专题十 测量功率因数（讲义）-《电气测量技术》（第2版）(高教社）专题复习讲练测

专题10 测量功率因数（讲义）-《电气测量技术》（第2版）高教社-专题复习讲练测 一、考纲解读 1.熟悉功率因数表结构（可动、固定部分）和类型，理解其工作原理，包括电磁力与电压、电流相量关系对测量的作用。 2.掌握功率因数表测量电路功率因数的方法，包括测量前准备、不同三相电路接线和测量步骤。 3.能诊断和排除测量过程中功率因数表出现的故障。 二、知识点梳理 一、功率因数表使用注意事项 ① 功率因数表特殊标记“*”为电流进线端,极性不能接错。 ② 三相功率因数表接线时应注意相序,不能接错。 ③ 选择功率因数表的额定电压应与电源电压相符,直接测量取样的应满足负载最大工作电流,使用电流互感器扩大功率因数表量程时,电流互感器二次侧额定电流为5A,二次侧不允许开路,接线时使用横截面积不小于 2.5 mm 的铜线。 ④ 使用电压互感器扩大功率因数表量程时,电压互感器二次侧不允许短路,接线时使用横截面积不小于 1.5 mm2 的铜线。 二、供电单位对用户负载的功率因数规定 ① 农业用电功率因数为 0.80 及以上。 ② 100 kV·A(kW)及以上电力用户和大、中型电力排灌站功率因数为 0.85及以上。 ③ 高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户功率因数为 0.90 及以上。 三、探究功率因数表的工作原理 单相功率因数表有电流接线端和电压接线端。当测量功率因数时,需要把相电压接入功率因数表中,如果电压高于输入电压的最高量程,还需要采用分压电阻使采集的相电压满足输入的要求。同时电流端也要接入线路中,试验设备是通过电流互感器的二次侧接入功率因数表中的。和大多数机械表相同,测量精度较高的范围是在总量程的 30%~80%范围内,同时为了准确测量功率因数,要使功率因数表指针稳定也需要线路通电较长时间。而在转动力矩很小、功率因数低的情况下,仪表本身的损耗、角误差以及轴承和轴尖之间的摩擦等,都会给测量结果带来不容许的误差。所以,在测量较低的功率因数时,机械表就不能满足要求了。 四、结构 功率因数表虽然造型各异,但结构大致相似。下面以6L2型功率因数表为例介绍,其外形如图 3-2-2 所示。 五、表盘与刻度 6L2型功率因数表的表盘与刻度如图3-2-3所示。 功率因数表刻度不均匀,总体分为两部分:超前区与滞后区,两区域刻度排布方式相反。指针指在超前区,说明负载呈现容性;指针指在滞后区,说明负载呈现感性:指针指在中间刻度1处,说明负载呈现电阻性。 三、真题练讲 1.(2021年江苏省统一考试)功率因数表的过载能力与（）有关。 A. 固定部分和可动部分的允许电流 B. 表盘大小 C. 功率因数表的颜色 D. 生产厂家 答案：A 解析：过载能力主要取决于固定部分和可动部分能够承受的最大电流，超过这个电流可能会损坏功率因数表，和表盘大小、颜色、厂家无关。 2.(2019年河南省统一考试)当功率因数表测量时，若发现可动部分有异常响声，可能是（） A. 可动线圈松动 B. 固定部分松动 C. 表盘松动 D. 以上都有可能 答案：D 解析：可动部分异常响声可能是可动线圈、固定部分或表盘等部件松动，在可动部分运动过程中产生摩擦或碰撞发出声音。 3.(2021年山东省统一考试)对于功率因数表，以下哪种情况会导致负功率因数测量（） A. 电压和电流极性同时接反 B. 电压极性接反 C. 电流极性接反 D. 量程选择错误 答案：C 解析：当电流极性接反时，功率因数表可能会显示负功率因数，而电压和电流极性同时接反一般不影响功率因数测量值，量程错误不会导致负功率因数。 4.(2020年山东省统一考试) 功率因数表在高湿度环境下使用，可能会（） A. 提高测量精度 B. 降低测量精度 C. 改变量程 D. 不影响测量 答案：B 解析：高湿度环境可能会使功率因数表内部元件受潮，影响其电气性能，从而降低测量精度。 5.(2019年山东省统一考试)在调整功率因数表的量程时，需要改变（） A. 固定部分匝数 B. 可动部分匝数 C. 电压回路或电流回路的连接方式或参数 D. 表盘刻度 答案：C 解析：调整量程通常是通过改变电压回路或电流回路的连接方式（如串联或并联电阻等）或参数来实现的，固定和可动部分匝数一般是固定的，表盘刻度不能随意改变。 四、限时练讲 1.