如何正确使用低功率因数功率表

1.低功率因数功率测量的特殊问题

测量功率时，常遇到被测电路的功率因数很低的情况，例如测量铁磁材料的损耗、变压器的空载损耗和电容器的介质损耗时等。从原理上说，普通的电动系功率表也可以用于低功率因数电路的功率测量，但在实际的测量当中，却存在以下问题：

（1）读数偏差大。普通功率表标尺是按照额定功率因数cosφe＝1来刻度的，仪表的满刻度值相当于被测功率P＝UeIe的情况。因功率表的转动力矩和偏转角均和被测功率（P＝UIcosφ）成正比，因此，如cosφ很小，则仪表的转矩和指针偏转角也很小，这样就会造成很大的读数误差。

（2）测量误差大。因转动力矩很小，所以仪表本身的功率损耗、摩擦等因素就对测量结果有较大的影响，造成的测量误差很大；此外，又因电动系功率表的角误差随cosφ的减小而增大，所以，当被测电路的功率因数很低时，其角误差可能会很大。

可见，如用普通功率表来测量低功率因数电路的功率，不但会造成读数困难，而且更为重要的是不能保证测量的准确性。因此，测量低功率因数电路的功率时必须采用专门的低功率因数功率表。

2.低功率因数功率表

低功率因数功率表是专门用来测量低功率因数电路功率的一种仪表，其工作原理和普通功率表基本相同。但是，为了解决小功率下的读数问题，其标尺应按较低的额定功率因数（通常cosφe取0.1或0.2）来刻度，这就要求仪表应有较高的灵敏度。同时，为了在较小的转矩下保证仪表的准确度，在仪表的结构上还要采取以下几种误差补偿措施。

（1）采用补偿线圈。在电压线圈后接的功率表电路中[图4-11（b）]，功率表的读数由于包括了电压回路的功率损耗U2/R而造成了误差。如被测功率很小，则相对误差就会很大。因此，为了补偿这个功率消耗，可以采用补偿线圈。补偿线圈的结构、匝数和电流线圈完全相同，并且绕向相反地绕在电流线圈上。补偿线圈串联在功率表的电压回路中，如图4-13所示。因此，通过补偿线圈的电流就是电压回路的电流I2。由I2所建立的磁势N1I2（N1是补偿线圈亦即电流线圈的匝数）和电流线圈中由于通过电压回路的电流而产生的附加磁势（也是N1I2）大小相等，但是方向相反。这就抵消了电流线圈中因流过电压回路电流所造成的影响，从而在功率表的读数中消除了电压回路功率消耗的误差。

（2）采用补偿电容。功率表的角误差是由电压线圈的电感所引起的。被测电路的功率因数愈低，角误差就愈大。因此，在低功率因数的情况下，必须设法减小分误差对测量的影响。一般是采用补偿电容的方法来消除角误差的，如图4-14所示。图中电容器C并联在电压支路的附加电阻的一部分上，从而可以使原来的感性电路变为纯电阻性电路。这样也就消除了角误差的影响。在D34—W型低功率因数功率表中就应用了这种方法。(www.xing528.com)

图4-13　具有补偿线圈的低功率因数功率表

1—基本电流线圈；2—补偿线圈

图4-14　带有补偿电容的低功率因数功率表

（3）采用张丝支承、光标指示的结构。为了减小摩擦误差，提高灵敏度，可采用张丝支承、光标指示的结构。这样，仪表可以在较小的转矩下工作，并且使功率消耗大为减少。在D4—W型和D37—W型低功率因数功率表中，就采用了这样的结构。

3.低功率因数功率表的使用

（1）正确接线。低功率因数功率表的接线和普通功率表相同。即应遵守发电机端守则。但对具有补偿线圈的低功率因数功率表，则须采用电压线圈后接的方式。

（2）正确读数。低功率因数功率表是在较低的额定功率因数cosφ下刻度的，因此其分格常数为所以，在测量时应根据所选用的额定电压Ue、额定电流Ie以及仪表上标明的额定功率因数和标尺的满刻度格数αe计算出每格瓦数C，然后再根据指针偏转的格数，把被测功率按式（4-9）计算出来。

另外需注意，在实际测量中。被测电路的功率因数cosφ不一定等同于功率表的额定功率因数cosφe。当cosφ＞cosφe时，可能会出现电压和电流未达额定值，而功率却超过了仪表的功率量程的情况，可能使表针打弯。因此，要特别注意低功率因数功率表在cosφ＞cosφe时的使用。