单相功率表测量电气设备功耗值图解

附件2：单相智能电能表带载能力及通信模块功耗测试方法单相智能电能表带载能力及通信模块功耗测试方法一、测试依据Q/GDW 364《单相智能电能表技术规范》中4.5.1.1条款规定电压线路：在参比电压、参比温度和参比频率下，电能表电压线路的有功功率和视在功率在非通信状态下不应大于1.5W、10VA，在通信状态下不应大于3W、12VA。

Q/GDW 355《单相智能电能表型式规范》表E-1 电能表与通信模块弱电接口管脚定义说明：VDD电压直流5V±5%，电流50mA。

VCC电压范围：+12V～15V，输出功率1.5W，滤波电容放电时间常数不小于10倍工频周期，总容量不小于2200μF。

Q/GDW 379.4《电力用户用电信息采集系统技术规范第三部分：通信单元技术规范》5.2静态功耗：单相载波电能表用通信单元的静态功耗应不大于0.25W。

Q/GDW 379.4《电力用户用电信息采集系统技术规范第三部分：通信单元技术规范》5.2动态功耗：单相载波电能表用通信单元处于发送状态时，功耗增量应不大于1.5W。

二、测试方法1.电能表通信接口静态功耗测试忽略VCC电源静态功耗，仅对VDD电源进行静态功耗测试，接入0.25W/100Ω纯阻性负载，满足VDD接口输出功率大于0.25W且整机静态功耗小于1.5W的要求。

所需设备：电压表（优于0.05级）、电流表（优于0.05级）、功率表（优于0.05级）、测试工装。

2.电能表通信接口动态功耗测试VCC接入1.5W（96Ω～150Ω）可调纯阻性负载，分别调节可调负载为96Ω、120Ω、150Ω，VCC电压应能在11V～15V范围内，并能稳定提供1.5W功率输出。

同时，在VDD模拟电源接入0.25W/100Ω纯阻性负载。

长时间连续工作，满足整机动态功耗不大于3W的要求。

所需设备：电压表（优于0.05级）、电流表（优于0.05级）、功率表（优于0.05级）、测试工装。

3.通信模块静态功耗测试用直流电源为模块提供VDD数字电源和VCC模拟电源，测试静态工作电流，满足模块功耗小于0.25W的要求，试验中应考虑220V耦合电源部分的功耗。

单相电路参数测量及功率因数的提高一实验目的1．掌握单相功率表的使用。

2．了解日光灯电路的组成、工作原理和线路的连接。

3．研究日光灯电路中电压、电流相量之间的关系。

4．理解改善电路功率因数的意义并掌握其应用方法。

二实验原理1．日光灯电路的组成日光灯电路是一个RL串联电路，由灯管、镇流器、起辉器组成，如图3－1所示。

由于有感抗元件，功率因数较低，提高电路功率因数实验可以用日光灯电路来验证。

图3－1日光灯的组成电路灯管：内壁涂上一层荧光粉，灯管两端各有一个灯丝（由钨丝组成），用以发射电子，管内抽真空后充有一定的氩气与少量水银，当管内产生辉光放电时，发出可见光。

镇流器：是绕在硅钢片铁心上的电感线圈。

它有两个作用，一是在起动过程中，起辉器突然断开时，其两端感应出一个足以击穿管中气体的高电压，使灯管中气体电离而放电。

二是正常工作时，它相当于电感器，与日光灯管相串联产生一定的电压降，用以限制、稳定灯管的电流，故称为镇流器。

实验时，可以认为镇流器是由一个等效电阻R L和一个电感L串联组成。

起辉器：是一个充有氖气的玻璃泡，内有一对触片，一个是固定的静触片，一个是用双金属片制成的U形动触片。

动触片由两种热膨胀系数不同的金属制成，受热后，双金属片伸张与静触片接触，冷却时又分开。

所以起辉器的作用是使电路接通和自动断开，起一个自动开关作用。

2．日光灯点亮过程电源刚接通时，灯管内尚未产生辉光放电，起辉器的触片处在断开位置，此时电源电压通过镇流器和灯管两端的灯丝全部加在起辉器的二个触片上，起辉器的两触片之间的气隙被击穿，发生辉光放电，使动触片受热伸张而与静触片构成通路，于是电流流过镇流器和灯管两端的灯丝，使灯丝通电预热而发射热电子。

