1、第 3 章 電氣測(cè)量技術(shù) 3.1 電氣測(cè)量技術(shù)實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ)3.2 電氣測(cè)量技術(shù)實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)1 電感線圈參數(shù)的測(cè)量實(shí)訓(xùn)2 三相負(fù)載的連接及測(cè)量實(shí)訓(xùn)3 交流法測(cè)量變壓器組別 3.1 電氣測(cè)量技術(shù)實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ) 3.1.1 電阻與電感元件串聯(lián)的交流電路電阻與電感元件串聯(lián)的交流電路如圖3-1所示, 電路的各元件通過同一電流, 電流與各個(gè)電壓的參考方向如圖3-1所示, 電路分析如下。 圖 3-1 電阻與電感元件串聯(lián)的交流電路(a) 電路圖； (b) 相量圖 根據(jù)基爾霍夫電壓定律可列出: (3-1) 設(shè)電流i=Imsint為參考正弦量, 則電阻元件上的電壓uR與電流同相,即 uR=RIm sint=URmsint 電感

2、元件上的電壓uL=ImL sin(t+90)=ULmsin(t+90) 在上列各式中： 同頻率的正弦量相加, 所得出的仍為同頻率的正弦量。 所以電源電壓為 u=uR+uL=Um sin(t+) 其幅值為Um, 與電流i之間的相位差為。 其幅值為Um,與電流i之間的相位差為。 利用相量圖來(lái)求幅值Um(或有效值U)和相位差最為簡(jiǎn)便。 如圖3-1所示,如果將電壓uR, uL用相量uR、uL表示, 則相量相加即可得出電源電壓u的相量U。由電壓相量U、UR及UL所組成的直角三角形, 稱為電壓三角形。 利用這個(gè)電壓三角形, 可求得電源電壓的有效值, 即 所以 (3-2) 由上式可見,這種電路中電壓與電流的

3、有效值之比為。它的單位是歐姆(), 具有對(duì)電流起阻礙作用的性質(zhì), 稱它為電路的阻抗模, 用|Z|代表, 即 可見|Z|、R、XL三者之間的關(guān)系也可用一個(gè)直角三角形阻抗三角形來(lái)表示。由于電阻元件上要消耗電能,從電壓三角形可得出U cos=UR=RI,因此可得正弦交流電路中有功功率P為 P=URI=RI2=UI cos 式中, cos稱為功率因數(shù)。 3.1.2 負(fù)載為星形連接和三角形連接的三相電路1. 三相電路的連接三相電路中, 負(fù)載的連接方式有星形連接和三角形連接兩種。 星形連接時(shí)根據(jù)需要可以采用三相三線制或三相四線制供電, 三角形連接時(shí)只能用三相三線制供電。三相電路的電源和負(fù)載有對(duì)稱和不對(duì)稱兩

4、種情況。在實(shí)訓(xùn)中將研究三相電源對(duì)稱、 負(fù)載作星形和三角形連接時(shí)的電路工作情況。 1) 三相負(fù)載的星形連接三相負(fù)載星形連接的三相電路, 可分為三相三線制(沒有中性線的)和三相四線制(有中性線的), 分別如圖3-2、 圖3-3所示。三相負(fù)載不對(duì)稱,必須使用中線,否則會(huì)造成各相負(fù)載電壓不平衡。有中性線時(shí),不論負(fù)載對(duì)稱與否, 都可保證各相負(fù)載電壓恒等于電源相電壓, 故三相三線制一定用于對(duì)稱負(fù)載。 對(duì)于不對(duì)稱負(fù)載, 只能用三相四線制。 圖 3-2 負(fù)載星形連接的三相三線制電路 圖 3-3 負(fù)載星形連接的三相四線制電路 (1) 三相負(fù)載對(duì)稱。如圖3-4所示為三相負(fù)載對(duì)稱的情況, 當(dāng)接于三相對(duì)稱電源時(shí)有如下

5、關(guān)系: 相電流等于相應(yīng)的線電流,即Ip=Il; 線電壓是相電壓的倍,即; 有中性線時(shí), 中性線電流IN=0。 圖 3-4 三相負(fù)載對(duì)稱 (2) 三相負(fù)載不對(duì)稱。 如圖3-5所示為三相負(fù)載不對(duì)稱的情況, 當(dāng)接于三相對(duì)稱電源時(shí)有如下關(guān)系: 相電流等于相應(yīng)的線電流, 即Ip=Il; 線電壓不等于相電壓的倍; 有中性線時(shí), 中性線電流IN不等于0。 圖 3-5 三相負(fù)載不對(duì)稱 2) 三相負(fù)載的三角形連接三相負(fù)載首尾相連, 再將三相連接點(diǎn)與三相電源端線U、 V、W相接, 即構(gòu)成負(fù)載三角形連接的三相三線制電路, 如圖3-6所示。 圖 3-6 三相負(fù)載的三角形連接 (1) 三相負(fù)載對(duì)稱。對(duì)于三相負(fù)載對(duì)稱的情

6、況,當(dāng)接于三相對(duì)稱電源時(shí)有如下關(guān)系: 相電壓等于相應(yīng)的線電壓, 即Up=Ul; 線電流是相電流的倍,即。 (2) 三相負(fù)載不對(duì)稱。對(duì)于三相負(fù)載不對(duì)稱的情況, 當(dāng)接于三相對(duì)稱電源時(shí)有如下關(guān)系: 相電壓等于相應(yīng)的線電壓,即Up=Ul; 線電流不等于相電流的倍。 在對(duì)稱三相電路中, 根據(jù)理論分析可知: 在星形連接時(shí), 其線電壓Ul與相電壓Up之間的數(shù)量關(guān)系為; 在三角形連接時(shí), 其線電流Il與相電流Ip之間的數(shù)量關(guān)系為。 在負(fù)載不對(duì)稱的三相電路中, 都采用三相四線制。 因?yàn)? 不對(duì)稱的三相負(fù)載連接成星形又不接中性線時(shí), 各相電壓不對(duì)稱, 嚴(yán)重時(shí)會(huì)使負(fù)載的工作狀態(tài)不正常。 所以, 在不對(duì)稱三相電路中,

