三相电路功率测量

实验目的

实验原理

实验仪器

实验步骤

实验报告

实验现象

实验结果分析

实验相关知识

实验标准报告

实验目的

学习、掌握用三瓦计法和二瓦计法测量三相电路的有功功率。 了解上述两种方法在不同情况下的实用价值。

实验原理

三瓦计法测量功率电路

三相四线制电路的总功率，通常用三只功率表测量功率。其接线如图5.11.1所示，分别测出A、B、C各相的有功功率相加而得到，即图5.11.1 三瓦计法测量功率电路

二瓦计法测量功率电路

在三相三线制电路中，通常用二只功率表测量功率。其接线如图5.11.2所示。功率表W1和W2的读数分别为P1和P2。三相电路的总功率等于 P1与 P2 的代数和。

SHAPE \* MERGEFORMAT

图5.11.2 二瓦计法测量功率电路

二瓦计法测量三相电路的功率时，单只功率表的读数无物理意义。当负载为对称的星形连接时，由于中线中无电流流过，所以也可用二瓦计法测量

功率。但是二瓦计法不适用于不对称三相四线制电路。

u 电工实验台 1台

u 单相功率表 3只

u 三相电路实验板 1块

实验步骤

用白炽灯作为负载，按图5.11.1接线。即在三相四线制星形连接时分别用三瓦计法和二瓦计法测量负载功率，计算总功率并将实验数据填入表5.11.1内

按图5.11.1接线。在三相三线制和三相四线制两种不同星形连接时，其中A相为4uF的电容、B相和C相为2只串联的40W白炽灯。分别用三瓦计法和二瓦

计法测量功率并所测得的数据加以比较后，计算总功率填入表5.11.1内。

在三相三线制星形连接时，A相为断路、B相和C相为2只串联的40W白炽灯时，分别用三瓦计法和二瓦计法测量功率，计算总功率并将实验数据填入表

5.11.1内。

用白炽灯作为负载，接成三角形连接，分别用三瓦计法和二瓦计法测量负载功率。计算总功率并将实

验数据填入表5.11.1内。

按图5.11.2接线。将负载接成三角形连接（负载AB为4uF电容、负载BC和我，负载CA为2只串联的40W白炽灯），分别用三瓦计法和二瓦计法测量负

载功率，计算总功率并将实验数据填入表5.11.1内。

按图5.11.2接线。将负载接成三角形连接（AB相为断路、BC相和CA相为2只串联的40W白炽灯），分别用三瓦计法和二瓦计法测量负载功率，计算总

功率并将实验数据填入表5.11.1内。

表5.11.1三相电路功率测量

功率单位：瓦特

实验报告要求

将测量所得数进行分析比较，分析误差原因。

实验现象

当三相对称负载星形或三角形连接时，三瓦计法测量所得的总功率与二瓦计法测量所得的总功率基本相等。

三相四线制不对称连接时，三瓦计法测量所得的总功率与二瓦计法测量所得的总功率不等。 因为此时中线有电流通过，不能用二瓦计法量电路的总功率。

三相三线制不对称负载星形或三角形连接时，三瓦计法测量所得的总功率与二瓦计法测量所得的总功率基本。

实验结果分析

二瓦计法测量功率在什么情况下会出现负值？为什么？

答：二瓦计法测量功率时，其任一一个功率表的读数无物理意义。若以C相为公共相时，当负载为感性负载或容性负载时，其相位角大于 90° ，功率出现负值

实验相关知识

预习知识及要求

相关知识点

注意事项

预习知识及要求

预习三瓦计、二瓦计法测量功率的工作原理及其所含的物理意义。 预习三瓦计、二瓦计法的测量方法和适用电路。

相关知识点

对称三相电路中的功率

三相电路功率的测量

注意事项

测量时，严禁用身体的任何部位接触带电的金属裸露部分。 严禁带电改接线路，改接线中时应断开电源，如电路中有电容负载，应在断开电源后，将电容放电。 如使用手动量程测量时，应注意量程，切勿超过量程以免损坏电表。 测量功率时，功率表的电流线圈与电压线圈的＊ 端应用导线短接。 测量电流时，先开启电源，后将电流插头插入电流插座。以免因电源短路或电容的冲击电流过大造成电表损坏。 实验标准报告

一、实验目的

学习、掌握用三瓦计法和二瓦计法测量三相电路的有功功率。 了解上述两种方法在不同情况下的实用价值。

二、实验内容

分别用三瓦计法和二瓦计法测量以下三相负载联接时的有功功率 三相四线制对称星形联接。 三相三线制不对称星形联接（A相为A相为4μF电容） 三相四线制不对称星形联接（A相为4μF电容） 三相三线制不对称星形联接（A相为断路） 三相三线制对称三角形联接 三相三线制不对称三角形联接（AB相为4μF电容） 三相三线制不对称三角形联接（AB相为断路）

三、实验用仪器、设备

电工实验工作台 1台

单相功率表 3只

三相电路实验板 1块

实验用详细电路图

三相负载星形联接

三相负载三角形联接

实验有关原理及原始计算数据，所应用的公三相四线制电路的总功率可通过用三只功率表（三瓦计法）分别测出A、B、C各相的有功功率相加而得到，即P=PA+PB+PC。当负载对称时，各相功率相等，因此可以只测任一相功率，再乘以三便可得到总功率。

在三相三线制电路中，无论负载对称或不对称，通常只用两只功率表来测量总功率。功率表W1和W2的读数分别为P1和P2。可以证明总功率

P=P1+P2=UAC IAcos(UACIA)+UBCIB cos (UBCIB)

=PA+PB+PC

式中PA、PB、PC分别为负载等效星形连接时各相功率。功率表W1和W2读数的代数和等于负载消耗的总功率。单只功率表的读数无意义。若功率表的指针反转，可把功率表电流线圈两端的接线对换，但这时功率表的读数应取负值。 因为对称四线制电路的中线内没有电流流过，所以二瓦计法仍然可以采用，但二瓦计法不适用于不对称四线制电路。对称三相电路中，两个功率表的读数分别为

P1=UAC IAcos(UACIA)= UAC IAcos(30˚-Ф)

P2= UBCIB cos(UBCIB)= UBCIB cos(30˚+Ф)

其中，Ф为相电流滞后于相电压的相位角，即负载阻抗角。由上述分析可知：

当负载为纯电阻时，cosФ=0，P1、P2>0当负载的功率因数cosФ>0.5时，P1、P2读数不等，但都为正

当负载的功率因数cosФ<0.5时，P1、P2读数不等，且有一个为负值

当负载的功率因数cosФ=0.5时，P1、P2必有一个为零，一个为正

八、实验结果分析

实验数据表明：在三相四线制不对称联接不能用二瓦计法测量三相电路总功率。通常情况下，在三相四线制联接时采用三瓦计法测量电路总功率，

三相三线制联接时采用二计法测量电路总功率。