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1、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 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。第1页/共26页 （2 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 P和电压U U确定后，则 第2页/共26页 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，但是这只能测量到某一时刻功率因数的瞬时值，而用户的
2、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 第3页/共26页无功功率：三相电路的无功功率：三相电压对称时：三相电路对称时：无功功率公式第4页/共26页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：=第5页/共26页无功电能表的分类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 多采用第6页/共26页一：
3、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第7页/共26页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）第8页/共26页3：正弦型单向无功电能表原理调整U和I的角度，使sin=sin（=）第9页/共26页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1
4、80 第10页/共26页5：正弦型单向无功电能表原理（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 第11页/共26页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。第12页/共26页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第13页/共26页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
5、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，三相电路电压是否对称、负载是否平衡均能正确计量。第14页/共26页 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。第一元件接入：第二元件接入：第三元件接入：二、跨相90型无功电能表第15页/共26页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。第16页/共26页 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
6、可以测量A相无功电能，接线是A相电流，BC相电压。但测量值要除以第17页/共26页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 倍即可直接读数第18页/共26页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。第19页/共26页 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 u的相位差角）有功电能表的内相角为：=+=+I I+=+=90900 0+I I (+=90+=9
7、00 0)若I I=0 =0 则=90=900 0 （正弦型无功电能表=I 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=90=900 0+I I ，降到=60=600 0+I I 若I I=0 =0 则=60=600 0 三：60 型无功电能表原理第20页/共26页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第21页/共26页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：驱动力矩第22页/共26页具体步骤见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）第23页/共26页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第24页/共26页 6060o o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。第25页/共26页感谢您的观看！第26页/共26页