7、 中性線有其重要作用, 它強(qiáng)迫保證各相負(fù)載電壓對(duì)稱, 并且使各相負(fù)載間互不影響。 2. 三相電路的功率根據(jù)電動(dòng)系統(tǒng)單相功率表的基本原理, 在測(cè)量交流電路中負(fù)載所消耗的功率時(shí), 其讀數(shù)P決定于式: P=UIcos, 其中, U為功率表電壓線圈所跨接的電壓, I為流過功率表電流線圈的電流, 為電壓和電流之間的相位差角。 單相功率表也可以用來(lái)測(cè)量三相電路的功率,只是各功率表應(yīng)采用適當(dāng)?shù)慕臃ā?三相負(fù)載所吸收的功率等于各相負(fù)載功率之和, 在對(duì)稱三相電路中, 因各相負(fù)載所吸收的功率相等, 故用一只功率表測(cè)出任一相的功率后, 三倍即得三相負(fù)載的功率; 在不對(duì)稱三相電路中, 各相負(fù)載功率不等, 可用一只功率

8、表分別測(cè)出各相功率, 然后相加即得三相負(fù)載的總功率。 這種測(cè)量方法, 稱為三瓦計(jì)法, 其接線如圖3-7所示。 在三相三線制電路中, 不論對(duì)稱與否, 可使用兩只功率表來(lái)測(cè)量三相功率。其接線如圖3-8所示。 兩只功率表的電流線圈分別接入任意兩條端線中(圖示為U、W線,它們的電壓線圈的非對(duì)應(yīng)端(即無(wú)星號(hào)“*”端)共同接到第三條端線上(圖示為V線)。 可以看出,在這種測(cè)量方法中, 功率表的接線與負(fù)載及電源的連接方式無(wú)關(guān)。這時(shí),兩只功率表讀數(shù)的代數(shù)和等于待測(cè)的三相功率, 這種測(cè)量方法稱為二瓦計(jì)法。如果按上述規(guī)定接線, 功率表的指針作反向偏轉(zhuǎn)時(shí), 應(yīng)把功率表電流線圈的接頭對(duì)調(diào)(電流插板翻面),并把讀數(shù)記作

9、負(fù)值。用二瓦計(jì)法測(cè)量三相功率時(shí)應(yīng)注意, 每一只功率表的讀數(shù)與負(fù)載不存在對(duì)應(yīng)關(guān)系(即沒有任何實(shí)際意義)。 圖 3-7 三瓦計(jì)法測(cè)功率 圖 3-8 兩瓦計(jì)法測(cè)三相功率 3.1.3 三相變壓器的連接組別1. 一次側(cè)、 二次側(cè)繞組的極性變壓器除了能夠改變電壓外,還能改變一次側(cè)和二次側(cè)電壓的相位關(guān)系。交流電雖然沒有正極、負(fù)極之分,但根據(jù)變壓器一、二次繞組中某一瞬時(shí)電流方向是否相同, 也可用極性來(lái)表示。 單相變壓器的一、二次側(cè)繞組由一個(gè)共同的主磁通相連, 當(dāng)隨時(shí)間變化時(shí), 在一、二次側(cè)繞組中都會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。 在某一瞬間, 當(dāng)一次側(cè)繞組的端頭為正(高電位)時(shí), 二次繞組中也一定有一個(gè)端頭對(duì)應(yīng)是正(高電位)的

10、, 這相應(yīng)的兩個(gè)端頭, 就叫同極性端或同名端(圖上用“”或“*”表示出來(lái)), 如圖3-9所示。 圖 3-9 單相變壓器線圈的極性及表示方法 2. 三相變壓器的連接組別三相變壓器中有六個(gè)繞組, 其中與三相電源相連接的三個(gè)繞組為一次側(cè)繞組,其首端分別以1U1(A)、 1V1(B)、 1W1(C), 末端以1U2(X)、1V2(Y)、1W2(Z)來(lái)表示,而與這三個(gè)一次側(cè)繞組相應(yīng)的另外三個(gè)繞組為二次側(cè)繞組, 其首端和末端分別以2U1(a)、 2V1(b)、 2W1(c)和2U2(x)、 2V2(y)、 2W2(z)來(lái)表示, 如圖3-10所示。 圖 3-10 三相變壓器 1) 三相變壓器的連接在三相變壓

11、器中,三個(gè)一次側(cè)繞組與三相交流電源的連接有兩種接法, 即星形(Y形)和三形(形),如圖311(a)和(b)所示。 當(dāng)為形連接, 首端1U1、1V1、1W1為引出端時(shí),將三相末端1U2、 1V2、1W2連接在一起成為中性點(diǎn), 若要把中性點(diǎn)引出, 則以“N”標(biāo)志,接線方式用YN表示。同樣, 三個(gè)二次側(cè)繞組的連接方式也應(yīng)當(dāng)有這兩種接法。三相變壓器一、二次側(cè)繞組都可用星形或三角形連接, 用星形連接時(shí),中性點(diǎn)可引出, 也可不引出, 這樣一、二次側(cè)繞組可有如下的組合:/或/YN、/或YN/、/或/YN、/等連接方式。 圖 3-11 三個(gè)線圈的聯(lián)接(a) 星形連接； (b) 三角形連接 2) 時(shí)鐘表示法 上

