功率分析仪应用解析：电压电流测量模式的选择
功率分析仪在3V3A接线方式下的Tpye模式选择
3V3A 接线方式如图 1.1 所示。
图 1.1 3V3A 接线方式
三张功率卡分别测量三相的电压、电流，然后根据测量的电压、电流值计算各种间接测 量结果，如有功功率、无功功率、视在功率等。我们假设负载接线方式是星型连接，然后讨 论，角型连接讨论方式一样。
三个卡测量的电压为 U13、U23、U12，电流分别为 I1、I2 和 I3，则功率计算公式为： P = U ∙ I ，Q = U × I
TYPE1 TYPE2
TYPE3 TYPE1 TYPE2 TYPE3
1.6 总结
S1 + S2
√3 2
(S1
+
S2)
√3 3
(S1
+
S2
+
S3)
√(P∑2 + Q∑2) Q1 + Q2
√(S∑2 − P∑2)
Q1 + Q2
S1 + S2 + S3 Q1 + Q2 + Q3 Q1 + Q2 + Q3
根据 3V3A 不同情况下计算公式可以得出如下经验结论：
产品应用笔记
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广州致远电子有限公司
Type 模式选择
功率分析仪
1. 功率分析仪在 3V3A 接线方式下的 Type 模式选择
ZLG 致远电子功率分析仪可以选择多种接线方式来进行测试，如 1P2W、1P3W、3P3W、 3V3A、3P4W 等，在 3V3A 下的计算方式和 Type 选择则最难理解，本文主要介绍功率分析 仪在 3V3A 接线方式下的 Type 选择问题。
有功功率的测量方法
有功功率的测量方法随着控制技术的发展，电压、电流的调制信号得到更广泛的应用，伴随而来的是较高的谐波含量，传统的有功功率测量方法难以精确测量，本文基于功率分析仪的有功功率测量原理，结合在变频器领域的测量应用进行简单介绍。
随着控制技术的发展，电压、电流的调制信号得到更广泛的应用，伴随而来的是较高的谐波含量，传统的有功功率测量方法难以精确测量，本文基于功率分析仪的有功功率测量原理，结合在变频器领域的测量应用进行简单介绍。
1.1 一、最常用的有功功率测量方法a、相位法通过相位测量电路测量电压、电流的相位差，再根据正弦电路有功功率计算公式P=UIcosφ计算出有功功率。
由于有功功率计算公式P=UIcosφ是在正弦电路技术上推导出来的，该方法只适用于正弦电路的有功功率测量。
另外，由于相位测量电路通常采用过零检测法，而交流电零点附近不可避免会有一定的毛刺，因此，相位测量精度较低。
在低功率因数下的功率测量准确度亦较低。
b、模拟乘法器法采用模拟乘法器获取电压、电流的乘积，得到瞬时功率，再用固定的时间对瞬时功率进行积分，即可获得瞬时功率的平均值，也就是有功功率。
该方法适用任意波形电量的有功功率测量。
1.2 二、功率分析仪的测量基本原理以功率分析仪PA6000为例，测量的基本原理如下：功率分析仪采样电流和电压信号功率分析仪的每个测量通道，对输入的电流或者电压信号进行采样，对采样得到的数据按照特定公式计算得到结果。
其中u(n)为更新周期内采集的电压信号数据（瞬时数据），i(n)为更新周期内采集的电流信号数据（瞬时数据），u(n)和i(n)为同一时刻的采样数据。
三、有功功率的测量方法在变频器的应用变频器的主电路一般为“交—直—交”组成，在整流回路中接有大电容，输入电流的波形不是正弦波；在逆变输出回路中，输出电压信号时受PWM载波信号调整的波形，即输入输出都不是标准的正弦波，有较多的高次谐波含量。
变频器典型的输入测波形如下：对输入测得有功率，传统的计算公式为：P=Urms*Irms*cosφ其中P为有功功率；Urms为电压有效值；Irms为电流有效值；φ为电压电流夹角。
WT3000常用功能使用-huangqi
目录一、WT3000高精度功率分析仪简介 (1)1. 前面板 (1)2. 后面板 (1)二、WT3000高精度功率分析仪的测量显示 (2)1. 数值显示 (2)2. 波形显示 (3)三、WT3000高精度功率分析仪测量模式 (3)四、WT3000高精度功率分析仪操作流程 (4)1. 测量前的准备 (4)2. 测试显示/运算结果 (5)3. 数据采集 (7)五、WT3000高精度功率分析仪使用外部设备测电流 (8)1. 电流钳 (8)2. 电流互感器 (8)一、WT3000高精度功率分析仪简介在所有YOKOGAWA WT系列功率分析仪中，WT3000具有最高的精度。