与此同时，由于起辉器中动、静触片接触后放电熄灭，双金属片因冷却复原而与静触片分离。

在断开瞬间镇流器感应出很高的自感电动势，它和电源电压串联加到灯管的两端，使灯管内水银蒸气电离产生弧光放电，并发射紫外线到灯管内壁，激发荧光粉发光，日光灯就点亮了。

６。

３电能表与功率表６.3.１电能表概述电能表是用来计量某一段时间内负载消耗电能多少的仪表,又称为“电度表”或“千瓦小时表＂.它不仅能反映负载消耗的功率大小,而且还能反映出电能随时间增长积累的总和,当电能表消耗了１ｋW·h的电能时,即消耗了１度电，也就是平时人们所说的“电表走了一个字”．1。

电能表分类根据电能表的用途、准确度等级、接线方式、付费方式、测量对象以及所接的电源性质和接入方式、付款方式的不同，测量用电能表又可分成以下不同的类别.(１）按其准确度等级一般分为3级、2级、１级、０。

5级等不同等级的电能表.(2)按照表的安装、接线方式又可分为直接接入式和间接接入式（经互感器接入式);其中，又有单相、三相三线、三相四线电能表之分。

（3）根据付款方式的不同还分为投币式、磁卡式(IC卡)等预付费电能表．预付费电能表就是一种用户必须先买电,然后才能用电的特殊电能表。

(４)根据测量对象的不同分为以下五种类型。

1）有功电能表。

测量电路的有功功率,其测量结果一般表示为Wp=UIcosφt。

2)无功电能表。

测量电路的无功功率,测量结果一般表示为ＷQ=UＩsｉnφt。

３)分时电能表。

内部装有多个计度器，计量不同时间段内交流有功或无功电能量的一种仪表，称为分时计度电能表,又称复费率或多费率电能表。

在我国分时电价一般分为峰、谷、平，即用电量在高峰、低谷、平常时分别执行不同电价.5)多功能电能表。

一种比分时计度电能表功能更多、数据传输功能更强的电能表。

多功能电能表是由测量单元和数据处理单元等组成，除计量有功(无功）电能量外,还具有分时计量、测量需量等两种以上功能，并能自动显示、存储和传输数据。

2。

电能表的型号和名称(1)电能表的规格和电气参数１）额定电压单相电度表的额定电压有220（2５0)V和3８0Ｖ两种，分别用于220V和３8０V的单相158电路中．三相电度表的额定电压有38０V、38０/22０V、1００Ｖ三种,分别用在三相三线制(或三相四线制的平衡负荷)、三相四线制的平衡或不平衡负荷以及通过电压互感器接入的高压供电系统中。

实验十二 三相电路功率的测量一、实验目的⒈ 学习用二瓦计法和三瓦计法测量三相电路的有功功率. ⒉ 了解测量对称三相电路无功功率的方法。

二、原理与说明⒈ 单相功率表根据电动系数单相功率表的基本原理，在测量交流电路中负载所消耗的功率(图12—1)时，其示值P 决定于下式：cos P UI ϕ=式中,U 为功率表电压线圈所跨接的电压；I 为流过功率表电流线圈的电流；ϕ为U 和I 之间的相位差角。

单相功率表也可以用来测量三相电路的功率，只 图12-1 是各功率表应采取适当的接法.⒉ 三相四线制电路功率的测量三相四线制电路中负载所消耗的总功率P 需用三只功率表分别测出A 、B 、C 各相负载的功率，然后相加,即A B C P P P P =++式中，A P 、B P 、C P 分别为A 、B 、C 相负载消耗的功率。