12、述那些組合符號(hào)不足以完全說(shuō)明一、二次側(cè)繞組連接關(guān)系的全部情況, 還必須用時(shí)鐘來(lái)說(shuō)明一、二次繞組間電勢(shì)的相位關(guān)系。 時(shí)鐘盤上有兩個(gè)指針,12個(gè)字碼,分成12格, 每格代表一點(diǎn)鐘,一個(gè)圓周的角度是360, 故每格就是30。 例如12點(diǎn)與3點(diǎn)之間順時(shí)針相差303=90。所有的角度都以12點(diǎn)為準(zhǔn), 以短針順時(shí)針的方向來(lái)計(jì)算,例如12點(diǎn)和11點(diǎn)之間應(yīng)是3011=330,而不是30; 反過來(lái), 時(shí)針向前轉(zhuǎn)了270, 那必定指示27030=9點(diǎn), 如果向前轉(zhuǎn)了30,那就指示為1點(diǎn)。變壓器的連接組別就是用時(shí)針的表示方法來(lái)說(shuō)明一、二次側(cè)線電壓的相位關(guān)系。 三相變壓器的一次繞組和二次繞組由于接線方式的不同, 線電

13、壓間有一定的相位差。以一次線電壓作長(zhǎng)針(即分針), 把它固定在12點(diǎn)上, 二次側(cè)相應(yīng)線電壓相量作為短針(即時(shí)針), 如果它們相隔330,則二次側(cè)線電壓相量必定落在330/30=11點(diǎn), 如圖3-12所示。如果相差180, 那么二次側(cè)線電壓相量必定落在6點(diǎn)上,也就是說(shuō)這一組三相變壓器接線組別屬于6點(diǎn)。 圖 3-12 時(shí)鐘圖 3) /連接在圖3-13(a)中,一、二次側(cè)繞組不僅都是連接, 而且一次側(cè)和二次側(cè)都以同極性端作為首端, 因此從相量圖上可以看出，一、二次側(cè)的電勢(shì)是同相位, 所以應(yīng)標(biāo)記為“12”, 即把這種連接標(biāo)記為/-12連接組或用(y, y0)表示。 在圖3-13(b)中， 一、 二次側(cè)

14、的極性不同, 因此從相量圖上可以看出，一、二次側(cè)的電勢(shì)有的相位差, 所以應(yīng)標(biāo)記為“6”, 即這種連接法稱為/-6連接組或用(y, y6)表示。 圖 3-13 三相變壓器/連接 (a) Y/Y-12; (b) Y/Y-6 4) /連接在圖3-14(a)中將一次側(cè)接成而二次側(cè)接成, 一、 二次側(cè)繞組都以同極性端作為首端, 此連接法為/-11連接組或用(y, d11)表示。 圖3-14(b)中的接法為/-1連接組或用(y, d1)表示。 圖 3-14 三相變壓器/連接 (a) Y/-11; (b) /Y-1 三相變壓器有很多連接組別, 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)變壓器的接線組別有三種: (1) /YN-12(y, y

15、N0), 一般用于容量不大的配電變壓器和變電所內(nèi)小變壓器中。 (2) /-11(y, d11)用于中等容量, 電壓為10 kV或35 kV電網(wǎng)及電廠中的廠用變壓器中。 (3) YN/-11(yN, d11)一般用于110 kV及以上電力系統(tǒng)中。 3.2 電氣測(cè)量技術(shù)實(shí)訓(xùn) 電氣測(cè)量技術(shù)也是中級(jí)電工必須掌握的一項(xiàng)基本技能, 所以, 本書選取了三個(gè)典型的實(shí)訓(xùn), 旨在通過實(shí)訓(xùn), 達(dá)到以下目的: 一是掌握電氣測(cè)量的基本方法及常用測(cè)量?jī)x表的使用; 二是掌握供電系統(tǒng)中中性線的作用; 三是掌握三相變壓器組別的測(cè)試。 實(shí)訓(xùn)1 電感線圈參數(shù)的測(cè)量(試卷編號(hào): 2301) (一) 技能鑒定評(píng)分表考核項(xiàng)目: 電感線圈

16、參數(shù)的測(cè)量姓名:_準(zhǔn)考證號(hào):_考核日期:_年_月_日考核時(shí)間定額: 150分鐘 開考時(shí)間:_時(shí)_分交卷時(shí)間:_時(shí)_分監(jiān)考人: _ 評(píng)卷人: _ 得分: _ 考核說(shuō)明: (1) 由鑒定所提供功率表、單臂電橋、 15W/220V燈泡及20W鐵心鎮(zhèn)流器。(2) 考試時(shí)間一到, 所有考生必須停止操作, 上交試卷, 已接完線的考生等候考評(píng)員通知進(jìn)場(chǎng)， 給予一次通電機(jī)會(huì)(已通電兩次的除外)。(3) 在考評(píng)中因扣分易引起爭(zhēng)議的項(xiàng)目, 考評(píng)員應(yīng)在扣分欄中寫明原因。 (4) 此題占總分的1/3。 (二) 考核要求(1) 直流電阻的測(cè)量: 15分。 將測(cè)量結(jié)果填入表3-1中。 用萬(wàn)用表測(cè)電感線圈及燈泡的直流電阻:

17、 5分(正確得5分; 誤差超過30%不得分)。 用單臂電橋測(cè)電感線圈的直流電阻: 10分(測(cè)量正確得10分; 不會(huì)操作或操作錯(cuò)誤不得分)。 表3-1 直流電阻的測(cè)量(由考評(píng)員抽查并簽名有效) (2) 線路連接: 25分(按圖3-15連接正確得25分)。 圖 3-15 接線原理圖 (3) 測(cè)量電路的U、I、P的值: 10分。 將測(cè)量值記入表3-2中。 表3-2 電路的U、 I、 P的測(cè)量(由考評(píng)員抽查并簽名有效) (4) 列出計(jì)算電感的公式: 20分(公式規(guī)范每個(gè)得5分; 公式不規(guī)范不得分)。(5) 計(jì)算電感值: 20分。計(jì)算結(jié)果填入表3-2中(結(jié)果對(duì)且有計(jì)算過程得20分; 結(jié)果對(duì)但無(wú)計(jì)算過程得