WT3000基本功率精度达到读数的±0.02%，测量带宽为DC和0.1Hz~1MHz；提供4路测量通道，最多同时可配置4个输入单元；可提供高精度的输入/输出效率测量，各个测量通道可单独测量，也可组合测量，有5种测量模式。
1. 前面板WT3000的前面板如图1所示：1-电源，2-外部存储接口，3-显示屏，4-电压量程设置，5-电流量程设置，6-测量通道选择，7-光标，8-数值/波形显示设置，9-文件保存，10-上位机连接。
WT3000的后面板如图2所示图1 WT3000的前面板2. 后面板WT3000的后面板如图2所示：左边为4路测量通道，测量通道孔①测量电压，孔②采用外部电流钳测量电流，孔③是直接串入WT3000测量电流，孔④为GP-IO接口，可连接到数据采集卡，让上位机软件测量计算。
图2 WT3000的后面板二、WT3000高精度功率分析仪的测量显示1. 数值显示WT3000的显示屏数值显示如图3所示：1-测量方式，2-测量功能，3-测量量程，4-测量通道，5-测量模式，6-测量时间。
图3 WT3000测试数值显示注意：(1) 非数值显示：--OL--量程溢出显示；--OF--运算溢出显示；-------无数据显示；Error：错误显示。
理解3V3A接线方式
理解3V3A接线方式三相电动机通常是三相三线制供电，功率测量方法与三相四线不同，用户时常会误解和感到困惑，因此理解三相三线电压、电流、有功功率的测量就变的很重要。
三相三线若不知道负载是否平衡或负载阻抗是不能测量到各相功率的，可参考往期文章《能否根据线电压线电流计算三相三线制负载相功率？》，因此三相三线制的功率测量都只能是总功率。
两瓦特计测量三相三线功率是一种广泛使用的方法，几乎所有的电工书籍都有介绍。
然而对于功率分析仪我们推荐使用3V3A接线方式。
有时测量人员由于思维惯性，看到3V3A的波形图和矢量图与想象中不一致，造成误解和困惑。
话说西游记中有真假美猴王，PA功率分析仪中3V3A接线方式也有真假之辨，下面深入对比分析3V3A和“想象中的接法”。
1.接线图1）测量人员“想象中的接线图”图1 测量人员眼中接线图R相电流I1和R-S电压U12接到一个功率测量单元，计算的功率记为P1=I1•U12；S相电流I2和S-T电压U23接到一个功率测量单元，功率记为P2=I2•U23；T相电流I3和T-R电压U31接到一个功率测量单元，计算的功率记为P3=I3•U31。
那么，三相功率是以上测量3个功率之和P=P1+P2+P3吗？这显然是错误的，线电流与线电压相乘并非相功率，角形接法亦然，正确应是：然而三相三线制中，星形负载测不到相电压，角形负载测不到相电流，功率该如何计算？对于星型负载，当电源和负载完全平衡的情况下，通过线电压求得相电压，每相电压电流一样则有：实际上通常不会完全平衡，还需3相功率分别相加，根据基尔霍夫电流定律：由此可见所以我们无法由测量到的三个功率P1=I1•U12、P2=I2•U23、P3=I3•U31来得到总功率。
这种接线方式是错误的，实际上也不存在。
2）3V3A实际接线图图2 3V3A接线方式按图2接线方式，R相电流I1和R-T电压U13接到一个功率测量单元，计算的功率记为P1=I1•U13；S相电流I2和S-T电压U23接到一个功率测量单元，功率记为P2=I2•U23；T相电流I3和R-S电压U12接到一个功率测量单元，计算的功率记为P3=I3•U12。
功率分析仪PA6000开关电源测试方案
1.3
开关电源的测试和指标
对于工作中的开关电源， 设备负载和需求在不同时间之间可能会大幅度变化。 即使是商 用开关电源也必须能够承受突然出现的远远超过平均工作电流的峰值电流。 设计电源的工程 师或使用电源的系统需要了解电源在各种条件下的工作状态， 并需要对开关电源进行详尽的 测试和验证，例如电源输入电能质量的测试，输入波动对输出影响的测试，负载变动对输出 影响的测试，此外整体能效的测试和评估都是非常必要的。 开关电源的测试参数主要包括输入参数、输出参数和能效参数的测试。
图 1.13 开关电源启动时间测量
对上图中的测量结果进行分析，测量开关电源从 AC220V 上电，到 DC12V 稳定输出的 过程： AC220V 上电到 DC12V 稳定输出时间为 350ms DC12V 输出稳定时间为 15ms
PA 系列功率分析仪能够直接测量出开关电源输入输出的电压、电流、功率、功率因素 和效率。通过趋势图，可以得到输入和输出电压、电流的波动情况，可以得到电网调整率、