这种测量方法称为三瓦计法.若三相负载对称,则每相负载消耗功率相同,这时只需用一只功率表测量任一相的功率，将其示值乘以3 即为三相电路的总功 图12—2 率。

⒊ 三相三线制电路功率的测量在三相三线制电路中，通常用两只功率表测量三相功率，又称二瓦计法。

如图12—3所示，三相负载所消耗的总功率P 为两只功率表示值的代数和，即1212cos cos AC A BC B P P P U I U I ϕϕ=+=+A B C P P P =++A BC N WZI U的示值。

利用功率的瞬时值表达式,不难推出上述结论。

当负载对称时,两只功率表的读数分别为11cos cos(30)AC A AC A P U I U I ϕϕ==︒- 22cos cos(30)BC B BC B P U I U I ϕϕ==︒+P 1WA IB I CI图12—34．用二瓦计法测量三相功率时,应注意下列问题：⑴ 二瓦计法适用于对称或不对称的三相三线制电路。

而对于三相四线制电路一般不适用.⑵ 图12-3只是二瓦计法的一种接线方式。

功率因数表的显示图标解释功率因数表，就是用来测量用户用电设备所消耗的电力与用户输入电力的功率因数之间的关系。

功率因数表的显示图标：它是指在一定的用电条件下，表示一个用户的用电设备所消耗的电力与其负载所消耗的电力的功率因数之间的关系。

例如：图中a所示的两个用户（ a、 b）消耗同样多的电能， a的功率因数为0．5，则b的功率因数为0．8；反之，如果b 的功率因数为0，则a的功率因数就是0．1、表示供电系统的功率因数为0．5。

此时，就表明功率因数的变化是因为负载而引起的，说明负载较大，应增加负荷。

2、表示该用户线路功率因数≤0．5。

此时，表明用户的电压和功率因数是有偏差的，说明用户的电源输出的功率不足，应采取措施改善电压和降低功率因数。

3、表示用户的电压等级与电网电压不相符，此时，要检查用户的电源是否正常。

一般来讲，高压用户向变压器供电的用户，其电压会比电网电压要低一些。

对于这种情况，可以通过重新接线或安装分压器来解决问题。

而低压用户，主要是一些小型家庭，商店或作坊，它们一般是从居民住宅楼房的一户开关直接引电源，从中可以看到，这些用户的电源与电网是没有接线关系的。

这些用户如果想要达到供电部门规定的功率因数，只有加大用电量才行。

4、表示该用户当月的功率因数×60%至×100%之间。

此时，表明用户的功率因数超过了该地区的最高限制值，是很好的状态。

此时，建议用户要进行节电，争取使功率因数达到供电部门规定的功率因数。

5、表示用户当月的功率因数>0．9。

此时，表明用户的功率因数已经超过了该地区的最高限制值，但还不算太好。

这时用户要继续保持良好的用电习惯，否则功率因数仍然会下降。

5、表示用户当月的功率因数>0．9，且供电部门限定的最高限制值已经达到，即有了更大的余量，此时，要继续保持良好的用电习惯，否则功率因数仍然会下降。

6、表示用户当月的功率因数<0．9。

此时，表明用户的功率因数已经低于该地区的最低限制值，属于不合格。

单相功率表测量电气设备的功耗值图解
采用单相功率表测量电气设备的功耗值的接线示意图如图所示。

电流和电压表的接人及监测是为了保护功率表PW。

测量方法如下：
图单相功率表测量功耗值接线图
(1)将PV的量程开关置于300V挡。

(2)先将PA的量程开关置于电流最大挡，然后根据被测电流逐渐降至合适挡。

但在转换量程开关时，应断开SA1开关。

(3)根据PV和PA的量程确定PW的量程，并将其接入电路。

(4)闭合SA1，即可由PW读取相应的数值。

注意：应根据PA的指示值不断变换PW的量程。

上述测量线路的接法仅适用于测量电源阻抗较小的电气设备功耗值。

对于测量电源阻抗较大的电气设备功耗值，应采用功率表电压线圈前提的形式。