18、5分; 結(jié)果不對(duì)但有計(jì)算過程得8分)。(6) 計(jì)算功率因數(shù): 10分。計(jì)算結(jié)果填入表3-2中(結(jié)果對(duì)且有計(jì)算過程得10分; 結(jié)果對(duì)但無(wú)計(jì)算過程得2分; 結(jié)果不對(duì)但有計(jì)算過程得3分)。 (7) 安全文明操作: 違反安全文明操作， 由考評(píng)員視情況扣分, 所有在場(chǎng)的考評(píng)員簽名有效(有作弊等違反考場(chǎng)紀(jì)律行為的，按考場(chǎng)規(guī)定執(zhí)行; 未將考核設(shè)備復(fù)位及清理現(xiàn)場(chǎng)的， 扣除20分; 未歸還考試工具、儀表、圖紙的，扣除50分;造成主要設(shè)備損壞的，該項(xiàng)目記0分)。 圖 3-15 接線原理圖 (三) 實(shí)訓(xùn)目的(1) 掌握萬(wàn)用表、 單臂電橋的使用方法。 (2) 掌握功率表的接線及使用方法。 (3) 掌握電感參數(shù)的測(cè)量原

19、理。 (四) 實(shí)訓(xùn)器材功率表(電壓量程為150 V、 300 V、 600 V, 電流量程為0.5 A、 1 A) 1個(gè)電壓表(量程為450V) 1個(gè)電流表(量程為300mA) 1個(gè)燈泡(15W/220V) 1個(gè)電感線圈(選擇20W的鎮(zhèn)流器) 1個(gè)單臂電橋 1塊萬(wàn)用表 1個(gè)實(shí)訓(xùn)板 1塊導(dǎo)線 若干 (五) 元件介紹1. 單臂電橋其特點(diǎn)是測(cè)量精度高、范圍大,適用于測(cè)量1 10 左右的中阻值電阻。 1) 工作原理直流單臂電橋簡(jiǎn)稱電橋(又叫惠斯登電橋), 它的特點(diǎn)是測(cè)量準(zhǔn)確度高, 其基本工作原理如圖3-16所示。 圖 3-16 電橋的原理圖 圖3-16中被測(cè)電阻Rx與已知標(biāo)準(zhǔn)電阻R2、R3和R4連成四

20、邊形的橋式電路,四條支路ac、cb、bd、da分別稱為橋臂。當(dāng)電源接通后,調(diào)節(jié)電橋的一個(gè)或幾個(gè)臂的電阻,使檢流計(jì)的指針指示為零, 即達(dá)到電橋平衡。 電橋平衡時(shí), Icd=0, 即c點(diǎn)和d點(diǎn)的電位相等, 則 Uac=Uad, 即IxRx=I4R4Ucb=Ubd, 即I2R2=I3R3 (3-5)(3-6) 公式(3-5)除以公式(3-6), 得 由于Icd=0, 因此Ix=I2, I4=I3, 代入上式得 (3-7) 式(3-7)中,R2/R3稱為電橋的比率, 其比值R2/R3常配成各種固定的比例, 構(gòu)成儀表上的比率臂(又叫倍率盤, 分為0.001、 0.01、0.1、1、10、100、1000

21、共七擋)。R4稱為比較電阻,構(gòu)成儀表上的比較臂(共有1、10、100、1000四個(gè)可調(diào)旋鈕), 一般為可調(diào)電阻。在測(cè)量時(shí), 可根據(jù)被測(cè)電阻的粗測(cè)值, 選擇適當(dāng)?shù)谋堵蕮? 然后調(diào)節(jié)比較臂旋鈕,使電橋平衡,則比較臂的數(shù)值乘以倍率檔的倍數(shù), 就是被測(cè)電阻的電阻值。 2) 面板介紹單臂電橋的面板如圖3-17所示(以QJ23a型為例)。 圖 3-17 單臂電橋面板圖 3) 操作步驟(1) 用萬(wàn)用表粗測(cè)被測(cè)電阻,以便正確選擇單臂電橋的倍率檔(表盒蓋上或底部有選擇范圍)。 (2) 選擇單臂電橋的電源和檢流計(jì)(即內(nèi)接還是外接), 并確認(rèn)其處于完好狀態(tài)。 (3) 調(diào)節(jié)檢流計(jì)調(diào)零旋鈕, 使檢流計(jì)指零, 然后把被測(cè)

22、電阻接到“RX”兩端。 (4) 根據(jù)粗測(cè)電阻值, 先把1000的比較臂旋鈕置于相應(yīng)的數(shù)字上, 然后選擇適當(dāng)?shù)谋堵蕮酢?(5) 按照感性電阻的測(cè)量順序, 先按“B”, 然后點(diǎn)動(dòng)“G”, 看表針是否打向“-”(或“+”)的一邊, 此時(shí)應(yīng)減少(或增加)千位或百位比較臂上的數(shù)值, 使表針偏“-”或“+”, 且不打表針, 然后分別鎖住B、G按鈕, 逐步增加(或減少)百位、十位、個(gè)位或千位比較臂上的數(shù)值, 使檢流計(jì)逐漸指零, 讀出比較臂從千位到個(gè)位的數(shù)字, 再乘以倍率值, 即為精測(cè)電阻值。 例如，比較臂數(shù)字為3125,倍率盤為0.001,則電阻為3.125 。 (6) 測(cè)量完畢后, 應(yīng)按照先放開“G”再放