THD
U
1
U
Uh h
2
40
2
1
THD
I
1
I
Ih h
2
40
2
1
图 1.3
开关电源输入参数的测试示例
1.3.2 输出参数 开关电源的输出参数包括了以下的主要指标： 1． 反映输入电压对输出电压影响的指标 输入电压影响输出电压的几个指标形式：
绝对稳压系数 S=△Uo/Uo / △Ui/Ui
图 1.5
输入电压的波动对输出电流的影响
3． 反映负载对输出电压影响的指标 负载对输出电压影响的几种指标形式： 负载调整率（也称电流调整率） 在额定电网电压下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变化量 △Uo/Uo ，常用百分数表示，有时也用绝对变化量表示。 在额定电网电压下，额定负载、空载或者最小负载时，输出电流的最大相对变 化量△ Io/Io ，常用百分数表示，有时也用绝对变化量表示。
PA功率分析仪入门手册(PA3000_PA6000_PA7000系列)
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注意搬运安全
PA7000/6000/3000 入门手册
为避免仪器在搬运过程中滑落，造成仪器面板上的按键、旋钮或接口等部件损坏，请注 意搬运安全。
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注意符号表示存在危险。提示用户对某一过程、操作方法或类似情况 进行操作时，如果不能正确执行或遵守规则，则可能对产品造成损坏或者 丢失重要数据。在完全阅读和充分理解注意所要求的事项之前，请不要继 续操作。 警告符号表示存在严重危险。提示用户对某一过程、操作方法或类似 情况进行操作时，如果不能正确执行或遵守规则，则可能造成人身伤害甚 至死亡。在完全阅读和充分理解警告所要求的事项之前，请务必停止操作。
连接保护接地端子。为预防触电，在打开电源之前请务必连好保护接 地端子。随箱的电源线是含接地线的三芯电源线。因此，请使用带保 护接地端子的三眼插座。
保护接地。请勿切断本仪器内部和外部的保护接地线、或拔出保护接 地端子的电线，否则将有潜在的触电危险。 防止触电危险。电源线必须插在墙壁上或在可视范围内的插座上，不 可插在引线混乱的插座上，插座不可过流使用。
试附件提供的保护功将会削弱。另外，已损坏或磨损的测试附件可能会导 致仪器损坏或人身伤害，请勿使用。
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【入门手册】PA功率分析仪入门手册(PA6000H系列)
广州致远电子有限公司PA 功率分析仪入门手册 功率分析仪修订历史目录1. 安全须知 (1)1.1警示标示 (1)1.2安全信息 (1)1.2.1测量类别 (1)1.2.2一般注意事项 (2)1.2.3连接电源和地 (3)1.2.4仪器安置注意事宜 (3)1.2.5连接测量回路 (3)2. 文档须知 (5)3. 产品简介 (6)3.1简介 (6)3.2功能特性 (6)3.3应用系统 (7)4. 功能概述 (8)4.1主要功能概览 (8)4.2测量功能列表 (8)4.3工作模式 (9)4.4电压/电流模式 (9)4.5通信接口 (9)4.6显示界面 (10)4.7测量分析功能 (13)4.7.1波形显示 (14)4.7.2趋势分析 (14)4.7.3谐波分析功能 (15)4.7.4FFT功能 (16)4.7.5IEC谐波测量 (17)4.7.6向量显示 (18)4.7.7闪变分析 (18)1. 安全须知本仪器的使用涉及到高压，为防止电击或其它危险造成的人员伤亡，在安装、使用或维修本产品之前，请务必仔细阅读、并完全理解“安全须知”章节的相关内容。
为保证您能正确安全地使用本仪器，请务必遵守以下注意事项。
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1.1 警示标示注意符号表示存在危险。
提示用户对某一过程、操作方法或类似情况进行操作时，如果不能正确执行或遵守规则，则可能对产品造成损坏或者丢失重要数据。
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在完全阅读和充分理解警告所要求的事项之前，请务必停止操作。
1.2 安全信息请勿禁用电源线的安全接地功能，将仪器插入已接地良好的电源插座。
3390功率分析仪使用教程
