电能质量分析仪的功率测量

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[Vrms] [Arms]
Fluke 43 精确采集电压和电流的四个时期。它测量四个时期波形的 1024 个采样点（每个周期 256 点）。这 1024 采样点用于显示电压和电流的波形并计算 Vrms ，Arms ，它们在 VOLT / AMPS / HERTZ 模式中显示。
V ∑ I ∑ rms
=
对于功率测量，可以用仪器设置选择相对整体(Full)或相对基波(Fundamental)来分析频谱
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技术文章
如果存在谐波，相对基波计算出的视在功率和无功功 当在单相模式中选择 FULL，仪器将在三相模式中自动
率和相对整体计算出的值是不同的（相对整体计算要 切换到 FUNDAMENTAL。（三相模式用于测量三相电机
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显示：谐波次数，频率， V / A / W, %r or %f, 以及相位。
%r 是在一个信号中以相对整个有效值（基波＋谐波分量）的谐波数量百分比表示； %f 是相对基
波的百分比表示。不同的标准将需要 %r 或 %f.。在实际中，两个读数是接近的。
谐波失真度 [THD]
THD 表示在一个信号中以相对整个 RMS 值的百分比[THD%r]或以基波的百分比[THD%f]的谐波数 量。它是一个测量波形偏离纯正正弦波程度的数值。 0%表示没有奇变。在仪器设置菜单中可以选 择 [THD %r] 或 [THD %f]。
(VA2 − W 2 )
无功功率 [VAR]
功率因数 [PF]
功率因数是有功功率和视在功率之比。纯电阻的理想情况下，功率因数为 1.0。 小于 １ 的位移功率因数 (DPF or Cos ϕ) 是由感性或容性负载引起的，比如电动机和变压器。感性 负载导致电流滞后电压，而容性负载导致电流超前电压。 因此，功率因数校正电容器被用于补偿 电动机负载的效应。既然电动机和电容器是线性负载， DPF 仅计算基波频率的功率因数 (即不考 虑谐波效应)。 功率因数(PF)有时被称为全功率因数，在计算时利用整个 RMS 值，即包括基波和所有谐波。如果 存在谐波，PF 将小于 DPF。
大）。
的功率和功率因数。因为电机是线性感性负载，功率因
百度文库数相对与谐波变化很小。）
FFT
FFT 功能计算电压，电流和瓦特的谐波至 51 次。本仪器在电压/电流/频率模式和功率模式中显示的
四个满周期，并测量频率。每周波采样 256 点，在谐波模式中，这具有 1024 个采样点的四个满周 期的波形用于计算电压，电流和功率的高次谐波频率（高至 51 次〕。在每次谐波处移动游标，仪器
Re alPower [W ] ApparentPo wer [VA ]
功率因数 [PF]
位移功率因数 [DPF = Cos ϕ]
DPF 是基波有功功率和视在功率之比，即基波电流和基波电压夹角的余弦 (Cosϕ)。感性负载（电 动机）使电流滞后电压，而容性负载（功率因数效正电容）使电流超前电压。 在计算位移功率因数时，仅利用信号的基波。（参见：功率因数）
功率模式 有功功率[W] 视在功率[VA] 无功功率[VAR] 功率因数[PF]
Cos ϕ = DPF 位移功率因数
在仪器设置时，可以选择基本或全部电量
谐波模式 FFT 功能计算基波和高至 51 次谐波的 V，A 和 功率 K 因数[KF] 整个谐波奇变[THD]
电压 /电流 / 频率
电压/ 电流/ 频率模式用于在使用其它功能研究 信号细节之前 ，先对电压和电流信号进行检查。
K 因数
K 因数表示由于谐波电流的影响造成的变压器的损耗。高次谐波比低次谐波更影响 K 因数。下面的公式是
FLUKE 43 计算 K 因数的定义。
∑∑ KF =
(h2 xIh2 )
I
2 h
其中： h = 谐波次数
Ih = 以基波百分比表示的谐波电流
仪器的设置
仪器设置可以改变下列设定： ％f：以基波电流（或电压，功率）百分比的方式显 示谐波) %r：以包含所有谐波的整个电流的幅值的百分比方 式显示谐波。 DC..21：显示信号的 DC 至 21 次谐波分量 DC..33：显示信号的 DC 至 33 次谐波分量 DC..51：显示信号的 DC 至 51 次谐波分量
1 1024
