1、電氣工程學院實驗名稱：無功補償與功率因數的提高課程：電網絡分析課程號：101C0340學期：2018 春夏學期任課教師：孫盾專業：電氣工程及自動化姓名：白漢林學號：31601030333160103033日期：星期三上午地點：東 3-2063-206 桌號 A3A3課程名稱：電網絡分析指導老師：孫盾成績:實驗名稱：無功補償與功率因數的提高實驗類型：探究型一、實驗目的和要求（必填）二、實驗內容和原理（必填）三、主要儀器設備（必填）四、操作方法和實驗步驟五、實驗數據記錄和處理六、實驗結果與分析（必填）七、討論、心得一、實驗目的和要求1、了解用電系統中進行無功補償的原因和意義；2、熟悉熒光燈電路的組

2、成、工作原理，掌握并聯電容進行無功補償的原理;3、通過實驗學習功率因數提高的方法；4、探討系統諧波對無功補償的影響；5、學習測量數據的處理，了解有理經驗公式的求取方法。二、實驗內容和原理實驗內容：1、分別測量（1）鎮流器（2）燈管（3）兩者串聯的消耗功率及其功率因數2、保持日光燈兩端電壓不變的條件下測定電流 I、功率 P、功率因數 cosd 與電容 C 的關系;3、做出 I、P、cos（）和電容 C 的關系曲線；4、用 PC 曲線求單位電容的等效電導 g；5、在分析 IC 曲線的基礎上，求 I2C 曲線的有理經驗公式（Matlab 曲線擬合）；6、如何推算電網的三次諧波分量的大小？7、如何推求

3、整個日光燈負載的入端等效阻抗？8、計算等效阻抗的傳遞誤差。實驗原理：當電網電壓的波形為正弦波，且電壓與電流同相位時，電阻性電氣設備如白熾燈、電熱器等從電網上獲得的功率 P 等于電壓 U 和電流 I 的乘積，即：P=UXI。電感性電氣設備如電動機和變壓器等由于在運行時需要建立磁場，此時所消耗的能量不能轉化為有功功率，故被稱為無功功率 Q。此時電流滯后電壓一個角度小。在選擇變配電設備時所根據的是視在功率 S,即有功功率和無功功率的矢量和：-1無功功率為:1-有功功率與視在功率的比值為功率因數 cosf=P/S無功功率的傳輸加重了電網負荷，使電網損耗增加，系統電壓下降。故需對其進行就近和就地補償。并

4、聯電容器可補償或平衡電氣設備的感性無功功率。當容性無功功率 QC 等于感性無功功率 QL 時，電網只傳輸有功功率 P。根據國家有關規定，高壓用戶的功率因數應達到 0.9以上，低壓用戶的功率因數應達到 0.85 以上。如果選擇電容器功率為 Qc,則功率因數為：cos（|）=P/（PA2+（QL-Qc）A2）A1/2本實驗主要利用 DG09 操作臺與日光燈管等器件，通過各電表的監控檢測，探究無功補償與功率因數的提高。三、主要儀器設備1.MY61 萬用表2.DG09;3 .交流工頻電源；4 .交流電壓表、電流表；5 .功率表。四、操作方法和實驗步驟1、電容 C 暫時不接入電路，連接線路，點亮日光燈；

5、2、第一次通電前，要求自耦變壓器輸出起始為 0,接通電源后，調節旋鈕增大輸出電壓，要求用交流電壓表監測端電壓（燈管+鎮流器兩端的電壓），當電壓達到 180V 左右，起輝器開始動作，日光燈有閃亮。日光燈點亮之后，調節輸出電壓到 220V,保持不變。此后實驗過程中，可直接切斷或接通電源，不需要再調節自耦變壓器；3、如果不亮，進行線路檢查：日光燈管和起輝器接觸是否完好；4、在日光燈啟動過程中，因為電流沖擊，儀表量程要選擇足夠的余量，記錄數據時，應改變合適的量程讀取數據。 日光燈管是非線性器件， 需要點亮數后待數據顯示趨于穩定后， 再讀取記錄實驗數據。5、電容器 C 并聯接入電路，其數值從 0 開始逐

6、步增加，直到最大值 8 口左右，增加的步長應根據功率因數的變化進行調整， 最大不應超過 1F,實驗過程中可根據電流表的示數變化來判斷。在功率因數較高（即電流值小 or 大？）的時候，需要多取測量數據點。五、實驗數據記錄和處理鎮流器與燈管U(V)I(A)P(W)cos（I）鎮流器220.00.3705.63L0.08燈管220.00.37129.87C0.80二者串聯220.00.37235.95L0.43日光燈電路電容C(wF)U(V)I(mA)P(W)cos（|）0.47219.934737.97L0.461220.131335.98L0.521.47220.128135.56L0.5822

7、20.226236.59L0.632.2220.425537.00L0.662.47220.224436.95L0.692.67220.423837.20L0.713.2220.121437.48L0.793.67220.420337.62L0.844.2219.919137.84L0.904.4220.219038.11L0.914.67220.018737.92C0.934.87220.219038.32C0.925.4220.419538.41C0.895.87219.920438.64C0.856.4220.322338.91C0.786.6219.822839.11C0.766.87

8、220.024039.12C0.737.07220.025039.15C0.707.6220.028039.45C0.638.07219.930139.87C0.588.6220.233440.25C0.539.07219.935740.55C0.50六、實驗結果與分析1 .P-C 關系曲線如下圖所示:*CurveFittingTaelfileFjtJ/iewloolsDesktopWindowHelp田口!日口LinearmodelPolyi;Hx-pl*x+p2CMffickntsfwit+i95%confidepl=0.53660.4978.0.!pZ-35.55(M.H35L7曲線擬合

9、成的函數為：y=0.5366x+35.55忽略電流表帶來的功率誤差，則有 P=aC+P0,a=gU2由 P-C 線性擬合結果：y=0.5366x+35.55可求得：等效電導 9=1000000*0.5366/2202=11.09S/F司AutolititSlopRes.uksuntitledfit1+|2 .下圖為 I-C 曲線:擬合曲線函數式為：y=0.008896x2-0.08307x+0.3883 為二次函數關系3.下圖為 1A2-C 曲線:*CurveFittingToolGeneidlrrudekR埒=a*YA2+b*id+eCoellicients加由95拈tonfida=0.00

10、4754(O,Q04Jith95%tcxifida-0.G4546(0,01b-001941.QO593,c=-0,09131HL1534d-0051361001565.v5 .推算三次諧波本次實驗的三次諧波 U2=(a-(g2+co2)*U2)/82,所以 U=72.33V,U=207.77V6 .整個日光燈負載的入端等效阻抗及傳遞誤差的計算R=P/I2=259.78QZ=U/I=591.40QX0=sqrt(R02+Z2)=18.21QdR=sqrt(0.01*1/I2)2+(0.005*2PI-3)2)=6.98QdX)=sqrt(0.01*1/2X0*2P/I4)2+(0.005*1/2X0*2U/I2)2+(0.005*1/2X0*(2UI-3+4F2I-3)2)=0.49所以,Z=(259.786.98)+j(18.210.49)七、討論、心得本次實驗難度并不