1 2 5 3 6 4
7
8
9
时间控制
1 2 3
1.采样间隔：每 隔多久记录一 次数据 2.定时：记录多 少时间 3.实际时间：根 据实际时间开 始记录和停止 记录
接口1
1 3 4 7 2 5 6 1.同步控制：3390可以2 台同时连接。 2.同步事件项目：主机按 相应键HOLD， SAVE，COPY，从 机执行相应命令。 3.媒介：手动保存至U盘 或CF卡。 4.自动保存 5.文件夹：手动保存的文 件夹名 6.数据保存处：手动保存 的文件夹名 7.存储媒介能够保存时间 的长度。
6
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马达2
1.CHB输入：模拟DC，脉冲 2.CHB量程：1V，5V，10V 3.CHB转换：B通道变比 4.CHB单位：转速单位选择 5.测量最大频率：100Hz， 500Hz，1kHz，5kHz 6.脉冲数： 7.马达极数： 8.CHZ：
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2
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3
6
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8
D/A输出
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1.波形输出开关 2.频率满量程 3.累积满量程 4.输出项目列表
接口2
1.记录数据：选择要记 录的数据参数。 2.间隔：采样间隔 3.所记录数据项目清单 4.RS连接处：可接打印 机或温度计 5.RS通讯速度：设置 RS232接口的通讯速 度。 6.IP地址设置 7.默认网关设置 8.子网掩码
1
2
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4 6
5
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系统
1 4 2 5 3 6 1.显示语言:中,日,英 2.画面颜色设置 3.按键声音开关 4.LCD背光开关 5.启动画面选择:接线画面, 前次关机画面 6.强制归零:低于此电压值, 就认为是0电平. 7.主机时间设置 8.系统还原:将仪器回复为 出厂设置. 9.序列号 10.仪器软件版本 11.马达分析单元序列号
WT3000常用功能使用-huangqi
目录一、WT3000高精度功率分析仪简介 (1)1. 前面板 (1)2. 后面板 (1)二、WT3000高精度功率分析仪的测量显示 (2)1. 数值显示 (2)2. 波形显示 (3)三、WT3000高精度功率分析仪测量模式 (3)四、WT3000高精度功率分析仪操作流程 (4)1. 测量前的准备 (4)2. 测试显示/运算结果 (5)3. 数据采集 (7)五、WT3000高精度功率分析仪使用外部设备测电流 (8)1. 电流钳 (8)2. 电流互感器 (8)一、WT3000高精度功率分析仪简介在所有YOKOGAWA WT系列功率分析仪中，WT3000具有最高的精度。
WT3000基本功率精度达到读数的±0.02%，测量带宽为DC和0.1Hz~1MHz；提供4路测量通道，最多同时可配置4个输入单元；可提供高精度的输入/输出效率测量，各个测量通道可单独测量，也可组合测量，有5种测量模式。
1. 前面板WT3000的前面板如图1所示：1-电源，2-外部存储接口，3-显示屏，4-电压量程设置，5-电流量程设置，6-测量通道选择，7-光标，8-数值/波形显示设置，9-文件保存，10-上位机连接。
WT3000的后面板如图2所示图1 WT3000的前面板2. 后面板WT3000的后面板如图2所示：左边为4路测量通道，测量通道孔①测量电压，孔②采用外部电流钳测量电流，孔③是直接串入WT3000测量电流，孔④为GP-IO接口，可连接到数据采集卡，让上位机软件测量计算。
图2 WT3000的后面板二、WT3000高精度功率分析仪的测量显示1. 数值显示WT3000的显示屏数值显示如图3所示：1-测量方式，2-测量功能，3-测量量程，4-测量通道，5-测量模式，6-测量时间。
图3 WT3000测试数值显示注意：(1) 非数值显示：--OL--量程溢出显示；--OF--运算溢出显示；-------无数据显示；Error：错误显示。