23、開“B”的順序操作, 以防止電感放電損壞檢流計(jì)。 注意: 測(cè)量時(shí)如果檢流計(jì)指針指不到零位, 可能是倍率擋選錯(cuò)。 2. 功率表(1) 工作原理。功率表大多采用電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu), 電動(dòng)系功率表與電動(dòng)系電流表、電壓表的不同之處為: 定圈(即電流線圈)和動(dòng)圈(即電壓線圈)不是串聯(lián)起來(lái)構(gòu)成一條支路,而是分別將定圈與負(fù)載串聯(lián),將動(dòng)圈與負(fù)載并聯(lián)的。由于儀表指針的偏轉(zhuǎn)角度與負(fù)載電流和電壓的乘積成正比, 故可測(cè)量負(fù)載的功率。 (2) 表盤介紹。功率表的表盤如圖3-18所示。電流線圈有兩個(gè), 可以接成串聯(lián)(量程為0.5 A), 也可接成并聯(lián)(量程為1 A), 如圖3-19所示。 圖 3-18 功率表的表盤圖 圖 3

24、-19 電流線圈連接圖(a) 串聯(lián)接法； (b) 并聯(lián)接法 (3) 正確選擇量程。選擇瓦特表的量程, 實(shí)際上是要正確選擇瓦特表的電流和電壓量程, 務(wù)必使電流量程能允許通過負(fù)載電流, 電壓量程能承受負(fù)載電壓。 (4) 正確接線。瓦特表的偏轉(zhuǎn)方向, 是由通入電流線圈和電壓線圈的電流方向來(lái)決定的, 如改變其中一個(gè)線圈的電流方向, 指針就反轉(zhuǎn)(此時(shí)可調(diào)節(jié)極性調(diào)整旋鈕)。為了使瓦特表在電路中不致接錯(cuò), 通常在電流線圈和電壓線圈的一個(gè)端鈕上標(biāo)有“*”, 叫做電源端鈕, 接線時(shí)必須使電流線圈和電壓線圈的電源端鈕都接到同一極性的位置,以保證兩個(gè)線圈的電流都從標(biāo)有*號(hào)的電源端鈕流入。并使電壓線圈與負(fù)載并聯(lián), 使

25、電流線圈與負(fù)載串聯(lián)。 (5) 正確讀數(shù)。在多量程瓦特表的面板上, 一般只刻有一條標(biāo)度尺。 因此在使用時(shí)必須先求出選用的電壓和電流的乘積與滿標(biāo)值的比值, 即C=UcIc/m(式中, Uc為電壓量程,Ic為電流量程, m為表盤滿刻度的分格數(shù)), 再根據(jù)系數(shù)C和功率表指示格數(shù),算出實(shí)際功率P=C格數(shù), 即得到負(fù)載的有功功率(單位為W)。例如,選擇電壓量程300V,電流量程0.5A,則C=300V0.5A/150格=1W/每格。 (六) 原理分析該實(shí)訓(xùn)通過功率表、電壓表、電流表分別測(cè)量負(fù)載(燈泡和電感線圈)的功率、電壓、電流, 然后通過計(jì)算, 得出電路的功率因數(shù)和電感線圈的電感參數(shù)。 (七) 實(shí)訓(xùn)步驟

26、(1) 用萬(wàn)用表歐姆擋粗測(cè)燈泡、 電感線圈的直流電阻, 填入表3-1中。 (2) 用單臂電橋精測(cè)電感線圈的直流電阻, 填入表3-1中。 (3) 根據(jù)圖3-15連接電路。 將功率表電壓線圈與電流線圈標(biāo)有“*”號(hào)的端連接在一起, 接入電流表。 將電流表的另一端與電壓表的一端連接后再接電源端。 將功率表電流線圈的出線端與負(fù)載相連。 將功率表電壓線圈出線端(300 V端)與電壓表另一端連接, 再與負(fù)載另一端連接后接到電源另一端(即公共回路)。 (4) 計(jì)算每格瓦數(shù)： 根據(jù)功率表所選擇的電壓量程和電流量程, 按下列公式計(jì)算: C=UNIN/am(W/格) 式中, am為表盤滿刻度的分格數(shù)。 根據(jù)系數(shù)C和

27、功率表指示格數(shù), 算出實(shí)際功率P=C格數(shù)。例如，選擇電壓量程250V, 電流量程0.5A, C=250V0.5 A/125格=1W/每格。 (5) 通電測(cè)量, 讀取電流表、 電壓表及功率表的讀數(shù)。 (6) 電感量及功率因數(shù)的計(jì)算。根據(jù)三表所測(cè)得的數(shù)據(jù)(I、U、P), 由下列公式計(jì)算: Z=U/I() R=P/I2() L=XL/2f=XL/314() cos=P/UI (八) 注意事項(xiàng)(1) 電路經(jīng)過檢查無(wú)誤后, 方可通電試驗(yàn)。 (2) 單臂電橋必須按照感性電阻測(cè)量的操作方法操作, 即先按“B”, 再按“G”, 測(cè)量完后的操作與前面的相反。 (3) 電橋使用完后, 應(yīng)將其置于“外接”處。 (九

28、) 分析思考(1) 用單臂電橋測(cè)量電感電阻時(shí), 為什么要先按電源按鈕, 再按檢流計(jì)按鈕？而斷開時(shí), 要先斷檢流計(jì), 后斷開電源？(2) 功率表選擇電壓、 電流量程有什么作用？(3) 功率表能否超過電壓、 電流量程？ 為什么？ 怎樣處理超量程的情況？ 實(shí)訓(xùn)2 三相負(fù)載的連接及測(cè)量(試卷編號(hào): 2303) (一) 技能鑒定評(píng)分表考核項(xiàng)目: 三相負(fù)載的連接及測(cè)量姓名:_準(zhǔn)考證號(hào):_考核日期:_年_月_日考核時(shí)間定額: 150分鐘 開考時(shí)間:_時(shí)_分 交卷時(shí)間:_時(shí)_分監(jiān)考人: _ 評(píng)卷人: _ 得分: _ 考核說(shuō)明: (1) 由鑒定所提供功率表、電流表和220 V燈泡。(2) 考試時(shí)間一到, 所有考

