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2021-12-04 22:07:09
電力功率測量方法
2021-12-04 22:07:09 來源: 網絡
電力功率測量方法
從大的方面來看，很多領域都需要功率測量，而且不同領域功率測量的方法是大不相同的。例如在通訊領域，需要測試發射設備(如天線)的發射功率，傳輸功率，接收設備的接收功率等等，這里的測試信號大多都是射頻信號，是看不見摸不著的，要對其進行功率測量一般需要使用天線接收，接收時需要設置好頻點或頻帶，再進行功率測量。而在電力測試領域，信號頻率較低，一般通過測其電壓、電流、電阻等來計算其功率即可，而且測試這些基礎參數的儀器很多，如萬用表、示波器等等，也可以通過電力測試功率計直接測得。本文主要介紹電力測試領域的功率測量。
一、有多少種功率定義？在IEEE技術詞典中，列出了十多種不同的功率定義，其中有兩種為最常用的功率類型：視在功率S、平均功率P(亦稱真值功率、有功功率)。還有許多其他的功率的定義，如無功功率Q、諧波功率、瞬時功率等等。常用的功率表達式如表1所示。
在交流電路中，由于有感性或容性儲能設備，電壓與電流有相位差，通俗講就是電壓與電流不在同一時間到達；因此，表面看電壓有多大、電流有多大，實際并沒有做那么大的功，有電源與儲能設備的能量轉換；所以稱為視在功率。
常用功率表達式
1. 非正弦交流電路的平均功率
其中，Un是包含了諧波電壓的電壓測量值，In是包含了諧波電流的電流測量值，PF是功率因數，一般用于非正弦波形。與上面定義區別在于：包含了n的高次諧波，使用了離散的計算方法。另一個平均功率的定義是等效直流電阻中的“熱能”的定義，這是個更容易理解的概念
2. 平均功率的重要性對于像燈泡，加熱器等電阻負載，平均功率的測量和計算是很方便的，但是，這樣的計算不適用于非線性負載?，F代的電子技術應用中，開關電源、電子整流器，空調控制系統，感應或脈沖調制馬達等等都使用了非線性技術，這樣，在設計，故障診斷和分析中都需要進行非線性負載的平均功率測量。如上所示，對于電力方面的測量無外乎需要測量電壓、電流、電阻等基本參數，但是對于這些參量的測試需要注意其定義方法，例如電壓參數的定義就有很多種：電壓瞬時值、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的定義方法。
二、多種參數定義1.算術平均值
周期性信號的算術平均值是對信號在一個周期T內的平均值，相當于信號中的直流成分。如果平均值等于0，則該信號為純AC信號。對于DC信號，平均值與瞬時值相同。對于同時含有AC和DC成分的信號，平均值為其中的DC成分。
2.整定值
整定值是一個周期內絕對值的算術平均值，絕對值通過信號整流獲得。
整定值示意圖
為了使AC信號能夠使用與DC信號同樣的計算公式，比如電阻、功率等的計算，對信號的均方根值進行了專門定義。AC信號的均方根值與相同幅度的DC信號產生的效果相同。例如：采用230VrmsAC電壓供電的白熾燈泡獲得的電能與采用230VDC電壓對其供電獲得的電能是相同的。對于正弦波信號，均方根值是其峰值的1/(21/2)(0.707)。
4.波形因數信號的整定值乘以波形因數之積等于信號的有效值：
對于純正弦波信號，波形因數等于：
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