谈功率表原理及接线方式的选择

【摘要】在电力供电系统中，测量仪表是保证电力系统安全经济运行的重要工具之一，它可以监督电气设备的运行状况，使工作人员能够正确地统计出电力负荷，处理和判断运行故障和事故，也是积累技术资料和计算生产指标基本数据的重要来源。下面对常用有功功率表和无功功率表的原理及接线方式作以简要的介绍。

【关键词】功率表；原理；接线方式选择

一、功率表的结构和工作原理

在电力系统中，虽然用于测量功率的表计种类很多，但它们都同属于电动系仪表。这种仪表有两个线圈：固定线圈（又称定圈）和可动线圈（又称动圈）。定圈分为两个部分平行排列，这使得定圈两部分之间的磁场比较均匀。动圈与转轴连接，一起放置在定圈的两部分之间。仪表工作时，定圈和动圈中都必须通以电流，假设定圈中通过的电流为I1，动圈中通过的电流为I2。I1的作用是在定圈中建立磁场，磁场的方向由右手螺旋定则确定。对于一个已制成的仪表，定圈的参数是固定的。因此磁场的强弱只与I1有关，且正比于I1。当动圈中通以电流I2时，磁场将对I2产生一个电磁力F，使可动部分获得转动力矩M而偏转。其电磁力F的方向可由左手定则确定。如果I1、I2同时改变方向，用左手定则判断可知，电磁力的方向不变，即转动力矩M的方向不变。所以电动系仪表既能测量直流电路又可测量交流电路。

二、功率表的读数

由于功率表的电压线圈量限有几个，电流线圈的量限一般也有两个，如图1所示。若实验室所设计的日光灯电路实现的功率表电流量限为0.5A-1A，电流量程换接片按图1中实线的接法，即为功率表的两个电流线圈串联，其量限为0.5A；如换接片按虚线连接，即功率表两个电流线圈并联，量限为1A。表盘上的刻度为150格。如功率表电压量限选300v，电流量限选1A时，我们用这种额定功率因素为1的功率表去测量，则每格为2W，即实数的格数乘以2为实际被测功率值。

三、功率表的一般接线方式

1.功率表一般有两种不同的接线方式

（1）第一种接线方式

第1种接线方式电路如图2（a）所示，功率表电压线圈带“*”端向前接到电流线圈带“*”端。在这种电路中，功率表电流线圈中的电流虽然等于负载电流，但功率表电压支路两端的电压却等于负载电压加上功率表电流线圈的电压降，即功率表的速数中多了电流线圈的功率消耗。因此，这种接线方式适用于负载电阻远大于功率表电流线圈电阻的情况，此时可保证功率表本身的功率消耗对测量结果的影响较小。

（2）第二种接线方式

第二种接线方式如图2（b）所示，功率表电压线圈带“*”端向后接到电流线圈不带“*”端。在这种电路中，功率表电历支路两端电压虽然等于负载电压，但电流线圈中的电流却等于负载电流加上功率表中电压支路的电流，即功率表的读数中多了电压支路的电流。因此，这种接线方式适用于负载电阻远小于功率表电压支路电阻的情况.此时也可保证功率表本身的功率消耗对测量结果的影响较小。

图2中，w即为单相功率表，测量单相交流电压时，可根据实际情况选择两种方法中的一种。

图2 用功率表测量直流电路的功率

（a）第一种接线方式；（b）第二种接线方式

2.单相功率表测量三相四线制电源功率电路的接线

图4是用单相功率表测量三相三线制电源功率电路的接线图。图3电路图是用两只单相功率表与三相电源连接进行功率测量的电路的总功率为两只功率表的读数之和。如果负载的功率因数低于0.5，则会有一只功率表的读数为负值，即该功率表指针会反转。为了取得读数，这时需要将该功率表电流线圈的两个端钮对换，使指针往正方向偏转。这时所测量的功率应为两只功率表读数之差。

4.功率表的型号及规格数据

选择功率表的量限时，除了考虑应有足够的功率量限外，还应注意正确选择功率表中的电流量限和电压量限，务必使电流量限能容许通过负载电流，电压量限能容许通过负载电压。

参考文献

[1]林金秀.浅谈直流系统中两种典型接线的选择[J].电力与电工，1999（04）.

[2]李植蓬.测量中小型三相异步电动机功率的瓦特表接线方式的探讨[J].电机与控制应用，1983（04）.

[3]张颖.三表法测量交流参数中相关问题的研究[J].电力科学与技术学报，1997（02）.