Ⅰ 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。
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。可见,此时的两表法是三表法的特例。当然,这里单个表的读数没有明确的物理意义。
上述四种三表法的接线的特点是每组接线中的三个表所接电压均以同一根线为参考点,即分别是共A, B, C 或N,而电流则分别是非参考线中的电流。功率表接线的极性端如图中所示。
(a) 共A接法
(b) 共B接法
(c) 共C接法
图2 三表法测三相四线制三相负载平均功率的另三种接线图
对于三相三线制系统(Y 接或Δ接),由于没有中线,故图1 所示的接法便不存在,图2中接在中线上的功率表也不存在。此时的接线方法将只有图3 所示的共A, 共B 和共C 三种接线方式。可见,此时功率的测量只能用两表法测量,每组接线中单个功率表的读数没有物理意义,两个表读数的代数和表示三相负载吸收的总平均功率。
以图3(c)共c 接法为例,两个表W AC WBC 和的读数分别为
如果是对称三相电路,式(2)可进一步简化为
式(3)中UL,IL 分别为线电压和线电流; ϕ为负载的阻抗角。
(a) 共A接法
(b) 共B 接法
(c) 共C 接法
图3 二表法测量三相三线制三相负载平均功率的测量接线图
图3(a)和(b)中的两个表的读数类似得到。三相三线制系统中的例外情况是Y 接时中点可以引出的情况。此时可以将功率表的公共点接在N 点,即仍可以用三表法测三相功率。三个表的读数仍分别表示对应相的负载功率。但此时实际上是相当于从负载中点引出一中线,对负载端而言,可将其归于三相四线制。
1.2 不对称三相电路的功率测量
不对称三相电路又可分为三相电源对称、负载不对称和电源、负载均不对称等情况。在本文的功率测量方法讨论中,它们并无差别。讨论仍分别从三相四线制和三相三线制两种情况讨论
(1)不对称三相四线制系统。其测量接线图仍分别有图1 和图2 四种接线方式。与对称三相电路不同的是,此时中电流 i N ≠0 ,所以,图2 中电流线圈接在中线上的功率表读数一般不为零。就是说,此时两表法不再成立,而必须用三表法测得三相负载的总功率。
以图2(c)共C 接线为例,三个功率表W AC ,W BC,W NC 的读数分别为
式(4)中的三个功率P AC , P BC,P NC 和的代数和即表示三相负载吸收的平均功率。证明如下。
瞬时功率
电流关系为
将式(6)代入式(5),得
式(7)两边在一个周期内取平均值,得
可见,用图2(c)的共C 接法的三表法同样可测出三相电路的总平均功率。同样可以证明图2(a)和(b)中的三个功率表读数的代数和是不对称三相电路的总平均功率。但图2 所示的三种接线中,单个表的读数无明确物理意义。
(2)不对称三相三线制(Y 接和Δ接)系统。其功率测量接线将只有图3 所示的三种两表法的接线方式。其读数的表达式仍如式(2)所示(共C 接法)。对称和不对称两种情况的不同之处是,在对称三相电路中,两表的读数表达式有式(3)所示的简单结果,而不对称时无此结果。
不对称三相三线制系统的例外情况依然是Y 接时中点可以引出的情况。此时可以将功率表的公共点接在N 点,即仍可以用三表法测三相功率。
Ⅱ 万用表怎样查三相电的漏电和短路
使用万用表检测三相电的漏电和短路需要按照以下步骤进行:
1.首先,将万用表接地。在三相电通电的情况下,将万用表的一个万用表笔连接地线,另一个万用表笔碰触要检测的三相电的任何一个电线。
2.检测短路。在万用表的Ohm档位中,做携将销源两个万用表笔分别碰触要检测的三相电的两个端子线。如果万用表的灯光亮起,说明电路处于短路状态。此时应及时关闭电源,排除故障后再通电。
3.检测漏电。在万用表的伏特档位中,将两个万用表笔分别碰触要检测的三相电的亏胡态两个端子线。如果万用表的示数为零,说明电路正常。如果有示数,说明电路存在漏电问题。此时需要检查电路中的电器设备或者电气接线是否出现问题。
需要注意的是,为了保证测试的安全和准确性,在操作前应对万用表进行正确的安装和使用方法。此外,三相电存在高压和高电流的危险,不熟悉电学知识的人不要随便进行检测,最好是请专业的电工或技术人员进行处理。
Ⅲ 三相电路功率的测量结论
有四种接线形式。
1、是单台电流互感器的接线形式。
只能反映单相电流的情况,适用于需要测量一相电流或三相负荷平衡,测量一相就可知道三相的情况,大部分接用电流表。
2、三相完全星形接线和三角形接线形式。
三相电流互感器能够及时准确了解三相负荷的变化情况,多用在变压器差动保护接线中。只使用三相完全星形接线的可在中性点直接接地系统中用于电能表的电流采集。
三相三继电器接线方式不仅能反应各种类型的相间短路,也能反应单相接地短路,所以这种接线方式用于中性点直接接地系统中作为相间短路保护和单相接地短路的保护。3、两相不完全星形接线形式。
在实际工作中用得最多。它节省了一台电流互感器,用A、C相的合成电流形成反相的B相电流。二相双继电器接线方式能反应相间短路,但不能完全反应单相接地短路,所以不能作单相接地保护。
4、两相差电流接线形式。
也仅用于三相三线制电路中,中性点不接地,也无中性线,这种接线的优点是不但节省一块电流互感器,而且也可以用一块继电器反映三相电路中的各种相间短路故障,亦即用最少的继电器完成三相过电流保护,节省投资。