電力測試基礎(chǔ)知識

電力測量基礎(chǔ)泰克科技（中國）有限公司行業(yè)渠道開發(fā)經(jīng)理陳鑫磊電話容提要交流電功率計(jì)測量原理三相以及多相交流電諧波測量失真波形的功率波動功率的測量SNSN中性面ω單相正選交流電的產(chǎn)生3波形按正弦規(guī)律變化的交流電。SN中性面ω0eα90o180o270o360o90o180o270o360o單相正選交流電的產(chǎn)生40eωteSNωωtEme＝Emsinωt單相正選交流電的產(chǎn)生Feb2013TektronixConfidential5正弦交流電三個(gè)要素：最大值、角頻率和初相位。e---瞬時(shí)值Em---最大值ωt–角頻率φ1—初相位交流電的三要素0eEmωtφe＝Emsin（ωt＋φ

）Feb2013TektronixConfidential6三要素1-----瞬時(shí)值和最大值（初相位為0）e＝Emsinωt0eωte最大值瞬時(shí)值瞬時(shí)值：e,i,u最大值：Em,Im,Um最大值Feb2013TektronixConfidential70eωteTT周期交流電每循環(huán)一次所需要的時(shí)間叫周期。周期用符號T來表示，單位是秒（s）。三要素2-----周期、頻率、角頻率8頻率0et頻率是指一秒鐘內(nèi)交流電重復(fù)變化的次數(shù)，用字母f表示，單位是赫茲，簡稱赫（Hz）。0.04sf＝50HzT＝0.02sTT三要素2-----周期、頻率、角頻率角頻率：表示交流電每秒鐘內(nèi)變化的角度。角頻率SNαω單位是弧度/秒。角速度ω。三要素2-----周期、頻率、角頻率10SN中性面ωewt三要素3-----相位11SN中性面ωewtφ當(dāng)t＝0時(shí)，角度等于φ

，則φ稱為初相（角）。初相角φ三要素3-----初相位12SNφ1ω相位e＝Emsinωte＝Emsin（ωt＋φ1

）（ωt＋φ1）叫做該交流電的相位。三要素3-----相位13相位差0eωtφ

2φ

1φ兩個(gè)同頻率交流電的相位之差。用來φ表示。φ=(ωt+φ1)-(ωt＋φ2)=φ1-

φ2相位差等于初相之差。三要素3-----相位差14相位差0eωtφ

2φ

1φφ=φ1-（-

φ2）三要素3-----相位差15電壓和電流的位相差交流使負(fù)載電壓和電流之間產(chǎn)生相位差～電阻電感電容～～負(fù)載種類回路電壓?電流波形矢量圖90°滯后90°超前UIUIUIＲＬＣUUUIII電壓有效值

1Vrms振幅1.41421356....V電流有效值

1Arms振幅1.41421356....A電壓電流相位

0°功率

1W 瞬時(shí)功率平均值視在功率

1VA無功功率

0Var瞬時(shí)功率：電壓和電流乘積１周期內(nèi)平均值電力測量值和波形-2-1.5-1-0.500.511.522.5平均化區(qū)間電壓電流瞬時(shí)功率交流電路中，電路端電壓和電流有效值的乘積稱為視在功率。用S表示。電力測量：功率和功率因數(shù)視在功率單位：伏安（VA）QPSφ功率三角形18功率因數(shù)有功功率與視在功率的比值功率因數(shù)角φ又稱功率因數(shù)角，是電路總電壓與電流的相位差。QPSφ功率三角形19電壓有效值U1.0000電流有效值Ｉ1.0000功率P1.0000視在功率S=U*I1.0000無功功率Q=(S^2-P^2)^0.50.0000功率因數(shù)λ=P/S1.0000電壓有效值U1.0000電流有效值Ｉ1.0000功率P0.5000視在功率S=U*I1.0000無功功率Q=(S^2-P^2)^0.50.8660功率因數(shù)λ=P/S0.5000電壓有效值U1.0000電流有效值Ｉ1.0000功率P0.0000視在功率S=U*I1.0000無功功率Q=(S^2-P^2)^0.51.0000功率因數(shù)λ=P/S0.0000不同相位時(shí)的電力測量值Phaseangle

0°Phaseangle

60°Phaseangle

90°-2-1.5-1-0.500.511.52平均化區(qū)間電壓電流瞬時(shí)功率-2-1.5-1-0.500.511.52平均化區(qū)間電壓電流瞬時(shí)功率-2-1.5-1-0.500.511.522.5平均化區(qū)間電壓電流瞬時(shí)功率電力測量基礎(chǔ)功率計(jì)測量原理電流表串聯(lián)電壓表并聯(lián)負(fù)載電源功率分析儀原理現(xiàn)在的功率計(jì)將電壓表、電流表和功率表等做在1臺設(shè)備中乘法器顯示VA功率計(jì)基本項(xiàng)目：?電壓/電流（rms值、mean值、DC值、交流成分）、功率（有功功率、視在功率、無功功率）、功率因數(shù)、相位角、效率?電壓或電流的頻率（交流場合）?電流積分（Ah）、有功功率積分（Wh）測量（WT3000可以VAh，varh）?諧波（電壓有效值、電流有效值、功率基波成分、各次諧波成分、總諧波含量）其他應(yīng)用：?電壓、電流波形顯示?電機(jī)評價(jià)（扭矩、轉(zhuǎn)速、機(jī)械功率、效率）功率計(jì)測量項(xiàng)目有效值和平均值定義有效值

