9. 三相交流电路功率测量
三相交流电路及其功率测量
根据无中线 Y 接不对称负载的实测数据，定性 说明各相电压与各相负载阻抗大小间的关系。
总结三相四线制供电系统中中线的作用。在实 际应用中，中线的连接应注意什么？ 根据开灯盏数，验证二瓦表测量三相功率的正 确性。
如遇故障，记录之，并说明故障排除方法。
实验心得和体会。
实验十三－内容及要求
实验三
三相交流电路及其功率测量
实验目的
学习三相负载星形（Y）连接和三 角形（△）连接的接线方法 验证负载 Y 接和 △ 接时，相电压 与线电压、相电流与线电流的关系 充分理解三相四线制供电系统中中 线的作用
学习使用二瓦表法测量三相电路的 总功率
采用Y接、△接原则
UL -- 电源线电压 UN -- 负载额定电压
实验电路图：Y接
Y0 接负载 Y 接对称负载：
X
U L 3U N
Y 接不对称负载：
U L 3U N
电流测试插口 A (L1)
三相灯箱
此 六 个 接 线 柱 不 接 入 电 路
B (L2)
C (L3)
中线 OO’
负载Y接测量记录
项目 名称 负载 接法 线电压(V) 相电压(V) 相电流(mA)
负载中点到电源中 点（零线）电压
中线(点)
灯的 亮度 A B C 相 相 相
UA
B
UB
C
UC
A
UA
O’
UB
O’
UC
O’
IA
IB
IC
IO
UOO’
__
Y
0
对 称
不 接 对 称 不 对 称 对 称 __ __
《电工技术基础》第三章
N即为 ，因此，各负载的相电压为
➢ 即：
➢ 由于 、 两端的电压都超过了其额定电压，因此两灯将会被烧坏
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五、三相负载的Y形联结
例题3-1
➢ 相断开时， 两端的相电压
；此时 相和 相不受影响， 、 两
端的相电压 、 仍为220 V
和 称为相线或端线，俗称火线
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三、三相交流电源的Y形联结
➢ 三相交流电源中，每相绕组始端与末端间的电压，亦即相线与中性线之间的 电压，称为相电压，其有效值用 、 和 表示，或一般地用 表示
➢ 任意两始端间的电压，亦即两相线之间的电压，称为线电压，其有效值 用 、 和 表示，或一般地用 表示
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，则称为三相对称负
CRED CAR IT D 123 456 789 000
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五、三相负载的Y形联结
➢ 负载接入三相电路时，应遵循以下两个原则。 ➢ （1）加在负载上的电压必须等于其额定电压。 ➢ （2）应尽可能使电源的各相负载均匀对称，从而使三相交流电源趋于平衡
➢ 将三相负载的末端连接于 N 点，并与三相交流电源的中
➢ 、 和 均为绕组的始端，U2、 和 均为绕组的末端 ➢ 这三个绕组的几何结构、绕向和匝数都相同，但各绕组的始端
或末端之间彼此相隔 ，故称为三相绕组
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一、三相交流电的产生
➢ 转子的铁芯上绕有励磁绕组，采用直流励磁
➢ 选择合适的极面形状和励磁绕组布置方式，可使定子与转子
间气隙中的磁感应强度按正弦规律分布
2
能够测量三相交流电路的功率
➢ 我国民用供电多使用三相交流电作为楼层或小区的进线电源， 其相电压为220 V，而线电压为380 V，且一般都设有中性线， 即采用三相四线制，进户线那么为单相线，即三相中的一相， 其对地或对中性线的电压均为220 V
两表法和三表法测量三相电路功率
机电信息 2009 年第 36 期总第 246 期 167
关键词：两表法；三表法；三相电路；功率测量
1 三相四线制供电系统中三相电路功率的测量
1.1 传统接线方式的三表测量法
对于三相四线制供电的三相星形联接的负载，可用一只
功率表测量各相的有功功率PA、PB、PC，则三相负载的总有功 功率P＝PA＋PB＋PC。这就是一表法。
