专题十五 测量功率因数（课件）-山东省对口升学《电气测量技术》（第2版）(高教社）专题复习讲练测

专题十五 测量功率因数 《电气测量技术》（第2版） 高教社 专题复习讲练测 1 一.考纲解读 二.知识点梳理和重点概念复习 三.真题或常考题讲解 四.课内练习及讲评 五.内容归纳小结 CONTENTS 01 一.考纲解读 02 二.知识点梳理和重点概念复习 03 三.真题或常考题讲解 04 四.课内练习及讲评 05 五.内容归纳小结 目录 一、考纲解读 常见考点 1.功率因数表由测量机构、指针、表盘、刻度标尺、阻尼装置等构成。其表盘刻度不均匀，范围为 0 - 1 - 0.5（超前）和 0 - 1 - 0.5（滞后），通过指针位置可判断负载是感性、容性或纯电阻性。 3.测量操作：使用时依电路电压、电流选量程，电流线圈串联、电压线圈并联接入电路。单相、三相三线制、三相四线制电路接线各有规则，测量时要准确读数记录。 4.故障排除：常见故障如指针不偏转、读数不稳定、指针超量程等。原因涉及电源、线圈、接线、阻尼装置等，需根据故障现象分析原因并采取对应措施修复。 2.工作原理：基于电动系测量机构，固定线圈通负载电流生磁场，可动线圈分别通与负载电压同相和滞后 90° 的电流，二者电磁相互作用产生转动力矩，带动指针指示功率因数。 一、考纲解读 1.能够准确阐述功率因数表的结构组成，详细说明表盘刻度的分布特点及所代表的含义，理解功率因数表各部分结构在测量过程中的作用。 1 2.深入理解功率因数表基于电动系测量机构的工作原理，清晰掌握固定线圈与可动线圈的电流通入方式，以及它们相互作用产生转动力矩、带动指针偏转指示功率因数的内在逻辑。 2 3.熟练掌握使用功率因数表测量单相及三相电路功率因数的正确方法，包括根据电路参数选择合适量程，规范完成电流线圈串联、电压线圈并联的接线操作。 3 考试要求： 易考题型： 选择题：能够准确识别功率因数表的测量机构、指针、表盘、刻度标尺、阻尼装置等结构部件，并详细描述各部件的功能。 简答题：深入理解功率因数表基于电动系测量机构的工作原理，准确阐述固定线圈通入负载电流产生磁场，可动线圈分别通入与负载电压同相和滞后 90° 电流后，如何相互作用产生转动力矩，进而带动指针偏转指示功率因数。 论述题：熟练掌握根据电路电压和电流大小，正确选择功率因数表量程的方法，确保测量准确性与仪表安全性。 一、考纲解读 知识点思维导图 二、知识点梳理和重点概念复习 二、知识点梳理和重点概念复习 一、识--认识功率因数表 要求 常见功率因数表如图所示,以小组为单位,仔细观察功率因数表,认识功率因数表的外形与结构，学会识读。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、识--认识功率因数表 1.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,其外形如图所示。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、识--认识功率因数表 2.表盘与刻度 6L2型功率因数表的表盘与刻度如图所示。 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。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、探--探究功率因数表的工作原理 单相功率因数表原理图如图 3-2-4 所示。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、探--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。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、做--使用功率因数表测量电路的功率因数 机械调零 用一字形螺丝刀拧动调零旋钮,使指针指在刻度“1”处。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、做--使用功率因数表测量电路的功率因数 将功率因数表接入电路 V、W两接线柱接到 V、W 相线,将功率因数表通过 IA*和IA两接线柱串接U 相线。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、做--使用功率因数表测量电路的功率因数 负载电流较大时,需接入电流互感器 V、W两接线柱接到V、W 相线，功率因数表I*和两接线柱分别串接电流互感器的 K1、K2。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、做--使用功率因数表测量电路的功率因数 读数 从刻度盘上读出当前被测交流电路的功率因数为超前0.94。 