電力功率測量方法

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，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(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(shè)備的能量轉(zhuǎn)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(shù)，一般用于非正弦波形。與上面定義區(qū)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。現(xiàn)代的電子技術(shù)應(yīng)用中，開關(guān)電源、電子整流器，空調(diào)控制系統(tǒng)，感應(yīng)或脈沖調(diào)制馬達等等都使用了非線性技術(shù)，這樣，在設(shè)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(shù)，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(shù)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(shù)的定義方法。

二、多種參數(shù)定義1.算術(shù)平均值

周期性信號的算術(shù)平均值是對信號在一個周期T內(nèi)的平均值，相當(dāng)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(nèi)絕對值的算術(shù)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(chǎn)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(shù)信號的整定值乘以波形因數(shù)之積等于信號的有效值：

對于純正弦波信號，波形因數(shù)等于：

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