*
1023
Vi 2
i=0
rms
=
1 *
1024
1023
Ii2
i=0
(通过 i=0 to 1023 的计算，可以包括 DC 分量)
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CF 波峰因数
技术文章
在电压/电流/频率模式中，可以读电压和电流的波峰因数 CF。 CF 是波形峰值和有效值之比。理 想的正弦波的 CF 是 1.4。Fluke 43B 上的 CF 读数表示了信号畸变的程度。畸变的电流的 CF 将大 于 1.4。具有显著畸变的电压的 CF 将小 1.4 (也被称为电压波形的“平顶”)。 带宽以及 CF 值较低的万用表或钳型表在有谐波测量时会出现较大误差。FLUKE 43B 由于具有 Connect-and-View™ 自动预触发功能，可以自动调整触发，时基和幅值，因而不会出现这种现象。
CFVOLT
=
Vmax Vrms
CFAMPS
=
Amax Arms
Hz = 1 *4 T4 period
赫兹是周期的倒数。 仪器根据它选的时基在四个周期内进行测量。
视在功率 [VA]
视在功率是供给负载的复合功率的幅值， 以伏安（VA）表示。
V I* rms rms
视在功率 [VA]
有功功率 [Watts]
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数）
技术文章
Fluke 43B 测量平衡负载上的 1Φ 和 3Φ 功率 (典型的是 3 相感应电动机负载。注意，如果三相电 动机不平衡，这说明电动机有问题，应把它送去维修）
功率功能测量和显示下列功率的数值：
有功功率[W], 视在功率[VA], 无功功率 [VAR], 功率因数[PF], Cos ϕ = 位移功率因数 [DPF] 和 频率 [Hz]
F43B 电能质量分析仪的功率测量
技术文章
用户有时会问：“F LUKE 43B 是如何计算功率（有功功率，视在功 率和无功功率）的？它们的计算公式是什么？这里介绍了 FLUKE43B 电能质量分析仪主要电能测 量功能，并解释了每一测量参数以及在仪器中的计算方法。
测量量：
V/A/Hz 模式
Vrms, Arms CF 峰值因数 频率
此模式可马上显示电压和电流的波形，以及电 压有效值、电流有效值、波峰因数，和频率的读数。 波峰因数 CF 是峰值和有效值之比，可以表示由谐波 引起的波形畸变程度。对于正弦波而言，CF 为 1.4； 对于有高次谐波含量的奇变电流波形，CF 大于 1.4。
功率
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Cos ϕ = W VA
Cos ϕ = DPF （位移功 率因数/基波功率因
Re alPower[W ] ApparentPower[VA]
Cosϕ fundamental
位 移 功 率 因 数 [DPF]
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技术文章
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在仪器设置里，可以改变功率的设置（基波或全部）。
谐波
谐波是周期性的电压、电流或功率的正弦波发生了畸变。 谐波信号可以通过 FFT 分解为具有不同频率的各种正弦波的组合。各种成分对整个信号的影响由棒图显示。
在此模式中，FLUKE43B 可以显示电压、电流 和功率的谐波。
所有的谐波（高至 51 次）都以棒图显示。在这 个例子中，光标设定在三次电流谐波上。右上端显 示了三次谐波电流的所有细节：频率是 １５０Ｈｚ，幅值 为 ２．８１Ａ，占基波电流的 ５５．７％ ，相角是 １７６°。左 上端显示了总的电流幅值为 ６．０７Ａ 相对基波电流整 个谐波畸变量（ＴＨＤ％ｆ）是 ６６．７％，ＫＦ 是 ２０．４
有功功率可解释为或等效的加热功率，它是消耗的并可以在功率曲线下区域计算。此功率以瓦特表 示。Fluke 43B 计算在 1024 个采样点的电流和电压值而得出功率。
∑ 1
1023
* V[i]* I[i]
1024 i=1
有功功率 [W]
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无功功率 [VAR]
技术文章
它是功率的虚部成分。无功功率成分并不产生任何有用功，它导致不需要的低功率因数，因而使系 统效率降低。