電力功率測(cè)量方法

電力功率測(cè)量方法電力功率測(cè)量方法從大的方面來(lái)看，很多領(lǐng)域都需要功率測(cè)量，而且不同領(lǐng)域功率測(cè)量的方法是大不一樣的。例如在通訊領(lǐng)域，需要測(cè)試放射設(shè)備(如天線)的放射功率，傳輸功率，接收設(shè)備的接收功率等等，這里的測(cè)試信號(hào)大多都是射頻信號(hào)，是看不見(jiàn)摸不著的，要對(duì)其進(jìn)展功率測(cè)量一般需要使用天線接收，接收時(shí)需要設(shè)置好頻點(diǎn)或頻帶，再進(jìn)展功率測(cè)量。而在電力測(cè)試領(lǐng)域，信號(hào)頻率較低，一般通過(guò)測(cè)其電壓、電流、電阻等來(lái)計(jì)算其功率即可，而且測(cè)試這些根底參數(shù)的儀器很多，如萬(wàn)用表、示波器等等，也可以通過(guò)電力測(cè)試功率計(jì)直接測(cè)得。本文主要介紹電力測(cè)試領(lǐng)域的功率測(cè)量。一、有多少種功率定義？在IEEE技術(shù)詞典中，列出了十多種不同的功率定義，SP(亦)功功率Q、諧波功率、瞬時(shí)功率等等。常用的功率表達(dá)式如1所示。在溝通電路中，由于有感性或容性儲(chǔ)能設(shè)備，電壓與電流有相位差，通俗講就是電壓與電流不在同一時(shí)間到達(dá)；因此，外表看電壓有多大、電流有多大，實(shí)際并沒(méi)有做那么大的功，有電源與儲(chǔ)能設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換；所以稱為視在功率。常用功率表達(dá)式非正弦溝通電路的平均功率其中，Un是包含了諧波電壓的電壓測(cè)量值，In是包含了諧波電流的電流測(cè)量值，PF波形。與上面定義區(qū)分在于：包含了n的高次諧波，使用了離散的計(jì)算方法。另一個(gè)平均功率的定義是等效直流電阻中的“熱能”的定義，這是個(gè)更簡(jiǎn)潔理解的概念平均功率的重要性對(duì)于像燈泡，加熱器等電阻負(fù)載，平均功率的測(cè)量和計(jì)算是很便利的，但是，這樣的計(jì)算不適用于非線性負(fù)載?，F(xiàn)代的電子技術(shù)應(yīng)用中，開(kāi)關(guān)電源、電子整流器，空調(diào)掌握系統(tǒng)，感應(yīng)或脈沖調(diào)制馬達(dá)等等都使用了非線性技術(shù)，這樣，在設(shè)計(jì)，故障診斷和分析中都需要進(jìn)展非線性負(fù)載的平均功率測(cè)量。如上所示，對(duì)于電力方面的測(cè)量無(wú)外乎需要測(cè)量電壓、電流、電阻等根本參數(shù)，但是對(duì)于這些參量的測(cè)試需要留意電壓均方值、電壓整定值、電壓有效值、電壓峰值等等。下面，我們逐一介紹這些參數(shù)的定義方法。二、多種參數(shù)定義算術(shù)平均值周期性信號(hào)的算術(shù)平均值是對(duì)信號(hào)在一個(gè)周期T內(nèi)的平0，則該ACDC信號(hào)，平均值與瞬時(shí)值一樣。ACDC成分的信號(hào)，平均值為其中的DC成分。整定值整定值是一個(gè)周期內(nèi)確定值的算術(shù)平均值，確定值通過(guò)信號(hào)整流獲得。整定值示意圖為了使AC信號(hào)能夠使用與DC信號(hào)同樣的計(jì)算公式，比方電阻、功率等的計(jì)算，對(duì)信號(hào)的均方根值進(jìn)展了特地定義。ACDC信號(hào)產(chǎn)生的效果一樣。例如：承受230VrmsAC電能與承受230VDC1/(21/2)(0.707)。波形因數(shù)信號(hào)的整定值乘以波形因數(shù)之積等于信號(hào)的有效值：對(duì)于純粹弦波信號(hào)，波形因數(shù)等于：峰值因數(shù)峰值因數(shù)的大小等于峰值和有效值之比，它對(duì)于失真信號(hào)測(cè)量格外重要。于純粹弦波信號(hào)，波形因數(shù)等于21/2=1.414。假設(shè)峰值因數(shù)超過(guò)測(cè)量?jī)x器的規(guī)定值，則測(cè)量結(jié)果會(huì)消滅誤差。計(jì)算有效值的準(zhǔn)確度取決于峰值因數(shù)，信號(hào)的峰值因數(shù)越高，有效值計(jì)算值的準(zhǔn)確度越低。通常，較大允許峰值因數(shù)的規(guī)定(例如500V的量程使用了230V)，則峰值因數(shù)將依據(jù)滿量程與實(shí)際使用量程的比值增加。三、電阻測(cè)量?jī)删€制電阻測(cè)量?jī)x器在測(cè)量未知電阻R送電流，然后測(cè)量被測(cè)電阻R兩端的壓降，同時(shí)測(cè)試線的電阻RL也會(huì)產(chǎn)生較小的壓降，如圖2所示。在測(cè)量阻值較小兩線制電阻測(cè)量的工作原理四線制電阻測(cè)量小電阻的傳統(tǒng)測(cè)量方法被稱為四線制測(cè)量法或開(kāi)爾文定律。承受這種測(cè)量法時(shí)，儀器同樣供給準(zhǔn)確的恒定電流，該方法使用另外兩條測(cè)試線直接與被測(cè)電阻R以不受傳送測(cè)量電流的兩條測(cè)試線中產(chǎn)生的壓降的影響爾直接測(cè)量R端子，用于直接測(cè)量被測(cè)電阻兩端壓降的儀表端子被稱為感應(yīng)端子。感應(yīng)輸入的輸入電阻RL1輸入電阻的電流微小，可以無(wú)視不計(jì)。四線制電阻測(cè)量的工作原理如上所述，對(duì)于電力耗能方面的功率測(cè)量，只要獲得幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)(如電壓、電流的有效值等等)，再通過(guò)計(jì)算便可以獲得，所以說(shuō)可測(cè)量這些根本參數(shù)的儀器都可以進(jìn)展功率測(cè)量，如萬(wàn)用表、示波器等等，但是對(duì)于某些信號(hào)的電壓