29、生必須停止操作, 上交試卷, 已接完線的考生等候考評(píng)員通知進(jìn)場(chǎng)，給予一次通電機(jī)會(huì)(已通電兩次的除外)。(3) 在考評(píng)中因扣分易引起爭(zhēng)議的項(xiàng)目, 考評(píng)員應(yīng)在扣分欄中寫明原因。(4) 此題占總分的1/3。 (二) 考核要求(1) 三相四線電路的連接(見圖3-20)與測(cè)量: 40分(注: 不接功率表)。 對(duì)稱負(fù)載的測(cè)量: 20分。 斷開時(shí), 按表3-3的要求測(cè)量并將結(jié)果填入表中。 不對(duì)稱負(fù)載的測(cè)量: 20分。合上時(shí), 按表3-3的要求測(cè)量并將結(jié)果填入表中。 圖 3-20 星形連接負(fù)載 (2) 三相三線電路的連接(見圖3-20)與測(cè)量: 40分(不接功率表)。 對(duì)稱負(fù)載的測(cè)量: 20分。 斷開時(shí), 按

30、表3-3的要求測(cè)量并將結(jié)果填入表中。 不對(duì)稱負(fù)載的測(cè)量: 20分。合上時(shí), 按表3-3的要求測(cè)量并將結(jié)果填入表中。 表3-3 三相負(fù)載的測(cè)量(每空2.5分) (3) 對(duì)稱電路功率的測(cè)量: 20分。 星形對(duì)稱電路, 有中線時(shí)和無(wú)中線時(shí), 用一表法測(cè)三相電路的功率, 所測(cè)數(shù)據(jù)填入表3-4中。 表3-4 三相電路功率的測(cè)量(每空5分) () 安全文明操作: 違反安全文明操作, 由考評(píng)員視情況扣分,所有在場(chǎng)的考評(píng)員簽名有效(有作弊等違反考場(chǎng)紀(jì)律行為的，按考場(chǎng)規(guī)定執(zhí)行; 未將考核設(shè)備復(fù)位及清理現(xiàn)場(chǎng)的， 扣除20分; 未歸還考試工具、儀表、圖紙的，扣除50分;造成主要設(shè)備損壞的， 該項(xiàng)目記0分)。 (三)

31、 實(shí)訓(xùn)目的(1) 掌握低壓供電系統(tǒng)中中性線的作用。 (2) 掌握無(wú)中性線時(shí), 負(fù)載不平衡的嚴(yán)重后果。 (3) 掌握單相功率和三相功率的測(cè)量。 (4) 掌握低壓供電系統(tǒng)中相電流、 線電流、 相電壓、 線電壓的測(cè)量。 (四) 實(shí)訓(xùn)器材功率表(電壓量程為150 V、 300 V、 600 V, 電流量程為0.5 A、 1 A) 1個(gè)萬(wàn)用表 1個(gè)燈泡(60 W或100 W, 220 V) 7個(gè)熔斷器 3個(gè)實(shí)訓(xùn)板 1塊導(dǎo)線 若干 (五) 原理分析(1) 三相負(fù)載有兩種連接方式, 即三角形連接和星形連接, 本次實(shí)訓(xùn)只討論星形連接的負(fù)載情況(如圖3-20所示)。在負(fù)載對(duì)稱和不對(duì)稱情況下, 通過測(cè)量各相負(fù)載的

32、電壓、電流,來(lái)說(shuō)明中性線的作用。 (2) 當(dāng)各相負(fù)載的阻抗大小相同時(shí), 三相負(fù)載是對(duì)稱平衡的。此時(shí),無(wú)論有無(wú)中線(即中線不起作用), 各相負(fù)載所承受的電壓都相等,各相電流對(duì)稱,中線電流為零,各相負(fù)載都能正常工作, 是理想的三相電路。 (3) 當(dāng)各相負(fù)載的阻抗大小不相同時(shí), 三相負(fù)載是不對(duì)稱的。在有中線的情況下,即三相四線制電路中, 由于三相電源的相電壓是對(duì)稱的, 因此每相負(fù)載所承受的電壓仍為電源的相電壓,也是對(duì)稱的。但是, 經(jīng)過負(fù)載的電流(即相電流)等于線電流, 負(fù)載不對(duì)稱, 各相負(fù)載電流的大小就不同, 應(yīng)按單相電路的計(jì)算方法, 分別對(duì)每相進(jìn)行計(jì)算。此時(shí)，各相負(fù)載所承受的電壓相等,都能正常工作

33、, 只是各相電流不對(duì)稱, 中線電流不為零。 在三相四線制中若負(fù)載不對(duì)稱, 則中線電流不為零, 若忽略中線阻抗, 而認(rèn)為中線上無(wú)壓降, 則負(fù)載端電壓是對(duì)稱的。若中線斷了, 此時(shí)中線電流無(wú)法通過, 會(huì)強(qiáng)迫負(fù)載改變?cè)瓉?lái)的工作狀態(tài), 這樣使負(fù)載某一相(或兩相)的電壓升高, 而使另兩相(或一相)的電壓降低(如圖3-21所示)。圖 3-21 三相電路相量圖 對(duì)于低壓配電系統(tǒng)來(lái)講,負(fù)載對(duì)稱是特殊情況, 而負(fù)載不對(duì)稱則是一般情況,所以中線是很重要的。中線的作用是在三相不對(duì)稱負(fù)載星形連接中,使三相負(fù)載成為互不影響的獨(dú)立回路, 無(wú)論負(fù)載有無(wú)變動(dòng),每相負(fù)載所承受的都是電源相電壓, 從而保證負(fù)載能正常工作。為避免中線