二、知识点梳理和重点概念复习 四、修--功率因数表测量功率因数时的故障排除 现象：指针不动 原因：电源故障;VW间断路故障;互感器二次侧断 路;熔丝熔断 故障排除 步骤1:将万用表拨至适当的交流电压挡,用红、黑表笔测量功率因数表背后 V 端与 W 端之间的电压,如图(a)所示。电压等于电源电压表明正常,电压等于零则有以下可能性:① 电源故障;②)1号线或2号线断路;③ 熔丝熔断。 二、知识点梳理和重点概念复习 四、修--功率因数表测量功率因数时的故障排除 步骤2:将钳形电流表拨至适当的挡位,测量3号线和4号线电流,如图b)所示。电流为零表明被测导线有断路故障或电流互感器二次绕组断路电流等于负载电流表明正常。 步骤3:通过以上检查,若电压、电流均正常表明功率因数表无损坏。 二、知识点梳理和重点概念复习 四、修--功率因数表测量功率因数时的故障排除 现象：指针指示超前 原因：取样电流信号的两根接线接反 故障排除 查看电流线圈是否接反，I*接线柱应接电源侧，I接线柱应接负载侧。 现象：指针总是指在“I”刻度 原因：互感器过大,没有取样电流或电压信号;负载为电阻性;功率因数表损坏 故障排除 更换小型互感器;更换功率因数表 现象：两表指示不一致 原因：互感器过大,没有取样电流或电压信号;负载为电阻性;功率因数表损坏 故障排除 更换小型互感器;更换功率因数表 题目 1： 对功率因数表进行使用前检测，不包括以下哪项操作（ ） A. 检查指针是否能自由摆动 B. 测试表的绝缘电阻 C. 查看表盘刻度是否清晰 D. 向表内添加润滑油 答案：D 解析：使用前检测包括检查指针是否能自由摆动、测试表的绝缘电阻、查看表盘刻度是否清晰等，功率因数表内部不需要添加润滑油，且随意添加可能损坏仪表。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 2： 功率因数表在测量时，若显示值为 -0.5，说明（ ） A. 测量正确，电路呈容性 B. 测量正确，电路呈感性 C. 测量错误，功率因数不可能为负 D. 测量错误，仪表损坏 答案：C 解析：功率因数的取值范围是 0 到 1，不可能出现负值，显示 -0.5 说明测量错误，可能是接线错误或仪表故障等原因导致 。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 3： 以下哪种情况会导致功率因数表测量结果不准确（ ） A. 仪表水平放置 B. 按要求接入合适量程 C. 周围存在强磁场干扰 D. 先断开电路再接线 答案：C 解析：周围存在强磁场干扰会影响功率因数表内部电磁感应的正常工作，从而导致测量结果不准确；A 选项仪表水平放置是正确的放置要求；B 选项接入合适量程可保证测量准确；D 选项先断开电路再接线是正确的操作流程，不会影响测量结果。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 4： 功率因数表使用的注意事项中，下列说法正确的是（ ） A. 可以在通电状态下更换量程 B. 测量完成后无需拆线 C. 测量前不用检查接线 D. 要定期对仪表进行校准 答案：D 解析：功率因数表不能在通电状态下更换量程，否则可能损坏仪表，A 错误；测量完成后应及时拆线，B 错误；测量前必须检查接线是否正确，C 错误；定期对仪表进行校准可保证测量准确性，D 正确。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 5： 某功率因数表的量程标识为 0 - 1，若测量时指针指在中间刻度，此时功率因数为（ ） A. 0.25 B. 0.5 C. 0.75 D. 1 答案：B 解析：量程为 0 - 1，中间刻度对应的功率因数数值为 0.5。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 6： 功率因数表的测量电路中，主要测量的物理量是（ ） A. 电压和电阻 B. 电流和电阻 C. 电压和电流 D. 电阻和电容 答案：C 解析：功率因数表通过测量电路中的电压和电流，进而计算出两者的相位差，得到功率因数，不直接测量电阻和电容，所以选 C。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 7： 当发现功率因数表指针不偏转时，首先应检查（ ） A. 电路负载大小 B. 仪表接线是否正确 C. 周围环境温度 D. 仪表使用年限 答案：B 解析：指针不偏转可能是接线错误导致仪表未正常工作，所以首先应检查仪表接线是否正确；电路负载大小、周围环境温度、仪表使用年限一般不会直接导致指针一开始就不偏转。