对三相四线制供电系统用三表法测三相平均功率的有
张明霞
（南京航空航天大学金城学院，江苏 南京 ２１１１５６）
摘 要：三相电路功率的测量是三相电路分析的重要内容。详细讨论三表法和两表法测量三相电路功率的问题。在三相三线制中，依 据二表法测量三相电路有功功率的原理，分析和讨论了在采用二表法测量三相三线制有功功率时，电路中各线电压和线电流之间的关系。 分析三相三线制供电的三相对称负载，一表法测三相负载的总无功功率接线方法。总结了两表法和三表法各自的适用范围及功率表读数 在不同接线方式下的物理意义，指出了它们的联系与区别。
＝ 姨 3 UlIlcosφ＝P
（10）
当 负 载 为 纯 电 阻 时 ，即 φ ＝0，PAC＝PBC，即 两 功 率 表 的 读 Nhomakorabea数相等；
当负载阻抗角φ＝60°（感性）时，PBC＝0；
3 结语 本文对三相四线制系统中采用的三表法，三相三线制系
统中采用两表法，测量三相电路的功率进行了详细地分析。 最后对于三相三线制供电的三相对称负载，分析了一表法测 量三相负载的总无功功率的接线方法。总的来说两表法和三 表法都是用来测量三相电路的总功率。但它们的适用范围和 意义有所不同。两表法适用于三相三线制对称不对称三相电 路, 三表法则适用对称与不对称三相四线制三相电路。两表 法测量时，三相总功率等于两表测得数据之和，每单个功率 表的读数没有意义。
两表法测量三相电路功率
三相电路功率的测量方法 三相电路功率的测量是三相电路分析的重要内容，本文按三相三线制和三相四线制分类，较详细地讨论了三相电路功率测量的接线问题，总结了两表法和三表法各自的适用范围及功率表读数在不同接线方式下的物理意义，指出了它们的联系与区别。
关键词：三相电路，功率测量本文将围绕测量三相电路功率的两表法和三表法的原理和接线方法进行讨论，指出它们之间的联系与区别，希望对能对同学的理解以及总结归纳有所帮助。
1 对称三相电路功率的测量1.1 对称三相电路功率的测量对称三相电路即三相电源对称、三相负载均衡的三相电路。
以下分别从三相四线制和三相三线制两种情况讨论。
对三相四线制系统，测三相平均功率的接线如图1 所示。
它的接线特点是每个功率表所接的电压均是以中线N 为参考点，三个功率表WAN，WBN 和WCN 的读数分别为PAN，PBN 和PCN，可用式（1）表示。
PAN=UAN IA cosϕ<uAN , iA>PBN=UBN IB cosϕ<uBN , iB> （1）PCN=UCN IC cosϕ<uCN , iC>图1 三表法测三相四线制三相负载平均功率的接线示意图三相的总功率为P = P CN + P BN +P AN 。
三个表的读数均有明确的物理意义，即PAN，PBN 和PCN 分别表示A 相、B 相和C 相负载各自吸收的平均功率。
这就是三表法。
这种接线方法是最容易理解的。
实际上，三表法测三相功率不止图1 所示的一种接线方式，另外还有三种接线方式，如图2 所示，分别称作共A，共B 和共C 接法（与此相对应，图1 中的接法可称作共中线N 接法）。
对应每一种接线中的三个表的读数的代数和均表示三相负载吸收的总功率（后面将给出证明）。
实际上，因为是对称三相电路，有i N =0 ，所以图2（a），（b）和（c）中的W NA , W NBW NC的读数必为零，在测量时可不接，此时的三表法便简化为两表法。
三相电路功率的计算_测量和实验设计_李铮
2. 2. 1 二瓦计法测三相功率 Ⅰ基本原理和接线方式
三相负载无论对称与否 ,均有 P = R e[UA IA * +UB IB * +UC IC * ]和 IA + IB + IC = 0。容易推导得到
P = R e[UBC IB * + UAC IA * ] = [UAB IA * + UCB IC * ] = [UCA IC * + UBA IB * ] = P1 + P2
Q = 3UP IP sinφZ 、Q = 3UL IL sinφZ
、Q
= 3 IP 2
Im
[Z
]、Q
=3
UP 2 |Z|
sinφZ 、Q = P tanφZ
(6)
2 三相电路功率的测量
2. 1 一瓦计法测无功功率