34、斷開, 需采用機(jī)械強(qiáng)度較高的導(dǎo)線作中線, 并且中線上不允許安裝熔斷器及開關(guān)。因?yàn)橐坏┤蹟嗥魅蹟? 中線的作用就失去了。此外,在安裝和設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡量考慮三相負(fù)載平衡。因?yàn)槿嘭?fù)載嚴(yán)重不平衡時(shí), 會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)較大的中線電流, 使在中線上產(chǎn)生較大的阻抗壓降而不能被忽略,從而導(dǎo)致三相負(fù)載的電壓不對(duì)稱而不能正常工作。 (4) 用一只單相功率表測(cè)量三相電路的功率, 當(dāng)三相負(fù)載對(duì)稱時(shí), 可在任一相上裝一只單相功率表, 即功率表的電流線圈串聯(lián)在該相上, 電壓線圈接在電流線圈所在線與中線(N)之間, 這樣, 其讀數(shù)的三倍即為三相功率。 (5) 如果電壓線圈接在兩相之間, 即測(cè)的是線功率, 則其讀數(shù)的兩倍即為三相功

35、率。 (六) 實(shí)訓(xùn)步驟(1) 按圖3-20將三相星形負(fù)載及功率表連接好, 檢查無(wú)誤后, 接入三相四線電源。 (2) 記錄功率表的讀數(shù)并計(jì)算三相功率。 (3) 退出功率表, 按表3-3的要求, 測(cè)量電路的各項(xiàng)數(shù)據(jù), 并填入表3-3中。 (4) 數(shù)據(jù)分析。通過對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可得出如下結(jié)論: Uuv四組線電壓數(shù)據(jù)相同。 在有中線(包括對(duì)稱與不對(duì)稱)和無(wú)中線對(duì)稱時(shí), UuN、 UvN、UwN三個(gè)相電壓皆相同。 無(wú)中線且負(fù)載不對(duì)稱時(shí),UuN與UvN、UwN的相電壓不相等。 無(wú)中線且負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，UNN不為零，有中線(包括對(duì)稱與不對(duì)稱)或無(wú)中線且負(fù)載對(duì)稱時(shí)，UNN為零。 負(fù)載對(duì)稱時(shí)(不管有無(wú)中線),

36、 Iu、Iv電流相等。 負(fù)載不對(duì)稱時(shí)(不管有無(wú)中線),Iu、Iv電流不相等。 有中線且負(fù)載不對(duì)稱時(shí)IN不為零, 有中線且負(fù)載對(duì)稱時(shí)IN為0A,無(wú)中線時(shí)就無(wú)IN可言。 測(cè)Pu時(shí), 功率表應(yīng)選擇250 V(或300 V)電壓量程, 0.5 A電流量程, 指示值每格1 W。 測(cè)Puv時(shí), 功率表應(yīng)選擇500 V(或600 V)電壓量程, 0.5 A電流量程, 指示值每格2 W。 (七) 注意事項(xiàng)(1) 電路通有三相電壓, 應(yīng)注意安全用電。 (2) 功率表接線時(shí), 應(yīng)注意相電壓和線電壓的量程不同及重新計(jì)算每格瓦數(shù)。 (3) 測(cè)量時(shí)正確選擇萬(wàn)用表量程和電流表量程。 (4) 負(fù)載對(duì)稱時(shí), 要使三相負(fù)載的電

37、阻相等。 (5) 要盡量避免功率表、 電流表對(duì)電路的影響。 (八) 分析思考(1) 三相四線制供電系統(tǒng)中, 零線斷開會(huì)給用戶家用電器造成什么樣的后果？(2) 為什么測(cè)量Puv功率時(shí)要改變功率表的電壓量程？(3) 實(shí)訓(xùn)中, 為什么每相負(fù)載要用兩個(gè)燈泡串聯(lián)？ 實(shí)訓(xùn)3 交流法測(cè)量變壓器組別 (一) 技能鑒定評(píng)分表考核項(xiàng)目: 交流法測(cè)量變壓器組別姓名:_準(zhǔn)考證號(hào):_考核日期:_年_月_日考核時(shí)間定額:150分鐘 開考時(shí)間:_時(shí)_分 交卷時(shí)間:_時(shí)_分監(jiān)考人: _ 評(píng)卷人: _ 得分: _ 考核說(shuō)明: (1) 考試時(shí)間一到, 所有考生必須停止操作, 上交試卷, 已接完線的考生等候考評(píng)員通知進(jìn)場(chǎng), 給予一

38、次通電機(jī)會(huì)(已通電兩次的除外)。(2) 在考評(píng)中因扣分易引起爭(zhēng)議的項(xiàng)目, 考評(píng)員應(yīng)在扣分欄中寫明原因。(3) 此題占總分的1/3。 (二) 考核要求(1) 高、 低壓繞組的判別: 6分(考生必須將結(jié)果填入表3-5中)。 表3-5 高、 低壓繞組(每空1分) (2) 同相繞組及中間相繞組的判別: 12分(考生必須將結(jié)果填入表3-6中)。 表3-6 同相繞組及中間相繞組(中間相正確得6分, 同相正確得6分) (3) 同相繞組同名端的判別: 6分(考生必須將結(jié)果填入表3-7中)。 表3-7 同相繞組同名端(每空2分) (4) 高壓繞組同名端的判別: 9分(考生必須將結(jié)果填入表3-8中)。 表3-8