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 8： 关于功率因数表的表盘刻度，以下说法正确的是（ ） A. 刻度均匀分布 B. 刻度不均匀，越靠近 1 越密集 C. 刻度不均匀，越靠近 0 越密集 D. 刻度分布无规律 答案：B 解析：由于功率因数的特性，在接近 1 时，功率因数的微小变化对电路性能影响较大，所以表盘刻度不均匀，越靠近 1 越密集。 选择题 三、常考习题练习与讲解 1.功率因数表应安装在干燥、无振动、______的地方，避免外部因素影响测量结果。 答案：无强磁场干扰 解析：强磁场会干扰功率因数表内部测量机构的磁场分布，改变可动线圈所受电磁力，导致指针偏转异常，所以安装环境需无强磁场干扰 。 2.校验功率因数表准确性的方法有与标准表对比测量、使用校准装置输入标准信号以及送到______进行校验。 答案：专业计量检测机构 解析：专业计量检测机构具备高精度的设备和专业的技术人员，能够对功率因数表进行全面、准确的校验，确保仪表的可靠性 。 填空题 三、常考习题练习与讲解 3.功率因数表使用后应妥善保存，并定期进行______和维护。 答案：校验 解析：定期校验可以及时发现仪表存在的误差或故障，保证仪表在后续使用中测量结果的准确性，维护则能延长仪表的使用寿命 。 4.功率因数表的固定线圈通入______，可动线圈分别通入与负载电压同相和滞后 90° 的电流。 答案：负载电流 解析：固定线圈通入负载电流产生磁场，可动线圈通入特定电流后，在固定线圈磁场作用下产生转动力矩，带动指针偏转，实现功率因数测量 。 填空题 三、常考习题练习与讲解 1.功率因数表安装在有强磁场干扰的地方，对测量结果没有影响。（ ） 答案：错误 解析：强磁场会干扰功率因数表内部测量机构的磁场分布，改变可动线圈所受电磁力，导致指针偏转异常，使测量结果产生较大误差，所以应安装在无强磁场干扰处。 2.校验功率因数表准确性只能送到专业计量检测机构。（ ） 答案：错误 解析：除送专业机构外，还可使用高精度标准功率因数表与被校验表同时测量同一电路对比读数，或用功率因数校准装置输入标准信号观察被校验表读数是否相符。 判断题 三、常考习题练习与讲解 3.功率因数表使用后不需要进行维护。（ ） 答案：错误 解析：使用后应妥善保存，定期进行校验和维护，检查仪表外观、内部元件、接线端子等是否正常，以保证仪表长期处于准确可靠的工作状态。 4.功率因数表的固定线圈和可动线圈都通入负载电流。（ ） 答案：错误 解析：固定线圈通入负载电流产生磁场，可动线圈分别通入与负载电压同相和滞后 90° 的电流，两个可动线圈在固定线圈磁场作用下产生转动力矩带动指针偏转。 判断题 三、常考习题练习与讲解 三、常考习题练习与讲解 1.当功率因数表读数不稳定时，如何排除故障？​ 答案：先检查电源电压是否稳定，若不稳定，可使用稳压器；检查测量电路是否存在接触不良或松动的接线，重新紧固接线；查看负载是否波动较大，若负载不稳定，需对负载进行处理；检查功率因数表的阻尼装置是否正常工作，若有问题，进行维修或更换 。 简答题 三、常考习题练习与讲解 2.功率因数表使用的注意事项有哪些？​ 答案：使用前要确认仪表量程与被测电路参数匹配；接线时严格按照电流线圈串联、电压线圈并联且注意极性；仪表应安装在干燥、无振动、无强磁场干扰的地方；测量过程中避免频繁切换量程；使用后应妥善保存，定期进行校验和维护 。 简答题 三、常考习题练习与讲解 3.为什么功率因数表的刻度是不均匀的？​ 答案：因为功率因数表的指针偏转角度与电路中电压和电流的相位差成非线性关系。根据其工作原理，电动系测量机构产生的转动力矩与相位差的三角函数（如正切、余弦等）相关，所以在不同的功率因数值段，相同的功率因数变化量引起的指针偏转角度不同，导致刻度不均匀 。 简答题 三、常考习题练习与讲解 4.简述功率因数表判断负载性质（感性或容性）的依据。​ 答案：当功率因数表指针指示在 0 - 1 之间且靠近 1 的一侧，功率因数滞后，表明负载为感性；当指针指示在 0 - 1 之间且靠近 0 的一侧，功率因数超前，表明负载为容性；指针指在 1 时，表明负载为纯电阻性 。 简答题 重点复习知识点： 1.故障排除：常见故障如指针不偏转、读数不稳定、指针超量程等。原因涉及电源、线圈、接线、阻尼装置等，需根据故障现象分析原因并采取对应措施修复。​ 2.使用前检测：使用前需检查外观、指针灵活性，进行机械调零（如有），检查接线端子，确保仪表正常。​ 3.使用注意事项：测量中避免随意切换量程，安装在干燥、无振动、无强磁场干扰处，接线注意极性。遵循这些事项对保障测量准确、设备安全及延长仪表寿命意义重大。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 五、课堂小结 感谢观看 $$