一瓦计法是三相电路无功功率测量的常用方法 , 该方法用一个功率表 (瓦特表 )测量对称三相三线
14
河北工业大学成人教育学院学报 2005年
考虑对称三相负载是 Y接和 △接两种情况 。 Y接对称三相负载时线相电流相等 ,重点考虑线相电压 关系 。 △对称三相接负载时线相电压相等 , 重点考虑线相电流关系 。图 2是 Y接负载线相电压的相量 图和 △接负载的线 、相电流的相量图 。
我国及世界其他国家均采用三相供电系统 ,而三相电路是产生 、传输 、分配及消耗电能的载体 ,其功 率的计算与测量非常重要 。熟练掌握三相电路功率的计算和测量方法是对电气类专业学生的基本要 求 。本文介绍三相电路功率的计算 、测量和实验设计 。
1 三相电路的功率及其计算
1. 1 正弦稳态电路的功率 正弦稳态电路的功率有瞬时功率 p、有功功率 P、无功功率 Q、视在功率 S 和复功率 S。电压 u和电
proteus软件三相交流电路电流电压及功率的测量
proteus软件三相交流电路电流电压及功率的测量
在Proteus软件中,测量三相交流电路的电流、电压和功率可以通过添加电表模块来实现。
具体步骤如下：
1. 打开Proteus软件,创建一个新的电路图。
2. 从左侧工具栏中选择电表工具,并将电表模块拖动到电路图中。
3. 右键单击电表模块,选择电表属性并设置电表类型为“交流电表”或“三相交流电表”。
4. 连接电表模块和所需测量的电路元件或电源。
如图所示,连接三个电压表和三个电流表,以测量每个相位的电压和电流。
5. 运行电路图,并在电表模块上查看所测量的电流、电压和功率。
可以通过双击电表模块打开电表窗口进行更详细的测量。
需要注意的是,Proteus软件只是一个电路仿真工具,测量结果可能与实际情况存在误差。
因此,建议在实际电路中进行精确的测量。
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。
三相交流电路及其功率测量实验报告
三相交流电路及其功率测量实验报告一、实验目的1、深入理解三相交流电路的基本原理和特性。
2、掌握三相电源和负载的连接方式。
3、学会使用功率表测量三相电路的有功功率、无功功率和视在功率。
二、实验原理三相交流电路是由三个频率相同、幅值相等、相位互差 120°的正弦交流电源供电的电路。
在三相电路中，电源和负载的连接方式有星形（Y 形）和三角形（△形）两种。
在星形连接中，三相电源的三个末端连接在一起形成一个中性点，三相负载的一端分别连接到电源的三个相线，另一端连接在一起接到中性点。
在三角形连接中，三相电源的三个相线分别与三相负载依次首尾相连，构成一个闭合回路。
三相电路的功率包括有功功率、无功功率和视在功率。
有功功率是电路中实际消耗的功率，无功功率是用于交换的功率，视在功率是电压和电流的乘积。
三、实验设备1、三相交流电源2、三相负载箱（包括星形和三角形连接的电阻、电感和电容负载）3、功率表4、电压表5、电流表6、导线若干四、实验内容与步骤1、三相电源的星形连接将三相交流电源的三个相线分别连接到负载箱的三个输入端，将负载箱设置为星形连接。
接通电源，使用电压表测量三相电源的线电压和相电压，使用电流表测量线电流和相电流，并记录数据。
2、三相电源的三角形连接将三相交流电源的三个相线与负载箱进行三角形连接。
接通电源，再次测量线电压、相电压、线电流和相电流，并记录数据。
3、功率测量在星形和三角形连接的情况下，分别使用功率表测量三相电路的有功功率、无功功率和视在功率，并记录数据。
五、实验数据记录与处理1、三相电源星形连接时的测量数据｜测量项目｜数值｜｜｜｜｜线电压（V）｜ UAB ＝＿____, UBC ＝＿____, UCA ＝＿____ ｜｜相电压（V）｜ UA ＝＿____, UB ＝＿____, UC ＝＿____ ｜｜线电流（A）｜ IA ＝＿____, IB ＝＿____, IC ＝＿____ ｜｜相电流（A）｜ IAN ＝＿____, IBN ＝＿____, ICN ＝＿____ ｜｜有功功率（W）｜ P ＝＿____ ｜｜无功功率（Var）｜ Q ＝＿____ ｜｜视在功率（VA）｜ S ＝＿____ ｜2、三相电源三角形连接时的测量数据｜测量项目｜数值｜｜｜｜｜线电压（V）｜ UAB ＝＿____, UBC ＝＿____, UCA ＝＿____ ｜｜相电压（V）｜ UA ＝＿____, UB ＝＿____, UC ＝＿____ ｜｜线电流（A）｜ IA ＝＿____, IB ＝＿____, IC ＝＿____ ｜｜相电流（A）｜ IAB ＝＿____, IBC ＝＿____, ICA ＝＿____ ｜｜有功功率（W）｜ P ＝＿____ ｜｜无功功率（Var）｜ Q ＝＿____ ｜｜视在功率（VA）｜ S ＝＿____ ｜根据测量数据，计算三相电路的功率因数：功率因数＝有功功率／视在功率六、实验结果分析1、比较星形连接和三角形连接时的线电压、相电压、线电流和相电流的关系。
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三相交流功率的测量
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Y o接法），可用一只功率表测量各相的有功功率P A、P B、P C，则三相负载的总有功功率ΣP＝P A＋P B＋P C。
这就是一瓦特表法，如图9-1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。
图9-1 图 9-2
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。
测量线路如图9-2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端子调换（不能调换电压线圈端子），其读数应记为负值。
而三相总功率∑P=P1+P2（P1、P2本身不含任何意义）。
除图9 -2的I A、U AC与I B、U BC接法外，还有I B、U AB与I C、U AC以及I A、U AB与I C、U BC两种接法。
3. 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，测试原
理线路如图9-3所示。
图示功率表读数的倍，即为
对称三相电路总的无功功率。
除了
此图给出的一种连接法（I U、U VW）
外，还有另外两种连接法，即接成图 9-3
（I V、U UW）或（I W、U UV）。
三、实验设备
四、实验内容
1. 用一瓦特表法测定三相对称Y0接以及不对称Y0接负载的总功率ΣP。
实验按图9-4线路接线。
线路中的电流表和电压表用以监视该相的电流和电压，不要超过功率表电压和电流的量程。
图 9-4
经指导教师检查后，接通三相电源，调节调压器输出，使输出线电压为220V，按表9-1的要求进行测量及计算。
首先将三只表按图9-4接入B相进行测量，然后分别将三只表换接到A相和C相，再进行测量。
2. 用二瓦特表法测定三相负载的总功率
(1) 按图9-5接线，将三相灯组负载接成Y形接法。
图 9-5
经指导教师检查后，接通三相电源，调节调压器的输出线电压为220V，按表9-2的内容进行测量。
(2) 将三相灯组负载改成△形接法，重复(1)的测量步骤，数据记入表9-2中。
表
（3）将两只瓦特表依次按另外两种接法接入线路，重复（1）、（2）的测量。
（表格自拟。
）
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
（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
ΣQ，记入表9-3。
（2）分别按ＩV、U UW和ＩW、ＵUV接法，重复（１）的测量，并比较各自的ΣＱ值。
计算值
ΣＱ＝
）
Ｑ
五、实验注意事项
1. 每次实验完毕，均需将三相调压器旋柄调回零位。
每次改变接线，均需断开三相电源，以确保人身安全。
六、预习思考题
1. 复习二瓦特表法测量三相电路有功功率的原理。
2. 复习一瓦特表法测量三相对称负载无功功率的原理。
3. 测量功率时为什么在线路中通常都接有电流表和电压表？
七、实验报告
1. 完成数据表格中的各项测量和计算任务。
比较一瓦特表和二瓦特表法的测量结果。
2. 总结、分析三相电路功率测量的方法与结果。
3. 心得体会及其他。