功率因数及相序的测量

功率因数及相序的测量

一、实验目的
1. 掌握三相交流电路相序的测量方法。
2. 熟悉功率因数表的使用方法，了解负载性质对功率因数的影响。
3. 研究并联于感性负载两端的电容器对提高功率因数的作用。通过实验进一步理解提高功率因数的意义。
二、原理说明
图16-1 为相序指示器电路，用以测定三相电源的相序A、B、C（或U、V、W）。
它是由一个电容器和两个电灯联接成的星形不对称三相负载电路。如果电容器所接的是A 相，则灯光较亮的是B 相，较暗的是C 相。相序是相对的，任何一相均可作为A 相。但A 相确定后，B 相和C 相也就确定了。为了分析问题简单起见

电力系统中的大多数负载如电动机、日光灯等都是感性负载，功率因数都比较低，对电力系统的运行是不利的。一是使电源的容量得不到充分利用，二是降低了输电效率。也就是说负载有功功率一定时，功率因数低，则线路电流大、，输电线上的功率损耗就大。因此，从电力系统运行的角度考虑，总希望负载运行在功率因数高的情况，为此可以在感性负载两端并联适当的电容以提高功率因数。
本实验用日光灯作为负载，整个日光灯电路有灯管、镇流器和启动器组成，镇流器是
一带铁芯的线圈，因此日光灯是一个感性负载，其功率因数在0.5 以下。
三、实验设备

序号 名 称 型号与规格 数量备注
1 单相功率表
2 交流电压表 0～500V
3 交流电流表 0～5A
4 白灯灯组负载 15W/220V 3
5 电感线圈 30W镇流器 1
6 电容器 1μF，4.7μF

四、实验内容
1. 相序的测定
(1) 用 220V、15W 白炽灯和1μF/500V 电容器，按图16-1 接线，经三相调 图16-1压器接入线电压为220V 的三相交流电源，观察两只灯泡的亮、暗，判断三相交流电源的相序。
(2) 将电源线任意调换两相后再接入电路，观察两灯的明亮状态，判断三相交流电源的相序。
2. 电路功率(P)和功率因数（cosφ）的测定按图16-2 接线，按下表所述在A、B 间接入不同器件，记录cosφ 表及其它各表的读数，并分析负载性质。

说明：C 为4.7μF/500V，L 为30W 日光灯镇流器。
3. 功率因数的提高
（1）按图接好实验电路和仪表。

（3）加并联电容，找到总电流I 最小的一点，可近似看成谐振点。测量此时的数据。
（4）当C 小于谐振电容时，重复步骤3，测两组数。
（5）当C 大于谐振电容时，重复步骤3，测两组数。
每次应在U=220V 时测量，将结果记入表16-3 中。
表16-3（上面）
五、实验注意事项
每次改接线路都必须先断开电源。
六、预习思考题
根据电路理论，分析图16-1 检测相序的原理。
七、实验报告
1. 简述实验线路的相序检测原理。
2. 根据U、I、P 三表测定的数据，计算出cosφ，并与cosφ 表的读数比较，分析误差
原因。
3. 分析负载性质与cosφ 的关系。
4. 心得体会及其他。