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电工实验报告 办公室用电负荷统计、测试与分析比较 1. 实验目的 通过本实验使学生将电路理论中三相交流电路的知识、电气测量技术中三相交流负荷的测量方法、相关仪器仪表的使用以及小范围内三相负荷的统计计算、同时系数的选取方法等知识点和技能融为一体，并进一步理解用统计容量与计算容量及实测容量之间的关系，为更大范围的负荷统计及实测实验奠定基础。 2. 实验原理 ? 办公室常用用电设备的统计与分析 电参数是用电设备的一个非常重要的参数，它对配电、线路铺设、经济考量都有很 重要的现实意义，因此测量电参数显得十分重要。电参数有电压值、电流值、电功率值、电能值、电阻值等，本实验只测量其中的电压、电流、电功率。 电压的测量： 电压的测量原理是将测量电压表并联到处于额定功率状态的负载端，从而测量出整个负载的额定电压（一般都是220V）。 电流的测量： 电流测量时采用将电流表串联入负载一端的方法进行测量的，通过适当的电路设计可以将电流表对负载电流的影响降到最低，从而是数据更加准确。而对于总电流的测量 则应在其总干路上串联电流表，此时应注意电流表的量程选择，及连接线材的选择。 功率的测量： 功率分为有功功率、无功功率和视在功率，针对不同功率有不同的测量方法。 视在功率的测量： 视在功率为电压和电流的乘积，因此只用将电压和电流分别测出然后相乘即可求出。 有功功率的测量： 有三种方案可供选择： 1. 直接用有功功率表测量 具体的接线规则是将功率表的电流端串入负载一端，同时将电压端并入负载两端，注意其同名端的识别和接入；总功率的测量则需要按照上述规则将功率表接入总支路。 优点： 读数简单，准确率高。 缺点： 线路略微复杂，操作有些不便。 2. 用电能表测量 将待测负载打开运行至其额定状态，关闭其他用电器，记录其时间、电能值等初始值，隔段时间，再记录其时间、电能值等最后值，算得电能值差和时间差，相除即得其有功功率。 P1=W/T P1为有功功率，W为消耗电能值，T为时间差。 优点： 简单易行，读数方便，对于总功率的测量则更具优势。 缺点：准确度不高，需要计算，并且影响其他用户用电。 无功功率的测量： 无功功率的测量有别于有功功率，主要通过电压和电流的乘积得到视在功率，然后用视在功率减去有功功率来实现。 在本实验中有两种方案可供选择： 1. 伏安法 将电压表和电流表分别并入和串入负载端，记录数据，计算其有功功率。 P2=Sn-P1 Sn=U*I 其中U是其额定电压，I是额定电流，Sn为视在功率，P1为有功功率，P2为无功功率。 优点： 准确度高，较真实的反映出其无功功率。 缺点： 线路复杂，计算精度取决于视在功率和有功功率的测量上。 2. 用无功功率表测量 无功功率的接线和有功功率相似，参照有功功率表接线。 优点： 读数简单，无需计算。 需要系数和同时系数的计算： 需要系数： 需要系数可通过查表得知. 同时系数： 同时系数是设备在满天时运行的平均功率和最大功率的比值，可以通过日常经验求得，这里我们假设同时系数为0.5。 ? 测量仪器的选择 用电设备的选择不仅基于被测设备的用电量、电压、电流等原因，也要考虑测量设备的实用性、经济性、可实现性和安全性等原因，基于以上几个方面来选取电压表、电流表、功率表等一些测量仪器。 磁电系仪表： 优点： 准确度高、灵敏度高、仪表内部消耗功率小、刻度均匀。 缺点： 只能用于直流测量、过载能力小。 总结：虽然磁电系优点很多，但不能测量交流电，因此不能采用磁电系仪表。 电磁系仪表： 优点： 结构简单、过载能力强、可以交直两用。 缺点： 刻度不均匀、准确度低、灵敏度低、功耗大、工作频率范围窄。 总结：由于电磁系仪表准确度较低，因此对于测量一些小型用电器可能误差较大，因此测较大功率的电器时可以考虑使用。 电动系仪表： 优点： 准确度高、可以交直两用、能够成多种仪器。 缺点： 易受外磁场影响、过载能力小、刻度不均匀。 总结：电动系虽然可以交直两用且准确度高，但其过载能力弱，可能需配合互感器使用，使得测量复杂化，因此应酌情使用。 不同仪器的优缺点： 多功能表 优点：只用输入电流和电压就能得到三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功 率因数、电网频率、有功电能、无功电能，方便简洁 缺点