功率因数表的阻尼装置的主要作用是（） A. 加快指针摆动速度 B. 减缓指针摆动速度，使指针快速稳定 C. 增大测量范围 D. 改变测量精度 答案：B 解析：阻尼装置可使可动部分在转动过程中受到阻力，减缓指针摆动速度，让指针能快速稳定在正确的读数位置，而不是加快摆动速度、增大测量范围或改变精度。 2. 在使用功率因数表测量三相不平衡负载功率因数时，需要注意（） A. 每相功率因数单独测量相加 B. 直接测量总功率因数即可 C. 可忽略不平衡情况 D. 更换为特殊功率因数表 答案：A 解析：对于三相不平衡负载，需要分别测量每相功率因数然后相加（或根据特定方法计算）得到总功率因数，不能直接测量总功率因数，也不是忽略不平衡情况或必须更换功率因数表。 3. 功率因数表中，可动部分的框架一般采用（）材料。 A. 铁磁性 B. 非铁磁性 C. 超导 D. 半导体 答案：B 解析：可动部分框架采用非铁磁性材料，是为了避免框架对磁场产生影响，从而保证测量的准确性，铁磁性材料会干扰磁场，超导和半导体材料一般不用于此。 4. 当功率因数表测量含有电容的负载功率因数时，如果电容漏电，可能导致（） A. 测量值偏大 B. 测量值偏小 C. 指针抖动 D. 以上都有可能 答案：D 解析：电容漏电会改变电路的参数，可能使测量值偏大或偏小，也可能导致电路不稳定，引起指针抖动。 5. 功率因数表的绝缘电阻过低，可能会（） A. 引起漏电，影响测量安全和准确性 B. 提高测量精度 C. 加快指针摆动 D. 无影响 答案：A 解析：绝缘电阻过低会引起漏电，可能会对操作人员造成安全隐患，同时也会影响测量的准确性，不会提高精度或加快指针摆动。 6. 在功率因数表中，为了使可动部分产生合适的转矩，可动部分中的电流是通过（）产生的。 A. 与负载串联 B. 与电源直接连接 C. 电磁感应 D. 与固定部分连接 答案：C 解析：可动部分中的电流是通过电磁感应产生的，这样可动部分在固定部分产生的磁场中受到电磁力，产生转矩，而不是与负载串联、与电源直接连接或与固定部分连接获取电流。 7. 对于某功率因数表，如果使用环境温度过高，其（）可能会发生变化。 A. 量程 B. 精度 C. 表盘刻度 D. 线圈匝数 答案：B 解析：温度过高可能会影响功率因数表内部元件的性能，如电阻值变化等，从而导致精度发生变化，量程不会因温度升高而改变，表盘刻度是固定的，线圈匝数也不会因温度变化。 8. 功率因数表测量大功率负载时，若发现功率因数表发热严重，可能是（） A. 功率因数表过载 B. 环境温度高 C. 正常现象 D. 线路接触不良 答案：A 解析：测量大功率负载时发热严重可能是功率因数表过载，超过了其正常工作的功率范围，环境温度高一般不会导致严重发热，不是正常现象，线路接触不良可能发热但不会是因为负载大功率。 9.简述功率因数表的作用。 答案：功率因数表用于测量电路的功率因数，能直观显示电路中电压与电流相位差的余弦值，帮助了解电路电能利用的效率情况。 解析：功率因数表专门针对功率因数这一参数进行测量，通过测量结果可判断电路是感性还是容性，以及电能的有效利用程度。 10. 功率因数表主要有哪些类型？ 答案：主要有电动式功率因数表和电磁式功率因数表。 解析：电动式功率因数表是利用可动线圈与固定线圈之间的电磁力工作；电磁式功率因数表是基于铁芯被磁化产生磁场，与可动部分相互作用，二者工作原理有所不同。 五、学法建议 重点复习知识点： 1. 功率因数表认识：了解功率因数表的类型（电动式、电磁式），熟悉其结构，包括可动部分（如可动线圈、指针）和固定部分（如铁芯、磁极），掌握表盘刻度特点（非均匀，与功率因数范围对应）。 2.工作原理理解：掌握电动式和电磁式功率因数表的工作原理，明白电压、电流相量关系如何通过电磁作用转化为可动部分的运动，进而反映功率因数。 3.测量操作要点：明确测量前准备（检查仪表、选量程、了解电路参数），清楚不同三相电路（三线制、四线制）接线方式和步骤，掌握正确的测量操作流程。 4.故障排除方法：能分析指针不偏转、偏转异常（角度过大、过小、抖动等）的原因，包括线路问题、仪表故障、外部干扰等，并知道相应的排除方法。 请同学们多结合实际操作，加深对理论知识的理解；操作需要反复练习，加深记忆；要注意安全，避免发生意外。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$