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实验目的 实验原理 实验仪器 实验步骤 实验报告 实验现象 实验结果分析 实验相关知识 实验标准报告
三相电路功率测量 实验目的 实验原理 实验仪器 实验步骤 实验报告 实验现象 实验结果分析 实验相关知识 实验标准报告
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实验目的 学习、掌握用三瓦计法和二瓦计法测量三相电路的有功功率。 了解上述两种方法在不同情况下的实用价值。
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实验原理 三瓦计法测量功率电路 三相四线制电路的总功率，通常用三只功率表测量功率。其接线如图5.11.1所示，分别测出A、B、C各相的有功功率相加而得到，即
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图 三瓦计法测量功率电路
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二瓦计法测量功率电路 在三相三线制电路中，通常用二只功率表测量功 率。其接线如图5.11.2所示。功率表W1和W2的读数 分别为P1和P2。三相电路的总功率等于 P1与 P2 的代 数和。
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图 二瓦计法测量功率电路
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其中， 是 和 的相位差角， 是 和 的相位差角。当负载为感性或容性时， 角有可 能大于 ，则功率表的读数为负值。
其中， 是 和 的相位差角， 是 和 的相位差角。当负载为感性或容性时， 角有可 能大于 ，则功率表的读数为负值。 二瓦计法测量三相电路的功率时，单只功率表 的读数无物理意义。当负载为对称的星形连接时， 由于中线中无电流流过，所以也可用二瓦计法测量 功率。但是二瓦计法不适用于不对称三相四线制电 路。
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实验仪器 电工实验台 1台 单相功率表 3只 三相电路实验板 1块
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电工实验台
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单相功率表
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三相电路实验板
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实验步骤 用白炽灯作为负载，按图5.11.1接线。即在三相 四线制星形连接时分别用三瓦计法和二瓦计法测量
负载功率，计算总功率并将实验数据填入表5.11.1内 按图5.11.1接线。在三相三线制和三相四线制两 种不同星形连接时，其中A相为4uF的电容、B相和C 相为2只串联的40W白炽灯。分别用三瓦计法和二瓦 计法测量功率并所测得的数据加以比较后，计算总 功率填入表5.11.1内。
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在三相三线制星形连接时，A相为断路、B相和C
相为2只串联的40W白炽灯时，分别用三瓦计法和二 瓦计法测量功率，计算总功率并将实验数据填入表 5.11.1内。 用白炽灯作为负载，接成三角形连接，分别用三 瓦计法和二瓦计法测量负载功率。计算总功率并将实 验数据填入表5.11.1内。 按图5.11.2接线。将负载接成三角形连接（负载 AB为4uF电容、负载BC和我，负载CA为2只串联的
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40W白炽灯），分别用三瓦计法和二瓦计法测量负
载功率，计算总功率并将实验数据填入表5.11.1内。 按图5.11.2接线。将负载接成三角形连接（AB相 为断路、BC相和CA相为2只串联的40W白炽灯）， 分别用三瓦计法和二瓦计法测量负载功率，计算总 功率并将实验数据填入表5.11.1内。
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表5.11.1三相电路功率测量 功率单位：瓦特 PA PB PC P总 P1 P2 测量 负载 三瓦计 二瓦计 星形三线制对称
表5.11.1三相电路功率测量 功率单位：瓦特 测量 负载 三瓦计 二瓦计 PA PB PC P总 P1 P2 星形三线制对称 星形三线制（A：4μF） 星形四线制（A：4 μ F） 星形三线制（A：断路） 星形三线制（A：短路） 三角形对称负载 三角形（AB： μ F） 三角形（AB：断路）
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实验报告要求 将测量所得数据进行分析比较，分析误差原 因。
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实验现象 当三相对称负载星形或三角形连接时，三瓦计 法测量所得的总功率与二瓦计法测量所得的总 功率基本相等。
三相四线制不对称连接时，三瓦计法测量所得 的总功率与二瓦计法测量所得的总功率不等。 因为此时中线有电流通过，不能用二瓦计法测 量电路的总功率。
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三相三线制不对称负载星形或三角形连接时，
三瓦计法测量所得的总功率与二瓦计法测量所 得的总功率基本。
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实验结果分析 三瓦计法测量功率会不会出现负值？为什么？ 答：三瓦计法测量功率时，每个功率表的读数为每
相负载的有功功率， 。由于-90°< < 90°，所以功率不会出现负值。
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二瓦计法测量功率在什么情况下会出现负值？为什么？
答：二瓦计法测量功率时，其任一一个功率表的读数无物理意义。若以C相为公共相时， 当负载为感性负载或容性负载时，其相位角大于 ° ，功率出现负值
