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1、目的要求：掌握无功电能的计量方法 重 点：接线方式,课 题：无功电能表及无功电能的测量,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。,（2）增加输电线路损耗和电压降。从 公式得到，当负载的功率P和电压U确定后，则,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
2、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,无功功率：,三相电路的无功功率：,三相电压对称时：,三相电路对称时：,无功功率公式,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：,三相电路对称时：,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：=,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 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
3、用,一：正弦型无功电能表,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I和I的夹角I。（上图向量分析忽略电流元件的各种损耗）,1：有功电能表电流线圈并电阻,2：有功电能表电压线圈串电阻,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U和U的夹角。（上图向量分析忽略电压元件的各种损耗）,3：正弦型单向无功电能表原理,调整U和I的角度， 使sin=sin（ = ）,4：正弦型单向无功电能表原理（电流反极性）,调整U和I的角度，使= 180型无功电度表：=0 时，接入电度表的两磁通为180 ,5：正弦型单
4、向无功电能表原理（电压反极性）,调整U和I的角度，使=， 180型无功电度表：=0 时，接入电度表的两磁通为180 ,6：正弦型单向无功电能表原理（容性负载）,0型无功电度表：=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。,7：正弦型两元件三相无功电能表,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，其接线原则与三相四线有功电能表相同。,正弦型无功电能表缺点：成本高，功耗大，准确度难以提高。 目前较少采用,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
5、路电压是否对称、负载是否平衡均能正确计量。,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。,二、跨相90型无功电能表,1：跨相90型三相无功电能表原理接线和向量图,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。,A相电流，BC相电压和他们夹角的余弦是有功功率的公式。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,2：跨相90型三相无功电能表各元件测量功率,当三相电压对称时：,利用三元件三相有功电能表，测量
6、无功，读数除以 或改造有功表，将电流或电压线圈减少 倍即可直接读数,3、跨相90型三相无功电能表适用范围：,按跨相90原理制成的三元件三相无功电能表，只在完全对称或简单不对称的三相三线和三相四线电路中才能实现正确计量。,这种无功电能表的结构与三相三线有功电能表相似，区别在于电能表的内相角（u与u的相位差角）,有功电能表的内相角为 ： = +I+=900+I ( +=900 ) 若I=0 则=900 （正弦型无功电能表= I）,无功电能表在电压线圈中串接了一个电阻R，并加大电压工作磁通磁路的空气气隙，来降低电压线圈的感抗，从而使减小，由有功表的=900 +I ，降到=600 +I 若I=0 则=
7、600,三：60 型无功电能表原理,1：两元件60型无功电能表接线及向量图,假设电流元件的损耗角为0，调节R，使UBC 滞后UBC 60 ，UAC 滞后UAC 60 1=150 -A,电能表两组元件的驱动力矩分别为：,当三相电压对称时，电能表的总驱动力矩为：,2：驱动力矩,具体步骤见P105-106：可推得,适用范围是： 三相电压对称的三相三线电路 1：完全对称（电压电流对称）， 2：简单不对称（电压对称电流不对称）,3：三元件60型无功电能表,例如：其中一电磁元件接线IA和UB ，根据60相角原理，使UB滞后UB 60 ，则=180 -A,60o型无功电能表中，每个元件电压回路的电抗与电阻之间有下列关系,适用范围：三相电压对称的三相四线电路的无功电能。,