin\varphi\视在功率是电路中电压与电流的乘积，单位为伏安（VA），其计算公式为：＼S ＝＼sqrt{3} U_{L} I_{L}＼在三相四线制电路中，可以通过测量各相的有功功率，然后相加得到三相总功率；在三相三线制电路中，通常采用二瓦计法测量三相功率。
三、实验设备1、三相交流电源2、三相负载（灯泡、电感、电容等）3、功率表（两个）4、电压表5、电流表6、连接导线若干四、实验步骤1、按实验电路图连接线路，检查无误后接通电源。
2、测量三相四线制电路的功率将三相负载接成星形连接，分别测量各相的电压、电流和有功功率。
计算三相总功率，并与各相功率之和进行比较，验证功率平衡关系。
3、测量三相三线制电路的功率将三相负载接成三角形连接，采用二瓦计法测量线电压、线电流和两个功率表的读数。
计算三相总功率，验证功率平衡关系。
五、实验数据及处理1、三相四线制星形连接负载实验数据｜相序｜电压（V）｜电流（A）｜功率（W）｜｜｜｜｜｜｜ A 相｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ B 相｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ C 相｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜三相总功率：＿____各相功率之和：＿____2、三相三线制三角形连接负载实验数据｜功率表 1 ｜功率表 2 ｜线电压（V）｜线电流（A）｜｜｜｜｜｜｜读数（W）｜读数（W）｜＿____ ｜＿____ ｜三相总功率：＿____六、实验结果分析1、在三相四线制星形连接电路中，通过测量各相功率并相加，与计算得到的三相总功率相比较，两者基本相等，验证了功率平衡关系。
一表跨相法测量三相电路有功功率及无功功率
一表跨相法测试三相电路有功功率及无功功率对称三相负载的无功测量将单相有功功率表的电流回路串入A相，电压回路(与电流同名端)端子接于B相，另一电压端子接于C相。
此种接线中，电压跨接于另外两相，故称之为一表跨相法，如图1。
不仿设功率因数为cosΦ，(感性负载)，则其向量图如图2。
图1 一表跨相法示意图图2 一表跨相法向量图由于三相电压是对称的，显然UBC 比UA滞后90°，且UBC=31/2UA。
因此，可得有功功率表的读数为：W=UBC ·IA=UBCIAcos(UBC∧IA)=UBC IAcos(90°-Φ)=UBC IAsinΦ=31/2UA IAsinΦ而对称三相电路的无功功率Q=3UAIAsinΦ，因此，Q=31/2W。
即：采用此接线方式后，单相有功功率表的读数乘以31/2就等于所测三相无功功率的数值。
注意问题电流线圈必须串联、电压线圈必须并联接于电路中。
注意单相有功功率表电流、电压的同名端接线必须正确，即以电流线圈同名端，电压线圈同名端，电压线圈另一端子按正序方向分别接于每一相。
结束语a.三相对称负载的无功测量用一表跨相法，Q=31/2W。
b.三相不对称负载的无功测量用三表跨相法，Q=(W1+W2+W3)/31/2。
c.以上结论虽然是从三相三线制中推导出来，但在三相四线制中若不计线路阻抗，则结论依然适用。
d.当三相电路电流大、电压高时，可经过互感器变换后再进行测量。
此时，不仿设电流互感器变比为nL ，电压互感器变比为ny，则一表跨相法测得的无功为Q=nL ·ny·W 。
三表跨相法测得的无功为Q=nL·ny·(W1+W2+W3)/31/2。
e.用三表跨相法测量时，有的表计读数可能为正、负、零，此时取代数和即可。
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三相电路无功功率的测量
2007-08-31 18:22:29| 分类：默认分类|举报|字号订阅
实验一三相电路无功功率的测量
一、实验目的
(1) 了解三相电路无功功率的测量方法.
(2) 熟悉无功功率测量中瓦特表的接线方式.
