04 无功电能表的工作原理和接线方式

课

题：无功电能表及无功电能的测量

目的要求： 目的要求：掌握无功电能的计量方法 重 点：接线方式

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， 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， 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： 味着无功功率增加，则将产生下列后果： 供电设备的容量不能充分利用。 (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， 当发、供电设备的容量一定时，在额 定电压和额定电流下， 定电压和额定电流下，负载的功率因数越 则发、供电设备发出的有功功率减少， 低，则发、供电设备发出的有功功率减少， 无功功率增大， 无功功率增大，发、供电设备的容量就不 能充分利用。 能充分利用。

(2)增加输电线路损耗和电压降。 增加输电线路损耗和电压降。 公式得到， 从 P = UI cos 公式得到，当负载的 功率P和电压U确定后， 功率P和电压U确定后，则

cos ↓ → I ↑ → P = I R ↑2

cos ↓ → I ↑ → U ↑ →U ↓

通过电压表、电流表和功率表的指示值， 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， 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。 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， 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， 内有功和无功负载的累积量来计算，它等于

cos =

WP WP + WQ2 2

无功功率公式无功功率： 无功功率： Q = UI sin 三相电路的无功功率：Q S = Q A + Q B + Q C = U A I A sin A + U B I B sin B + U C I C sin C

三相电压对称时：U A = UB = UC = UP Q S = U P ( I A sin A + I B sin B + I C sin C )

三相电路对称时：

QS =

3U l I l sin

无功电能表正确计量无功的条件复习电磁驱动力矩的公式： 复习电磁驱动力矩的公式：

MQ = K ' ΦIΦU sinψ三相电路对称时： 三相电路对称时：

QS =

3U l I l sin

所以，无功电能表正确计量无功的条件： 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 :

无功电能表的分类1、正弦型无功电能表 、 目前较少采用 2、跨相90°无功电能表 、跨相 ° 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

一：正弦型无功电能表1:有功电能表电流线圈并电阻 ：

I2

U

I

I1

I

I2 I1

ΦI

U

负荷电流I不变，电能表阻抗不变，改变 负荷电流 不变，电能表阻抗不变，改变R2, 不变 就能改变I 大小和方向， 就能改变 1和I2大小和方向，从而改变电流工作磁 的夹角α 上图向量分析忽略电流元件 通φI和I的夹角 I。(上图向量分析忽略电流元件 的夹角 。(上图向量分析 的各种损耗) 的各种损耗)

2:有功电能表电压线圈串电阻 ：

UU

U

ΦU

IU

UR U

U

UR U

UU

IU

I

电源电压U不变，电能表阻抗不变，改变 电源电压 不变，电能表阻抗不变，改变RU, 不变 就能改变U 大小和方向， 就能改变 U和URU大小和方向，从而改变电压工 作磁通φ 的夹角β。(上图向量分析忽略电压 作磁通 U和U的夹角 。(上图向量分析忽略电压 的夹角 。(上图向量分析 元件的各种损耗) 元件的各种损耗)

3:正弦型单向无功电能表原理 ：

I2

I

U

ΦU

I1

IU

I

ΦI

U

IU

I1

调整φU和φI的角度， 使sinψ=sinφ( ψ=φ )

4:正弦型单向无功电能表原理(电流反极性) :正弦型单向无功电能表原理(电流反极性)

I2

U

ΦU

I

IU

I

ΦI

I1

I1

U

IU

ΦI

调整φ 的角度， 调整 U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 °型无功电度表： 磁通为180 ° 磁通为MQ = K 'ΦIΦU sin(180° ) = K 'ΦIΦU sin = KUI sin = KQ

5:正弦型单向无功电能表原理(电压反极性) :正弦型单向无功电能表原理(电压反极性)

I2

U

ΦU

I

IU

I

ΦI

I1

U

IU

I1

调整φ 的角度， 调整 U和φI的角度，使ψ=φ, ,

ΦU

180°型无功电度表：φ=0 °时，接入电度表的两磁 °型无功电度表： 通为180 ° 通为MQ = K 'ΦIΦU sin(180° ) = K 'ΦIΦU sin = KUI sin = KQ

6:正弦型单向无功电能表原理(容性负载) :正弦型单向无功电能表原理(容性负载)

I2

U

ΦU

I

ΦI

I1

U

I1

IU

IU

I

0°型无功电度表：φ=0 °时，接入电度表的两磁通为 ° °型无功电度表： 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。 测量容性无功时，不必改变电压或电流的极性。

MQ = K 'ΦIΦU sin = KUI sin = KQ

7:正弦型两元件三相无功电能表 ： UAB UCB

U

AB

U

A

IA

IA

IC

U CB IC

IC

UC

I A

UB

实际上是两只单相正弦型无功电能表的组合体

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， 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。 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 正弦型无功电能表优点：适用范围广， 相电路均可采用，三相电路电压是否对称、 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。 是否平衡均能正确计量。 正弦型无功电能表缺点：成本高， 正弦型无功电能表缺点：成本高，功耗 准确度难以提高。 大，准确度难以提高。 目前较少采用

二、跨相90°型无功电能表 跨相 °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。 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。 无功电能。

第一元件接入： 第一元件接入： 第二元件接入： 第二元件接入： 第三元件接入： 第三元件接入：

u BC i A

uCA iB

u AB iC

1:跨相90°型三相无功电能表原理接线和向量图 ：跨相 °

U BC

U CA

U AB

U …… 此处隐藏：2207字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……