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实验相关知识 预习知识及要求 相关知识点 注意事项
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预习知识及要求 预习三瓦计、二瓦计法测量功率的工作原理及其所含的物理意义。 预习三瓦计、二瓦计法的测量方法和适用电路。
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相关知识点 对称三相电路中的功率 三相电路功率的测量
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注意事项 测量时，严禁用身体的任何部位接触带电的金属裸露部分。
严禁带电改接线路，改接线中时应断开电源，如电路中有电容负载，应在断开电源后，将电容放电。 如使用手动量程测量时，应注意量程，切勿超过量程以免损坏电表。 测量功率时，功率表的电流线圈与电压线圈的＊
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端应用导线短接。 测量电流时，先开启电源，后将电流插头插入电流插座。以免因电源短路或电容的冲击电流过大造成电表损坏。
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实验标准报告 一、实验目的 学习、掌握用三瓦计法和二瓦计法测量三相电路的有功功率。 了解上述两种方法在不同情况下的实用价值。
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二、实验内容 分别用三瓦计法和二瓦计法测量以下三相负载联接时的有功功率 三相四线制对称星形联接。 三相三线制不对称星形联接（A相为A相为4μF电容） 三相四线制不对称星形联接（A相为4μF电容） 三相三线制不对称星形联接（A相为断路） 三相三线制对称三角形联接
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三相三线制不对称三角形联接（AB相为4μF电容）
三、实验用仪器、设备 电工实验工作台 1台 单相功率表 3只 三相电路实验板 1块
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四、实验用详细电路图 三相负载星形联接
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2．三相负载三角形联接
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五、实验有关原理及原始计算数据，所应用的公式
三相四线制电路的总功率可通过用三只功率表 （三瓦计法）分别测出A、B、C各相的有功功率相 加而得到，即P=PA+PB+PC。当负载对称时，各相功 率相等，因此可以只测任一相功率，再乘以三便可 得到总功率。
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在三相三线制电路中，无论负载对称或不对称，
通常只用两只功率表来测量总功率。功率表W1和W2 的读数分别为P1和P2。可以证明总功率 P=P1+P2=UAC IAcos(UACIA)+UBCIB cos (UBCIB) =PA+PB+PC 式中PA、PB、PC分别为负载等效星形连接时各相功 率。功率表W1和W2读数的代数和等于负载消耗的总 功率。单只功率表的读数无意义。若功率表的指针反 转，可把功率表电流线圈两端的接线对换，但这时功 率表的读数应取负值。
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因为对称四线制电路的中线内没有电流流过，
所以二瓦计法仍然可以采用，但二瓦计法不适用于 不对称四线制电路。 对称三相电路中，两个功率表的读数分别为 P1=UAC IAcos(UACIA)= UAC IAcos(30˚-Ф) P2= UBCIB cos(UBCIB)= UBCIB cos(30˚+Ф) 其中，Ф为相电流滞后于相电压的相位角，即 负载阻抗角。由上述分析可知： 当负载为纯电阻时，cosФ=0，P1、P2>0
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当负载的功率因数cosФ>0.5时，P1、P2读数不
等，但都为正 当负载的功率因数cosФ<0.5时，P1、P2读数不 等，且有一个为负值 当负载的功率因数cosФ=0.5时，P1、P2必有一 个为零，一个为正
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六、实验数据记录 三瓦计法 二瓦计法 PA / W PB / W PC / W P1 / W P2 / W Y-Y（对称） 28.45
28.06 27.76 41.93 42.03 Y-Y （A=4uf） 0.83 75.47 32.84 52.97 55.31 Y-Y （A相开路） 0.01 22.75 22.49 45.54 Y-Yo （A=4uF） 0.95 28.19 28.22 -60.6 Y- ∆ 对称 62.7 62.99 64.19 95.55 94.03 Y- ∆（AB相电容） 0.93 61.88 65.46 -116 245.9 Y- ∆（A相开路） 64.13 64.6 63.16
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七、实验结果分析 三瓦法 二瓦法 PA + PB + PC / W P1 + P2 / W Y-Y（对称） 84.27 83.96
Y-Y （A=4uf） 109.14 108.28 Y-Y （A相开路） 45.25 45.54 Y-Yo（ A=4uf） 57.36 －18.67 Y- ∆ （对称） 189.88 189.58 Y- ∆（A相电容 ） 128.27 129.9 Y- ∆（A相开路） 126.84 127.76
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八、实验结果分析 实验数据表明：在三相四线制不对称联接不能 用二瓦计法测量三相电路总功率。通常情况下，在 三相四线制联接时采用三瓦计法测量电路总功率， 三相三线制联接时采用二计法测量电路总功率。
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