二、原理与说明
发电机及变压器等电气设备的额定容量为S=UI,单位为伏安。
在功率因数较低时，即使设备已经满载，但输出的有功功率却很小（因为P=UIcosφ），不仅设备不能很好利用，而且增加了线路损失。
因此提高功率因数是挖掘电力系统潜能的一项重要措施。
电力工业中,在发电机、配电设备上进行无功功率的测量，可以进一步了解设备的运行情况，以便改进调度工作，降低线路损失和提高设备利用率。
测量三相无功功率主要有如下方法。
1. 一表法
在三相电源电压和负载都对称时，可用一只功率表按图11-1联接来测无功功率。
将电流线圈串入任意一相，注意发电机端接向电源侧。
电压线圈支路跨接到没接电流线圈的其余两相。
根据功率表的原理，并对照图11-1，可知它的读数是与电压线圈两端的电压、通过电流线圈的电流以及两者间的相位差角的余弦cosφ的乘积成正比例的，即PQ=UBCIAcosθ(11-1) 其中θ =ψUBC –ψiA
由于uBC与uA间的相位差等于90度(由电路理论知)，故有θ=90o-φ式中φ为对称三相负载每一相的功率因数角。
在对称情况下UBC IA 可用线电压U1及线电流I1表示，即PQ=U1I1cos(90o-φ )=U1I1sinφ(11-2)
在对称三相电路中，三相负载总的无功功率Q =√3 U1I1sinφ(11-3)
∴亦即Q=√3PQ (11-4)
可知用上述方法测量三相无功功率时，将有功功率表的读数乘上√3/2 倍即可。
2. 二表法
用两只功率表或二元三相功率表按图11-2联接，从功率表的作用原理可知，这时两个功率表的读数之和为
P Q=PQ1=PQ2=2U1I1sinφ(11-5)
较式(11-3) (11-5) 知(11-6) Q=√3PQ/2
从上式可见将两功率表读数之和（或二元三相功率表的读数）乘以√3/2，可得到三相负载的无功功率。
3. 三表法
三表法可用于电源电压对称而负载不对称时，三相电路无功功率的测量，其接线如图11-3所示。
当三相负载不对称时，三个线电流IA、IB、IC不相等，三个相的功率因数角φA 、φB 、φC 也不相同。
因此，三只功率表的读数P1、P2 、P3也各不相同，它们分别是:
(1) P1=UBCIAcos(90o-φA)=√3UAIAsinφ A
(2) P2=UCAIBcos(90o-φB)=√3UBIBsinφB
(3) P3=UABICcos(90o-φC)=√3UCICsinφ C
式中由于电源电压对称，所以有UBC=√3UA ,UCA= UB ,以及UAB=√3UC 。
三只功率表读数之和为:
P1+P2+P3=√3(UAIAsinφ A + UBIBsinφB + UCICsinφC)（11-8）
因此有Q=1/√3(P1+P2+P3)(11-9) 这就是说三相电路的无功功率等于三只功率表读数和的。
三表法适用于电源电压对称、负载对称或不对称的三相三线制和三相四线制电路中。
4、用测量有功功率的两表法测三相无功功率
在电源和负载都对称的三相三线电路中，还可以利用测量有功功率的两表法，测出三相无功功率。
测量电路如图11-4所示，由于三相电路完全对称，所以两表的读数P1和P2分别为:
(1) P1=U1I1cos(30o-φ)(2) P2=U1I1cos(30o+φ)(11-10)
两表读数之差为:
P1-P2=U1I1cos(30o-φ)-U1I1cos(30o+φ)=U1I1sinψ=1/√3Q(11-11) ∴Q=√3(P1-P2) (11-12)
即三相无功功率为两表读数之差的√3倍.
三、实验设备
(1) 瓦特表三只
(2) 三相电容负载(400V)
(3) 三相交流可调电源
(4) 滑线变阻器
四实验内容
1、分别用一表法. 二表法测量三相对称星形负载的无功功率
将电阻(100Ω)与电容(20μF)串联后接成三相对称星形负载如图11-5所示,并分别按图11-1,11-2联接电路,将三相电源调至相电压220V,将测量数据记入表一.比较其结果.
2、用三表法测量三相不对称星形负载的无功功率
将电容负载接成三相不对称星形,并按图11-3联接电路,将三相电源调至线电压220V,将测量数据记入表11-1.
表11-1 三相电路无功功率的测量数据表
方法电源
负
载
A
相
B
相
C
相
功率表读数
三相无
功功率
一表法
三相三
线 U1=220V
对
称
星
形
电
容
负
载
μF μF μF PQ √3PQ
二表法
三相三
线 U1=220V
对
称
星
形
电
容
负
载
μF μF μF PQ=PQ1+PQ2 √3/2PQ
三表
三相三
线 U1=220V
不
对
μF μF μF PQ=PQ1+PQ2+PQ3 1/√3PQ
法称
星
形
电
容
负
载
五、实验注意事项
测试电路电压较高,接线务必可靠,防止线头脱落造成意外.接拆线时必须先切断电源.
六、预习思考题
(1) 复习有关电路理论知识,弄清一表法．二表法.三表法测量三相负载无功功率的原理及所测各电压电流间的相位关系.
(2) 在三相有功功率和三相无功功率的测量中,功率表的接线有何区别?
七、实验报告要求
(1) 所测数据填入表11-1,并比较一表法, 二表法测量的结果.
(2) 回答预习思考题.。