测量功率表的方法和步骤

功率表（曾称瓦特表），用W表示。功率表是测量某一时刻（瞬间）发、供、用电设备所发出、传送、消耗的电能（即功率）的指示仪表。

1.功率表的测量原理

（1）电动式功率表的工作原理

功率表大多由电动式测量机构组成。电动式功率表具有两组线圈：一组与负载串联，反映出流过负载的电流；另一组与负载并联，反映出负载两端的电压，所以正适于用来测量电功。电动式测量机构作为功率表时，定圈串联接入电路，通过定圈的电流就是负载电流，所以定圈又叫电流线圈。动圈与分压电阻R₂串联后并联到负载上，加到动圈支路两端的电压就是负载电压U₁因此动圈又称电压线圈。功率表的符号及原理电路如图4-41所示。

当工作于直流电路时，通过定圈的电流I₁即为负载电流，而通过动圈的电流为I₂=U/R₂，则仪表测量机构的偏转角为

式中 U——电压支路的端电压，近似为负载电压；

I——负载电流（即定圈支路电流I₁）；

R₂——电压支路总电阻；

K，K_P——比例系数。

图4-41 电动功率表

a）原理示意图 b）电路图

当工作于交流电路时，电流支路的电流和电压支路中的电流有相位角差，则在交流电路中仪表测量机构的偏转角为

由此可见，电动式功率表的偏转角与被测功率成正比。如果适当选择线圈的尺寸、形状和可动部分的起始位置，使系数K_P为常数，则电动式功率表可获得接近完全均匀的标尺刻度。

（2）多量限功率表

功率表通常做成多量限的，一般有两个电流量限、两个或三个电压量限。

电流的两个量限是由电流线圈两个完全相同的绕组采用串联或并联的方法来实现的。如果两个绕组串联时，如图4-42a所示，电流量限为I_m；那么并联时，如图4-42b所示。

图4-42 多量限功率表的电流支路图

a）二电流线圈串联 b）二电流线圈并联

电流量限制为2I_m。改变串、并联通过插塞或连接片进行，如图4-43及图4-44所示。

图4-43 用插塞改变功率表的电流量限

a）电流线圈并联 b）电流线圈串联

图4-44 用连接片改变功率表的电流量限

a）二电流线圈串联 b）二电流线圈并联(www.xing528.com)

改变电压量限的方法和电压表类似即改变附加电阻的阻值，如图4-45所示。

（3）低功率因数功率表

一般功率表是在电压、电流为额定值：负载功率因数λ=0.1时，指针满偏条件下设计制造的。这时功率表电压、电流、功率3个量限在数量上有以下关系：

其中，N表示“额定”，即“量限”。这种功率表称为“额定功率因数等于1的功率表”。

当被测电路功率因数较低时，用普通功率表测量，其指针偏转角较小，误差较大，应改用低功率因数功率表进行测量。低功率因数功率表的设计采用较弱的游丝，将功率表设计制造成较小功率下指针即达满偏，如P_N=0.1U_NI_N。对照式P_N=U_NI_Nλ=U_NI_N，相当于λ=0.1，所以称这种功率表为“低功率因数功率表”或“额定功率因数等于0.1的功率表”。常见的有λ=0.1和λ=0.2两种，其值都标在表盘上。

图4-45 多量限功率表的电压支路图

2.三相功率表的测量原理

（1）三相有功功率表

电动式三相功率表是用来接入三相电路测量三相功率的仪表。它有两种结构，分别是“二元三相功率表”和“三元三相功率表”。

1）二元三相功率表。在“二元三相功率表”中有两个独立单元，它们装在同一支架上，每一个单元就是一个单相功率表，这两个单元的可动部分机械地固定连接在同一个轴上，因此这种仪表的读数就取决于这两个独立单元的共同作用。

二元三相功率表的内部连接线路如图4-46所示。它的面板上有7个接线端子，其中两对是电流端子，三个是电压端子。

2）三元三相功率表。“三元三相功率表”内部具有三个独立单元，其构成与“二元三相功率表”相类似。读数取决于这3个独立单元的共同作用。

图4-46 二元三相功率表的内部连接线路

A₁，A₂—电流线圈 B₁，B₂—电压线圈 R_f1，R_f2，R₁，R₂—附加电阻

（2）三相无功功率表

利用铁磁电动式测量机构组成三相有功功率表或三相无功功率表，其工作原理和基本结构与二元或三元三相功率表相同，即把二单元或三单元组合在一起，仪表总的转矩为二单元或三单元转矩的代数和。

铁磁电动式无功功率表通常都做成安装仪表，其线路有两表跨接法和两表人工中点法两种，如图4-47所示。

图4-47 铁磁电动式手功功率表的接线图

a）两表跨接法 b）两表人工中点法

3.常用功率表

常用单相、三相功率表的型号与规格见表4-32。

表4-32 常用单相、三相功率表的型号与规格