無功電能表的工作原理和接線方式第1頁，共25頁。無功電能表的工作原理和接線方式第2頁，共25頁。國家對(duì)電力用戶實(shí)行了依據(jù)功率因數(shù)的高低調(diào)整電費(fèi)的辦法，以鼓勵(lì)用戶采取措施，提高功率因數(shù)。如果負(fù)載功率因數(shù)低，意味著無功功率增加，則將產(chǎn)生下列后果：（1）發(fā)、供電設(shè)備的容量不能充分利用。當(dāng)發(fā)、供電設(shè)備的容量一定時(shí)，在額定電壓和額定電流下，負(fù)載的功率因數(shù)越低，則發(fā)、供電設(shè)備發(fā)出的有功功率減少，無功功率增大，發(fā)、供電設(shè)備的容量就不能充分利用。第3頁，共25頁。

（2）增加輸電線路損耗和電壓降。從公式得到，當(dāng)負(fù)載的功率P和電壓U確定后，則

第4頁，共25頁。

通過電壓表、電流表和功率表的指示值，可以計(jì)算出功率因數(shù)，或用功率因數(shù)表進(jìn)行監(jiān)視，但是這只能測量到某一時(shí)刻功率因數(shù)的瞬時(shí)值，而用戶的功率因數(shù)是隨著有功負(fù)載和無功負(fù)載的變化而變化的。為了測量用戶在一個(gè)月的平均功率因數(shù)，規(guī)定以用戶在一個(gè)月內(nèi)有功和無功負(fù)載的累積量來計(jì)算，它等于第5頁，共25頁。無功功率：三相電路的無功功率：三相電壓對(duì)稱時(shí)：三相電路對(duì)稱時(shí)：無功功率公式第6頁，共25頁。無功電能表正確計(jì)量無功的條件復(fù)習(xí)電磁驅(qū)動(dòng)力矩的公式：三相電路對(duì)稱時(shí)：所以，無功電能表正確計(jì)量無功的條件：1：電流元件產(chǎn)生的磁通正比于電流2：電壓元件產(chǎn)生的磁通正比于電壓3：ψ=φ第7頁，共25頁。無功電能表的分類1、正弦型無功電能表目前較少采用2、跨相90°無功電能表利用有功表采用不同接線方式可以測量無功3、60°無功電能表多采用第8頁，共25頁。一：正弦型無功電能表負(fù)荷電流I不變，電能表阻抗不變，改變R2，就能改變I1和I2大小和方向，從而改變電流工作磁通φI和I的夾角αI。（上圖向量分析忽略電流元件的各種損耗）1：有功電能表電流線圈并電阻第9頁，共25頁。2：有功電能表電壓線圈串電阻電源電壓U不變，電能表阻抗不變，改變RU，就能改變UU和URU大小和方向，從而改變電壓工作磁通φU和U的夾角β。（上圖向量分析忽略電壓元件的各種損耗）第10頁，共25頁。3：正弦型單向無功電能表原理調(diào)整φU和φI的角度，使sinψ=sinφ（ψ=φ）第11頁，共25頁。4：正弦型單向無功電能表原理（電流反極性）調(diào)整φU和φI的角度，使ψ=φ180°型無功電度表：φ=0°時(shí)，接入電度表的兩磁通為180°第12頁，共25頁。5：正弦型單向無功電能表原理（電壓反極性）調(diào)整φU和φI的角度，使ψ=φ，180°型無功電度表：φ=0°時(shí)，接入電度表的兩磁通為180°第13頁，共25頁。6：正弦型單向無功電能表原理（容性負(fù)載）0°型無功電度表：φ=0°時(shí)，接入電度表的兩磁通為0°測量容性無功時(shí)，不必改變電壓或電流的極性。第14頁，共25頁。7：正弦型兩元件三相無功電能表實(shí)際上是兩只單相正弦型無功電能表的組合體第15頁，共25頁。8：正弦型三元件三相無功電能表三元件三相正弦型無功電能表實(shí)際上是三只單相正弦型無功電能表的組合體，其接線原則與三相四線有功電能表相同。正弦型無功電能表缺點(diǎn)：成本高，功耗大，準(zhǔn)確度難以提高。目前較少采用正弦型無功電能表優(yōu)點(diǎn)：適用范圍廣，單相和三相電路均可采用，三相電路電壓是否對(duì)稱、負(fù)載是否平衡均能正確計(jì)量。第16頁，共25頁。這種無功電能表的結(jié)構(gòu)與三相四線有功電能表完全相同，有三組電磁元件，區(qū)別在于內(nèi)部接線不同。用以測量電壓對(duì)稱的三相三線和三相四線電路中的無功電能。第一元件接入：第二元件接入：第三元件接入：二、跨相90°型無功電能表第17頁，共25頁。1：跨相90°型三相無功電能表原理接線和向量圖

每組電磁元件上的電壓線圈（如UBC）的相位滯后對(duì)應(yīng)電流線圈（如IA）所接相的電壓（如UA）相位90°。第18頁，共25頁。

A相電流，BC相電壓和他們夾角的余弦是有功功率的公式。所以，利用有功電能表可以測量A相無功電能，接線是A相電流，BC相電壓。但測量值要除以第19頁，共25頁。2：跨相90°型三相無功電能表各元件測量功率當(dāng)三相電壓對(duì)稱時(shí)：利用三元件三相有功電能表，測量無功，讀數(shù)除以或改造有功表，將電流或電壓線圈減少倍即可直接讀數(shù)第20頁，共25頁。3、跨相90°型三相無功電能表適用范圍：按跨相90°原理制成的三元件三相無功電能表，只在完全對(duì)稱或簡單不對(duì)稱的三相三線和三相四線電路中才能實(shí)現(xiàn)正確計(jì)量。第21頁，共25頁。這種無功電能表的結(jié)構(gòu)與三相三線有功電能表相似，區(qū)別在于電能表的內(nèi)相角?（u與Φu的相位差角）有功電能表的內(nèi)相角?為：β=φ+αI+ψ=900+αI(φ

+ψ=900)若аI=0則β=900

（正弦型無功電能表β=αI）無功電能表在電壓線圈中串接了一個(gè)電阻R，并加大電壓工作磁通磁路的空氣氣隙，來降低電壓線圈的感抗，從而使β減小，由有功表的β=900+аI，降到β=600+аI

若аI=0則β=600

三：60°型無功電能表原理第22頁，共25頁。1：兩元件60°型無功電能表接線及向量圖假設(shè)電流元件的損耗角為0，調(diào)節(jié)R，使φUBC滯后UB