無功電能表的工作原理和接線

1、目的要求：掌握無功電能的計(jì)量方法 重 點(diǎn)：接線方式,課 題：無功電能表及無功電能的測量,國家對電力用戶實(shí)行了依據(jù)功率因數(shù)的高低調(diào)整電費(fèi)的辦法，以鼓勵(lì)用戶采取措施，提高功率因數(shù)。如果負(fù)載功率因數(shù)低，意味著無功功率增加，則將產(chǎn)生下列后果： （1）發(fā)、供電設(shè)備的容量不能充分利用。 當(dāng)發(fā)、供電設(shè)備的容量一定時(shí)，在額定電壓和額定電流下，負(fù)載的功率因數(shù)越低，則發(fā)、供電設(shè)備發(fā)出的有功功率減少，無功功率增大，發(fā)、供電設(shè)備的容量就不能充分利用,2）增加輸電線路損耗和電壓降。從 公式得到，當(dāng)負(fù)載的功率P和電壓U確定后，則,通過電壓表、電流表和功率表的指示值，可以計(jì)算出功率因數(shù)，或用功率因數(shù)表進(jìn)行監(jiān)視，但是這只能測

2、量到某一時(shí)刻功率因數(shù)的瞬時(shí)值，而用戶的功率因數(shù)是隨著有功負(fù)載和無功負(fù)載的變化而變化的。為了測量用戶在一個(gè)月的平均功率因數(shù)，規(guī)定以用戶在一個(gè)月內(nèi)有功和無功負(fù)載的累積量來計(jì)算，它等于,無功功率,三相電路的無功功率,三相電壓對稱時(shí),三相電路對稱時(shí),無功功率公式,無功電能表正確計(jì)量無功的條件,復(fù)習(xí)電磁驅(qū)動力矩的公式,三相電路對稱時(shí),所以，無功電能表正確計(jì)量無功的條件,1：電流元件產(chǎn)生的磁通正比于電流 2：電壓元件產(chǎn)生的磁通正比于電壓 3：,無功電能表的分類,1、正弦型無功電能表 目前較少采用 2、跨相90無功電能表 利用有功表采用不同接線方式可以測量無功 3、60 無功電能表 多采用,一：正弦型無功電

3、能表,負(fù)荷電流I不變，電能表阻抗不變，改變R2，就能改變I1和I2大小和方向，從而改變電流工作磁通I和I的夾角I。（上圖向量分析忽略電流元件的各種損耗,1：有功電能表電流線圈并電阻,2：有功電能表電壓線圈串電阻,電源電壓U不變，電能表阻抗不變，改變RU，就能改變UU和URU大小和方向，從而改變電壓工作磁通U和U的夾角。（上圖向量分析忽略電壓元件的各種損耗,3：正弦型單向無功電能表原理,調(diào)整U和I的角度， 使sin=sin（ =,4：正弦型單向無功電能表原理（電流反極性,調(diào)整U和I的角度，使= 180型無功電度表：=0 時(shí)，接入電度表的兩磁通為180,5：正弦型單向無功電能表原理（電壓反極性,調(diào)

4、整U和I的角度，使=， 180型無功電度表：=0 時(shí)，接入電度表的兩磁通為180,6：正弦型單向無功電能表原理（容性負(fù)載,0型無功電度表：=0 時(shí)，接入電度表的兩磁通為0 測量容性無功時(shí)，不必改變電壓或電流的極性,7：正弦型兩元件三相無功電能表,實(shí)際上是兩只單相正弦型無功電能表的組合體,8：正弦型三元件三相無功電能表,三元件三相正弦型無功電能表實(shí)際上是三只單相正弦型無功電能表的組合體，其接線原則與三相四線有功電能表相同,正弦型無功電能表缺點(diǎn)：成本高，功耗大，準(zhǔn)確度難以提高。 目前較少采用,正弦型無功電能表優(yōu)點(diǎn)：適用范圍廣，單相和三相電路均可采用，三相電路電壓是否對稱、負(fù)載是否平衡均能正確計(jì)量,

5、這種無功電能表的結(jié)構(gòu)與三相四線有功電能表完全相同，有三組電磁元件，區(qū)別在于內(nèi)部接線不同。 用以測量電壓對稱的三相三線和三相四線電路中的無功電能,二、跨相90型無功電能表,1：跨相90型三相無功電能表原理接線和向量圖,每組電磁元件上的電壓線圈（如UBC）的相位滯后對應(yīng)電流線圈（如IA）所接相 的電壓（如UA）相位90,A相電流，BC相電壓和他們夾角的余弦是有功功率的公式。所以，利用有功電能表可以測量A相無功電能，接線是A相電流，BC相電壓。但測量值要除以,2：跨相90型三相無功電能表各元件測量功率,當(dāng)三相電壓對稱時(shí),利用三元件三相有功電能表，測量無功，讀數(shù)除以 或改造有功表，將電流或電壓線圈減少

6、 倍即可直接讀數(shù),3、跨相90型三相無功電能表適用范圍,按跨相90原理制成的三元件三相無功電能表，只在完全對稱或簡單不對稱的三相三線和三相四線電路中才能實(shí)現(xiàn)正確計(jì)量,這種無功電能表的結(jié)構(gòu)與三相三線有功電能表相似，區(qū)別在于電能表的內(nèi)相角（u與u的相位差角,有功電能表的內(nèi)相角為 ： = +I+=900+I ( +=900 ) 若I=0 則=900 （正弦型無功電能表= I,無功電能表在電壓線圈中串接了一個(gè)電阻R，并加大電壓工作磁通磁路的空氣氣隙，來降低電壓線圈的感抗，從而使減小，由有功表的=900 +I ，降到=600 +I 若I=0 則=600,三：60 型無功電能表原理,1：兩元件60型無功電能表接線及向量圖,假設(shè)電流元件的損耗角為0，調(diào)節(jié)R，使UBC 滯后UBC 60 ，UAC 滯后UAC 60 1=150 -A,電能表兩組元件的驅(qū)動力矩分別為,當(dāng)三相電壓對稱時(shí)，電能表的總驅(qū)動力矩為,2：驅(qū)動力矩,具體步驟見P105-106：可推得,適用范圍是： 三相電壓對稱的三相三線電路 1：完全對稱（電壓電流對稱）， 2：簡單不對稱（電壓對稱電流不對稱,3：三元件60型無功電能表,例