04 无功电能表的工作原理和接线方式报告.ppt

I
Ψ=Φ
I
αI
I1
调整φU和φI的角度，使ψ=φ
180°型无功电度表：φ=0 °时，接入电度表的两 磁通为180 °
MQ K'ΦIΦU sin(180 ) K'ΦIΦU sin KUI sin KQ
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11
5：正弦型单向无功电能表原理（电压反极性）
I 2 R2
U
U
I
A
I1
U
IU
N
PJ
RU
Z(感性)
Φ
β IU
I
αI
Ψ=Φ
I
I1
180-φ
调整φU和φI的角度，使ψ=φ，
U
180°型无功电度表：φ=0 °时，接入电度表的两磁 通为180 °
MQ K'ΦIΦU sin(180 )优选文K档'ΦIΦU sin KUI sin 1K2 Q
6：正弦型单向无功电能表原理（容性负载）
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U AB
UA
ΦA
A IA
C I C
U BC
ΦC
UC
ΦB
I B
UB
B
U CA
QA U AI A sin A
QA
U AI A
co（s 90
）
A
QA U AI A cos(U BC I A )
QA
1 3 U BC I A cos(U BC I A )
A相电流，BC相电压和他们夹角的余弦是有功功率
2、跨相90°无功电能表 利用有功表采用不同接线方式可以测量无功
3、60 °无功电能表 多采用
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一：正弦型无功电能表
1：有功电能表电流线圈并电阻
I 2 R2
U
I
A
I1
PJ
I2
I αI I
U
Z(感性)
I1
N
负荷电流I不变，电能表阻抗不变，改变R2，
就能改变I1和I2大小和方向，从而改变电流工作磁
通φI和I的夹角αI。（上图向量分析忽略电流元件
的各种损耗）
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2：有功电能表电压线圈串电阻
A
U
N
UU
PJ
IU
UR U RU
U
U
β
Z
UR U
UU
IU
I
电源电压U不变，电能表阻抗不变，改变RU， 就能改变UU和URU大小和方向，从而改变电压工 作磁通φU和U的夹角β。（上图向量分析忽略电压 元件的各种损耗）
I 2 R2
U
U
I
A
I1
U
IU
I
PJ
Z(容性)
I1
RU
I
Φ
Ψ=Φ
β
IU
αI
N
0°型无功电度表：φ=0 °时，接入电度表的两磁通为0 °
测量容性无功时，不必改变电压或电流的极性。
MQ K'ΦIΦU s优in选文档 KUI sin KQ
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7：正弦型两元件三相无功电能表
R1
UAB
R1
UCB
IA
A B C
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2
（2）增加输电线路损耗和电压降。 从 P UI cos 公式得到，当负载的 功率P和电压U确定后，则
cos I P I 2 R
cos I U U
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3
通过电压表、电流表和功率表的指示值，可以 计算出功率因数，或用功率因数表进行监视， 但是这只能测量到某一时刻功率因数的瞬时 值，而用户的功率因数是随着有功负载和无 功负载的变化而变化的。为了测量用户在一 个月的平均功率因数，规定以用户在一个月 内有功和无功负载的累积量来计算，它等于
cos
WP
WP 2 WQ 2
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4
无功功率公式
无功功率： Q UI sin
三相电路的无功功率：
QS QA QB QC U A I A sin A U B I B sin B UC IC sin C
三相电压对称时：
UA UB UC UP
QS U P (I A sin A IB sin B IC sin C ) 三相电路对称时： QS 3Ul Il sin
正弦型无功电能表缺点：成本高，功耗 大，准确度难以提高。
目前较少采用
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二、跨相90°型无功电能表
这种无功电能表的结构与三相四线有功电能表完全 相同，有三组电磁元件，区别在于内部接线不同。
用以测量电压对称的三相三线和三相四线电路中的 无功电能。
第一元件接入： uBC iA
第二元件接入： uCA iB
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3：正弦型单向无功电能表原理
I 2 R2
I
A
I1
U
IU
N
PJ Z(感性)
RU
U
U
Φ
β IU
I
Ψ=Φ
I
αI
I1
调整φU和φI的角度，
使sinψ=sinφ（ ψ=φ ）
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4：正弦型单向无功电能表原理（电流反极性）
I 2 R2
U
U
I
A
I1
U
IU
N
PJ Z(感性)
RU
180-φ
I
Φ
β IU
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5
无Biblioteka Baidu电能表正确计量无功的条件
复习电磁驱动力矩的公式：
MQ K'IU sin
三相电路对称时： QS 3Ul Il sin
所以，无功电能表正确计量无功的条件：
1：电流元件产生的磁通正比于电流 2：电压元件产生的磁通正比于电压 3：ψ=φ
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无功电能表的分类
1、正弦型无功电能表 目前较少采用
课 题：无功电能表及无功电能的测量 目的要求：掌握无功电能的计量方法 重 点：接线方式
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1
国家对电力用户实行了依据功率因数的高低 调整电费的办法，以鼓励用户采取措施， 提高功率因数。如果负载功率因数低，意 味着无功功率增加，则将产生下列后果：
（1）发、供电设备的容量不能充分利用。
当发、供电设备的容量一定时，在额 定电压和额定电流下，负载的功率因数越 低，则发、供电设备发出的有功功率减少， 无功功率增大，发、供电设备的容量就不 能充分利用。
RU
IC
RU
U AB
U A
IA
U 150°-ΦA
CB
ΦA
IC
I C ΦC
210°-ΦC
UC IA
UB
实际上是两只单相正弦型无功电能表的组合体
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8：正弦型三元件三相无功电能表
三元件三相正弦型无功电能表实际上是三只 单相正弦型无功电能表的组合体，其接线原则与 三相四线有功电能表相同。
正弦型无功电能表优点：适用范围广，单相和三 相电路均可采用，三相电路电压是否对称、负载 是否平衡均能正确计量。
的公式。所以，利用有功电能表可以测量A相无功电能，
接线是A相电流，BC相电压。但测量值要除以
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2：跨相90°型三相无功电能表各元件测量功率
Q1 U BC I A cos(uBC iA ) U BC I A cos(900 A ) U BC I A sin A
第三元件接入： uAB iC
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1：跨相90°型三相无功电能表原理接线和向量图
U BC
U CA
U AB
IA
A
B
IB
C
IC
N
U AB
UA
ΦA
A IA
C
IC
U BC
ΦC
ΦB
UC
I B
UB
B
U CA
每组电磁元件上的电压线圈（如UBC）的相位滞
后对应电流线圈（如IA）所接相 的电压（如UA）相
位90°。