单相功率表与测量方法

功率表用于测量直流电路和交流电路的功率，又叫电力表或瓦特表。其一般分为瓦特表和千瓦表。在交流电路中，由于测量相数不同又分为单相功率表和三相功率表。功率表大多采用电动式仪表的测量机构。它与电动式电压表和电流表在结构上的区别是：其固定线圈和可动线圈不是串联成一条支路，而是将固定线圈与负载串联，以反映负载的电流，叫电流线圈；可动线圈串联一定的附加电阻，然后与负载并联，以反映负载电压，称为电压线圈。功率表的指针偏转（读数）与电压、电流以及电压与电流之间的相位差的余弦的乘积成正比。因此，可用它测量电路的功率。由于它的读数与电压、电流之间的相位差有关，因此电流线圈与电压线圈的接线必须按照规定的方式连接才正确。功率表的外形如图3-21所示。

图3-21 功率表外形图

功率表的接线必须遵守“发电机端”规则：功率表标有“∗”号的电流端必须接到电源的一端，而另一电流端钮接到负载端；功率表标有“∗”号的电压端钮，可以接到电流端钮的任一端，而另一电压端钮则跨接到负载的另一端，即功率表的电流线圈与负载串联，电压线圈与负载并联。如将电流线圈与负载并联会使负载断路而损坏功率表。

1.小功率负载的测量

如果负载所消耗的功率未超过表的量程，功率表可直接接入电路中，如图3-22所示。

接线时要注意表的极性，因为附加电阻是接在电压线圈的无标记端的，若不按上述方法接线，测量过程中两线圈之间有可能出现很高的电压引起附加误差。若在上述接法下，仪表指针出现反向偏转的现象时，可将电流线圈两端钮上的接线对调一下，切忌对调电压端钮上的接线，以免出现上述不利情况。另外图3-22a中的接法使功率表的读数中包括了电流线圈的功率损耗，因此这种接法比较适用于负载电阻远大于电流线圈电阻（即电流量程小，电压量程较高）的情况。图3-22b中的接法比较适用于负载电阻远小于电压线圈电阻的情况。

2.大功率负载的测量

当负载消耗的功率超出表的量程时，要通过电流互感器来测量，其接线方法如图3-23所示。为了使功率表的电流线圈和电压线圈的电源端处在同一电位，应把电流互感器的二次绕组L₂和一次绕组L₁连接起来。因此，在单相电路中，功率表通过电流互感器测量功率，电流互感器的二次绕组可以不用接地。

图3-22 单相功率表接线图

图3-23 单相功率表经电流互感器接线图

3.功率表的测量方法(www.xing528.com)

直流有功功率的测量可以用分别测量电压、电流的间接方法进行，也可以用功率表直接测量。单相交流有功功率的测量，在频率不很高时采用电动系或铁磁电动系功率表直接测量。在频率较高时，采用热电系或整流系功率表直接测量。三相交流有功功率的测量，可采用三相有功功率表进行测量；也可采用几个单相有功功率表进行测量，接线方法可采用以下三种。

1）三表法。用三只单相功率表测量三相四线制电路功率时，功率表的接线如图3-24所示。电路的总功率等于三只表读数之和。

2）二表法。用两只单相功率表测量三相三线制电路或负载完全对称的三相四线制电路时，功率表接线如图3-25所示。两只功率表的电流线圈分别串联在一根相线上。电路的总功率等于两只功率表读数之和。在某些情况下（与负载性质有关），如果发现其中一只表的指针反向指示，可将该表的电流线圈的接头反接（但电压线圈的接头不能反接，否则会引起误差甚至损坏仪表）。此时所测功率为两只表读数之差。

图3-24 三表法测三相功率

图3-25 二表法测三相功率

3）无功功率的测量。用两只单相功率表测量三相对称电路的无功功率时，功率表的接法如图3-26所示。电路的总无功功率等于两只表的读数之和乘以。

4.使用功率表的注意事项

功率表的表盘刻度只标明分格数，往往不标明瓦特数。不同电流量程和电压量程的功率数，每个分格所代表瓦数不一样，在测量时，应将指针所表示分格数乘上分格常数，才能得到被测电路的实际功率数。

图3-26 无功功率的测量