39、高壓繞組同名端(每空3分)(5) 各相繞組同名端的判別: 12分(考生必須將結(jié)果填入表3-9中)。 表3-9 各相繞組同名端(每空1分)(6) 畫出組別連接的相量圖: 25分(組別連接圖正確得12分; 相量圖正確得13分)。在Y/Y-12、 /Y-11、 Y/-5中由考評(píng)員現(xiàn)場(chǎng)指定一種。(7) 連接組別驗(yàn)證: 30分(考評(píng)員抽查驗(yàn)證: 變壓器連接正確得10分; 正確寫出關(guān)系式得10分; 驗(yàn)證正確得10分)。 按指定組別接線, 在高壓側(cè)通入100 V的相電壓, 連接Uu(Aa)兩點(diǎn), 測(cè)出Nu、Nv、 Nw或Vu(Ba)、Vv(Bb)、 Vw(Bc)間電壓, 并寫出判別結(jié)果。 (8) 安全文明操

40、作: 違反安全文明操作，由考評(píng)員視情況扣分, 所有在場(chǎng)的考評(píng)員簽名有效(有作弊等違反考場(chǎng)紀(jì)律行為的，按考場(chǎng)規(guī)定執(zhí)行; 未將考核設(shè)備復(fù)位及清理現(xiàn)場(chǎng)的，扣除20分; 未歸還考試工具、儀表、 圖紙的扣除50分; 造成主要設(shè)備損壞的， 該項(xiàng)目記0分)。 (三) 實(shí)訓(xùn)目的(1) 能用萬(wàn)用表判別變壓器的高低壓繞組。 (2) 掌握變壓器高低壓同相繞組及中間相繞組的判別方法。 (3) 掌握變壓器同相繞組、 高壓側(cè)繞組同名端的判別方法。 (4) 能正確畫出變壓器的接線圖、 相量圖并能通電驗(yàn)證。 (四) 實(shí)訓(xùn)器材三相實(shí)訓(xùn)變壓器 1臺(tái)三相調(diào)壓器 1臺(tái)萬(wàn)用表 1個(gè)導(dǎo)線 若干(五) 原理分析變壓器是利用電磁感應(yīng)原理制成

41、的, 能將輸入的交流電壓升高或降低為同頻率的輸出電壓。對(duì)于一個(gè)已知的降壓變壓器, 它具有如下的性質(zhì): (1) 高壓繞組的電阻大, 低壓繞組的電阻小。 (2) 在一個(gè)高壓繞組兩端加交流電壓時(shí), 其對(duì)應(yīng)的低壓繞組兩端的電壓最高。 (3) 在高壓繞組的中間相(即B相)加電壓時(shí), 有Ua=Uc=Ub/2。 (4) 同相繞組同名端相連時(shí)(見圖3-22(a), 其合成的總的電動(dòng)勢(shì)減少,即UXx=UAX-Uax;同相繞組異名端相連時(shí)(見圖3 22(b), 其合成的總的電動(dòng)勢(shì)增加,即UAx=UAX+Uax。 (5) 不同相繞組同名端相連時(shí)(見圖3-22(c),其合成的總的電動(dòng)勢(shì)減少,即UBC=UBY-UCZ;

42、 同相繞組異名端相連時(shí)(見圖322(d), 其合成的總的電動(dòng)勢(shì)增加, 即UBZ=UBY+UCZ。 圖 3-22 繞組的不同連接與電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系圖 (六) 實(shí)訓(xùn)步驟1. 高低壓繞組的判別用萬(wàn)用表測(cè)出各繞組的電阻, 電阻大的為高壓繞組, 電阻小的為低壓繞組, 并做好標(biāo)記。 2. 同相繞組的判別在任意一個(gè)高壓繞組兩端加一交流安全電壓, 分別測(cè)量3個(gè)低壓繞組兩端的電壓, 電壓最高的一組與所加電壓的高壓繞組為同相繞組(經(jīng)判別, 假設(shè)1、2與7、8,3、4與9、10,5、6與11、12為同相繞組)。 3. 中間相繞組的判別當(dāng)在高壓繞組某一相加電壓時(shí), 測(cè)得另兩個(gè)高壓繞組的電壓相等(或測(cè)量低壓繞組時(shí), 有兩個(gè)

43、低壓繞組電壓相等, 且為另外一個(gè)低壓繞組電壓的一半), 則該相即為中間相繞組(經(jīng)判別, 假設(shè)9、 10, 3、 4為中間相)。 4. 同相繞組同名端的判別將同相的高、低壓繞組的一端連接起來(lái)(1、8), 在高壓側(cè)加12 V交流電壓,測(cè)量高、低壓繞組的另兩端(2、7)及高壓繞組兩端電壓(U1), 如圖3-23(a)所示。若U2、7U7、8=12 V, 則1與8為異名端; 或U2U1, 則1與8為異名端。 若U2、7U7、8=12 V, 則1與8為同名端; 或U2U1, 則1與8為同名端。 5. 高壓側(cè)繞組同名端判別將兩個(gè)高壓繞組的一端連接起來(lái)(8、 10), 在另一高壓繞組(11、 12)加12V

44、交流電壓, 測(cè)量連接的兩高壓繞組兩端(7、 8, 9、 10)的電壓及未連兩端(7、9)的電壓, 如圖323(b)所示。 若U7、9=U7、8-U9、10, 則8與10為同名端。若U7、9=U7、8U9、10, 則8與10為異名端。 圖 3-23 繞組同名端判別圖(a) 同相繞組同名端的判別圖; (b) 高壓側(cè)繞組同名端的判別圖 6. 各相繞組同名端確定由上述確定的高壓繞組的同名端(設(shè)為8、 10、 12)和同相繞組的同名端(設(shè)為2、8, 3、9, 6、 11), 可確定各相繞組同名端(則8、 2、 10、 4、 12、 5為同名端, 同時(shí), 7、 1、 9、 3、 11也為同名端)。 7. 畫連接組別圖(1) Y/Y-12, 如圖3-24所示。 畫變壓器高低壓的6個(gè)繞組, 如圖3-24(a)所示。 在6個(gè)繞組上標(biāo)上端子號(hào)和同名端, 如圖3-24(b)所示。 按照同名端出線、