专题十五 测量功率因数（教案）-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（教案）-《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.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。 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。 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。 二、知识点梳理 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 3-2-2 所示。 2.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、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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 三、真题练讲 1.(2021年山东省统一考试)以下关于功率因数表结构的描述，错误的是（ ） A. 包含测量电路 B. 有指针及刻度盘 C. 没有电源连接端口 D. 具备接线端子 答案：C 解析：功率因数表工作需要接入电源，所以有电源连接端口，其他选项 A、B、D 关于功率因数表结构的描述均正确。 2.(2021年山东省统一考试)功率因数表的刻度盘上，功率因数的取值范围是（ ） A. 0 - 1 B. -1 - 0 C. -1 - 1 D. 1 - 10 答案：A 解析：功率因数的理论取值范围是 0 到 1，0 表示功率因数最低，1 表示功率因数最高，为理想状态。 3.(2021年四川省统一考试)功率因数表的工作原理基于（ ） A. 电磁感应原理 B. 热效应原理 C. 化学能转化原理 D. 光生伏特效应原理 答案：A 解析：功率因数表大多基于电磁感应原理，通过测量电路中电压和电流的相位差来反映功率因数 ，其他选项原理与功率因数表工作无关。 4.(2020年山东省统一考试)在使用功率因数表测量电路功率因数时，应将功率因数表（ ）接入电路。 A. 串联 B. 并联 C. 先串联后并联 D. 先并联后串联 答案：B 解析：功率因数表测量时需要同时获取电路中的电压和电流信息，所以应并联接入电路。 5.(2019年湖北省统一考试)若功率因数表指针抖动剧烈，可能的原因是（ ） A. 电路电压过低 B. 电路电流过小 C. 电路存在谐波干扰 D. 功率因数表量程选大 答案：C 解析：电路存在谐波干扰时，会影响功率因数表内部测量信号的稳定，导致指针抖动剧烈；A 选项电压过低、B 选项电流过小可能使指针指示值偏小，但一般不会剧烈抖动；D 选项量程选大可能指针偏转角度小，但不会抖动。 四、限时练讲 1.若要判断功率因数表的可动部分是否卡住，可通过（ ）来检查 A. 观察指针是否能自由摆动 B. 测量仪表的电阻值 C. 查看仪表的说明书 D. 询问他人 答案：A 解析：通过观察指针是否能自由摆动，可以直观判断功率因数表的可动部分是否卡住；测量仪表电阻值、查看说明书、询问他人都不能直接判断可动部分是否卡住，选 A。 2.功率因数表使用后，存放的环境要求是（ ） A. 高温、潮湿 B. 干燥、通风良好 C. 低温、阴暗 D. 无特殊要求 答案：B 解析：功率因数表使用后应存放在干燥、通风良好的环境中，防止仪表元件受潮损坏，高温、潮湿、低温、阴暗环境都不利于仪表的长期保存，选 B。 3.当使用功率因数表测量时，发现测量结果与实际情况相差较大，可能的原因不包括（ ） A. 仪表未校准 B. 接线错误 C. 环境温度变化 1℃ D. 量程选择不当 答案：C 解析：仪表未校准会导致测量误差，接线错误会使测量不准确，量程选择不当也会影响测量结果；一般情况下，环境温度变化 1℃不会对功率因数表的测量结果产生明显影响，选 C。 4.功率因数表的指针在未通电时，应（ ） A. 指向 1 B. 指向 0 C. 根据不同型号指向不同位置 D. 进行机械调零使其指向零位（如有装置） 答案：D 解析：对于有机械调零装置的功率因数表，在未通电时应进行机械调零使其指针指向零位；不同型号的功率因数表未通电时指针位置不一定相同，但都需要通过调零操作保证初始状态准确，选 D。 5.以下哪种操作可能会损坏功率因数表（ ） A. 在测量前检查仪表外观 B. 按照正确接线方式连接仪表 C. 在测量过程中频繁切换量程 D. 使用后妥善保存仪表 答案：C 解析：在测量过程中频繁切换量程可能会损坏功率因数表内部的量程切换机构和相关元件；测量前检查仪表外观、正确接线、使用后妥善保存都是正确的操作，不会损坏仪表，选 C。 6.测量功率因数时，若发现功率因数表的指针向反方向偏转，原因可能是（ ） A. 电流线圈或电压线圈接线极性接反 B. 电源电压过高 C. 负载功率过大 D. 仪表内部电阻损坏 答案：A 解析：功率因数表的电流线圈或电压线圈接线极性接反，会导致仪表内部电磁力方向改变，使指针向反方向偏转；电源电压过高、负载功率过大、仪表内部电阻损坏一般不会直接造成指针反向偏转，选 A。 7.功率因数表的刻度标尺上，0.5（超前）表示（ ） A. 负载为感性，功率因数为 0.5 B. 负载为容性，功率因数为 0.5 C. 负载为纯电阻性，功率因数为 0.5 D. 无法确定负载性质 答案：B 解析：功率因数表刻度标尺上，0.5（超前）表示负载为容性，功率因数为 0.5；感性负载对应刻度为 0.5（滞后），纯电阻性负载功率因数为 1，选 B。 8.功率因数表的表盘上，通常以什么作为单位标识功率因数数值？（ ） A. 安培（A） B. 伏特（V） C. 无单位（纯数值） D. 瓦特（W） 答案：C 解析：功率因数是有功功率与视在功率的比值，是一个无量纲的纯数值，所以表盘上标识的功率因数数值无单位。 9.如何使用功率因数表测量电路的功率因数？​ 答案：首先根据电路的电压和电流大小，选择合适量程的功率因数表；将功率因数表的电流线圈与电路负载串联，电压线圈与负载并联，注意电流和电压的极性；接通电路电源，待指针稳定后，从表盘上读取功率因数的数值，并判断其是超前还是滞后 。​ 10.若功率因数表指针不偏转，可能的故障原因有哪些？​ 答案：可能原因有电源未接通或电源电压过低；功率因数表的电流线圈或电压线圈断路；内部接线松动或接触不良；仪表的可动部分卡住；测量电路存在短路故障导致电流过大，损坏仪表内部元件 。 五、学法建议 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。 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 $$