與直流電比較有同等的電能値

RMSRootMeanSquare平均値

整流后的平均値

MEAN（RectifiedMean）峰値有效値峰值因數(shù)

=（CF）正弦波場合１．４１=（CF）１４１Ｖ１００Ｖ電壓輸入波形電壓絕對值波形電壓平方波形u(t)|u(t)|u(t)2交流電壓(電流)測量原理平方根系數(shù)輸入電壓波形輸入電流波形瞬時(shí)功率波形通過LPF平均化平均化方式１有功功率u(t)i(t)u(t)×i(t)功率測量原理輸入電壓波形輸入電流波形瞬時(shí)功率波形1周期或數(shù)周期區(qū)間的平均化有功功率u(t)i(t)u(t)×i(t)需要正確檢出周期，但原理上講，如果能運(yùn)算1周期的有功功率，可以實(shí)現(xiàn)高速測量。平均化方式2功率測量原理電壓U電流

I有功功率PUIcosφRMS與直接輸入電阻元件時(shí)消耗的直流功率相等的交流值MEAN正弦波輸入時(shí)獲得與RMS運(yùn)算相同值的簡單計(jì)算方式DC簡單平均電壓?電流的測量交流的電壓?電流測量的方式電壓、電流測量時(shí)可以改變測量模式。有功功率測量與測量模式的設(shè)定無關(guān)。其他測量項(xiàng)目無功功率

Q(Var) = U×I×sinφ

Reactivepower視在功率

S(VA) = U×I

Apparentpower功率因數(shù)

λ(PF) = cosφ

PowerFactor位相角

φ = cos-1（λ） PhaseAngle視在功率

S(VA)無功功率

Q(Var)有功功率

P(W)φS(VA),P(W),Q(Var)的關(guān)系S(VA)2=P(W)2+Q(Var)2從電壓、電流、有功功率測量值運(yùn)算出Q、S、λ等值，并且隨電壓/電流測量模式的不同而變化。其他測量項(xiàng)目電壓，電流，有功功率由瞬時(shí)數(shù)據(jù)運(yùn)算得到積分功能[1W]的功率持續(xù)1小時(shí)

電能?1Wh（瓦時(shí)）?500mWh連續(xù)積分模式（循環(huán)積分）標(biāo)準(zhǔn)積分模式積分運(yùn)算時(shí)不能改變量程，重設(shè)要在STOP狀態(tài)下進(jìn)行。功率積分500mW的功率持續(xù)1小時(shí)1W的功率持續(xù)0.5小時(shí)功率測量基礎(chǔ)三相以及多相交流電三相交流電系統(tǒng)互相差120度相位的電氣系統(tǒng)的3個(gè)交流電發(fā)生器組成發(fā)電送電http://www.energia.co.jp/變電三相３線與三相４線單相２線（1φ2W）電源負(fù)載三相４線（3φ4W）三相３線（3φ3W）中性線省略方式三相交流電基本術(shù)語RSTR相／S相／T相RST相電壓UVWU相／V相／W相RST線電壓RST星形（結(jié)線）RST三角（結(jié)線）超期

滯后超期滯后如果各相獨(dú)立，三相功率測量由3個(gè)功率計(jì)測量并簡單相加。但因?yàn)楦飨嗟乃矔r(shí)值互相影響并不獨(dú)立，根據(jù)Blondel定理N相功率可以用N-1個(gè)功率計(jì)測量。三相功率可以由2個(gè)功率計(jì)測量。（一般被稱作2瓦特表法，其他也有以測量各相平衡為目的3電壓3電流表接線）三相功率測量2種情況的總功率測量結(jié)果是同樣的。三相不平衡、波形失真情況下總功率也成立。３相系統(tǒng)LOAD（負(fù)載）的消耗功率可以分別測量根據(jù)Blondel定理使用3-1個(gè)功率計(jì)測量三相功率測量的結(jié)線方法RSTU1:U(RT)U2:U(ST)URUTUSRSTI1I3I2電壓矢量電流矢量三相３線結(jié)線（Ｔ相基準(zhǔn)）無中性線的功率測量時(shí)結(jié)線RSTU1:U(RT)U2:U(ST)I1I2+30°－30°單元1比實(shí)際30°電流超前

P1=UI?I1cos(30°）單元2比實(shí)際30°電流滯后

P2=U2?I2cos(-30°)三相3線功率因數(shù)