二瓦计和三瓦计应用区别

发布时间:15-08-28 10:33分类:技术文章 标签:二瓦计,三瓦计 一、概述
在三相电路的功率测量中,主要测量方法有二瓦计法和三瓦计法两种方法。对于不同的接线方式场合,应选择恰当的功率测量方式,才能得到准确的功率参数。但是由于部分使用者对于这两种方法适用的场合不够清晰,因此在选择二瓦计或者三瓦计法进行三相功率测试时,极易造成混淆,从而导致选择了错误的测量方法。
那么究竟在什么样的情况下使用两瓦计法,什么样的情况下采用三瓦计法进行三相功率的测量呢?本文从三相电路功率测量的原理角度下分析这两种方法的异同以及分别适用的场合。
二、二瓦计法 1、测量原理
二瓦计法的理论依据是基尔霍夫电流定律,即:在集总电路中,任何时刻,对任意结点,所有流入流出结点的支路电流的代数和恒等于零。也*是说,两根火线的流入电流等于第三根火线的流出电流,或者说,三根火线的电流的矢量和等于零,即:
  ia+ib+ic=0  (1)   假设三相负载的中线为N,依据电压的定义:
  uab=uan-ubn,ucb=ucn-ubn  (2) 三 相瞬时功率:
  p=uan*ia+ubn*ib+ucn*ic,  (3)
  将式(1)和式(2)代入式(3),得:
  p=uan*ia+(-ubn*ia+ubn*ia)+ubn*ib+ucn*ic
  =uab*ia+ubn(ia+ib)+ucn*ic   =uab*ia+ubn(-ic)+ucn*ic
  =uab*ia+ucb*ic。
有功功率等于瞬时功率在一个周期内求积分再求平均,得到:   P=P1+P2  
P为三相电路有功功率的总和,P1为uab*ia在一个周期内的积分的平均值,P2为ucb*ic在一个周期内的平均值。在正弦稳态电路中:
  P=UAB*IA*cosφAB+UCB*IC*cosφCB   即:P1=UAB*IA*cosφAB
P2=UCB*IC*cosφCB
式中,UAB、IA、UCB、IC均为正弦电压电流的有效值,φAB为UAB和IA的相位差,φCB为UCB和IC的相位差。
从变换的公式中可以看出,采用这种方法进行三相总功率测量时,只需要测量两个电压和两个电流,这*是二瓦计法的推导原理及由来。
二瓦计法测量时,三相电路总功率等于两块功率表的功率之和,每块功率表测量的功率本身无物理意义。
2、接线方法 二瓦计法接线示意图如下所示(以测量UabIa,UcbIc为例):
图1.二瓦计法功率表接线示意图
图1中,单相功率表或三相功率表的某一相W1测量的是P1=UAB*IA*cosφAB,W2测量的是P2=UCB*IC*cosφCB。则三相电路总功率为:P=P1+P2。
3、适用场合
由于二瓦计法的理论依据是基尔霍夫电流定律,适用于在三相回路中只有三个电流存在的场合,如:
1、 三相三线制接法中线不引出(只能采用两瓦计法); 2、
三相三线制接法中线引出但不与地线或试验电源相连的场合,与是否三相平衡无关。
三、三瓦计法 1、测量原理
三瓦计法需要将中性点做为电压的参考点,分别测量出三相负载的相电压,相电流,那么三相电路的总功率为三个单相电路的功率之和,每块功率表测量的功率*是单相功率。
如果以瞬时值表示的话,即:  pa=ua*ia,pb=ub*ib,pc=uc*ic,
那么三相瞬时功率:  p=pa+pb+pc, 则三相总有功功率为:  P=PA+PB+PC
在正弦稳态电路中,  PA=UA*IA*cosφA  PB=UB*IB*cosφB
 PC=UC*IC*cosφC
 其中φA、φB、φC分别为UA与IA、UB与IB、UC与IC的相位差角。 2、接线方法
三瓦计法测量接线示意图如下所示: 三瓦计法功率表接线示意图 3、适用场合
三瓦计法由于需要采用中性点作为电压的参考点,因此适用于如下场合选用: 1、
三相三线制中性线引出,但中性线不与电源或地线连接的场合; 2、
三相四线制,由于无法判断三相负载是否平衡或是否在中性线上有零序电流产生,只能采用三瓦计法;
四、误区 1、误区一 二瓦计法只适合于三相对称电路的功率测量。
这种说法显然是不正确的。
首*,二瓦计法的证明中,只有ia+ib+ic=0的假设,并没有要求三相对称。
其次,如果三相负载完全对称,那么只需要一个功率表(比如PA)即可得出三相总功率,即P=3PA,二瓦计法也失去了意义。
2、误区二 用二瓦计法测量三相四线制的总功率。
由于三相四线制有四个电流(ia、ib、ic和in),而二瓦计法依据的是基尔霍夫电流定律,在三相回路中,三相电流矢量之和必须等于零。但是在三相四线制回路中,会产生零序电流分量,这*使得ia+ib+ic≠0,因此,二瓦计法不适用三相四线制的总功率测量,三相四线制系统应采用三瓦计法。

澳门新蒲京官网网址 1

摘要:以往110kV及以上的高压电力网都采用三相三线电能表测量电能,它与三相四线电能表相比,不论是有功还是无功都会产生较大测量误差,下面针对以上两种测量方式说明110kV为什么要采用三相四线电能表测量电能关键词:110kV
高压网 三相四线 电能表
以往110kV及以上的高压电力网都采用三相三线电能表测量电能,它与三相四线电能表相比,不论是有功还是无功都会产生较大测量误差,下面针对以上两种测量方式说明110kV为什么要采用三相四线电能表测量电能。

1 三相三线电能表的测量功率

由电工原理可知,任何三相三线和三相四线电路的瞬时功率为:

p=uaia+ubib+ucic(1)

式中ua、ub、uc–相电压瞬时值

澳门新蒲京官网网址,ia、ib、ic–相电流瞬时值

三相电路的平均功率

P=UaIacosφa+UbIbcosφb+UcIccosφc (2)

显然,三相电路的瞬时(或平均)功率等于各相瞬时(或平均)功率之和,与三相电路是否对称无关。

三相三线电路没有中线,各相零序电流没有通路,中线电流in为零,即

in=ia+ib+ic=0或ib=-(ia+ic) (3)

将式(3)代入式(1),求得:

p=uaia-ub(ia+ic)+ucic

p=(ua-ub)ia+(uc-ub)ic

=uabia+ucbic (4)

其平均功率为:

P=UabIacos(Uab,Ia)+UcbIccos(Ucb,Ic) (5)

三相三线电路中,式(5)与式(2)是完全等效的,因此可节省一台电流互感器和降低电能表造价,常采用三相三线电能表测量三相三线电路的有功电能。

2 三相四线电能表的测量功率

长期以来,我国有关部门认为110kV及以上高压电力网在正常运行情况下,三相对称,通过变压器中性点接地的接地电流趋于零值,故采用三相三线电能表测量电能。但实际上高压电力网各相电压、线路阻抗和负载阻抗不会对称,接地电流in也不是零值,即

in=ia+ib+ic≠0

故有ib=in-(ia+ic) (6)

将式(6)代入式(1),求得

p=uaia+ub(in-ia-ic)+ucic