功率分析仪基础-电压与电流测量
功率分析仪基础-电压与电流测量电压与电流测量是电子测量的基础，目前由于各种大功率的电力电子开关设备的普及应用，需要对交直流电压、交直流电流信号进行全面的测量：观测其波形，分析信号的谐波含量，测量有效值、直流值等。
PA系列功率分析仪就是一种能够很好满足这一需求的测试仪器。
什么是电压电压是两点间电场强度的线积分，代表电场力对单位正电荷由场中一点移动到另一点所做的功。
电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。
标量，符号“U”。
电压在国际单位制中的主单位是伏特（V），简称伏，用符号V表示。
1伏特等于对每1库仑的电荷做了1焦耳的功，即1V=1J/C。
强电压常用千伏(KV)为单位，弱小电压的单位可以用毫伏(mV)微伏(μv)。
它们之间的换算关系是：1kV=1000V；1V=1000mV；1mV=1000μV。
如果电压的大小及方向都不随时间变化，则称之为稳恒电压或恒定电压，简称为直流电压，用大写字母U表示。
如果电压的大小及方向随时间变化，则称为变动电压。
对电路分析来说，一种最为重要的变动电压是正弦交流电压(简称交流电压)，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化。
交流电压的瞬时值要用小写字母u或u(t)表示。
电压可分为高电压，低电压和安全电压。
高低压的区别是：以电气设备的对地的电压值为依据的。
对地电压高于或等于1000伏的为高压。
对地电压小于1000伏的为低压。
其中安全电压指人体较长时间接触而不致发生触电危险的电压。
按照国家标《GB3805-83》安全电压规定了为防止触电事故而采用的，由特定电源供电的的电压系列。
我国对工频安全电压规定了以下五个等级，即42V，36V，24V，12V以及6V。
如何测量电压电压测量是电子测量的基础，传统测量仪器中，用于电压测量的仪表主要是数字万用表，但是数字万用表通常适用于直流或低频正弦波电压测量。
目前由于各种大功率的电力电子开关设备的普及应用，需要对交直流电压信号进行全面的测量：观测其波形，分析信号的谐波含量，测量有效值、直流值等。
功率分析仪的功率计算方法
功率分析仪的功率计算方法
工业领域的三相电随处可见，三相电的电参数和它的电能质量问题也是工程师们孜孜不倦研究的方向。
本文基于功率分析仪测试三相电的相关方法，了解一下三相电的功率测试细节。
在对三相电的电压、电流进行测试时，我们常用的接线方式分为
3P3W、3V3A以及3P4W。
而不同的接线方式的功率计算过程略有差异。
首先我们初步了解一下测试功率的原理。
在功率分析仪采样计算时，计算公式依据如下：
图1
其中u(n)为更新周期内采集的电压信号数据(瞬时数据)，i(n)为更新周期内采集的电流信号数据(瞬时数据)，u(n)和i(n)为同一时刻的采样数据。
然而，我们通过不同的接线方式以及上文提到的计算公式来分析一下功率计算的过程。
3P3W接线方式如下图：
图2
在上图中，若，，，;推算结果P=P1+P2;
3V3A的接线方式如下图：
图3
如3P3W的推理方法，3V3A的接线测试方法得出P=P1+P2;
3P4W的接线方式如下图，推算结果P=P1+P2+P3;
图4
由上面的推算方法来看，3P3W以及3V3A两种接线方式，总功率只涉及P1，P2，且在3V3A的接线方式下，电压电流的测试设计三个测量通道，而在最终的测试结果里，P3并没有起到任何作用，换而言之，在3V3A的接线方。
FLUKE 福禄克F430系列 三相电能质量分析仪 说明书
福禄克F430系列三相电能质量分析仪更快、更安全、更详细地定位和诊断的电能质量故障一、技术参数福禄克公司的F434 和F433三相电能质量分析仪可以帮助用户定位、预测、防止和诊断配电系统的故障。
对于那些维护或排障三相配电系统的工作人员来说，这些简便易用的手持工具是“必不可少”的。
新的IEC和GB国标关于闪变和电能质量方面的标准使得在对系统进行电能质量分析监测时有了判断的依据。
z记录三相系统中所有电能质量的参数。
z直观的菜单，最大程度上减少所需的设置。
z工业现场使用最高的安全等级。
z四个电压通道和四个电流通道。
z同时在所有相线上捕获波形数据。
z系统监测：在一个仪表板上现实全部电能质量参数。
z自动显示瞬态尖峰脉冲信号：不会漏掉任何一个事件。
z自动趋势绘图（AutoTrend）功能：无需对记录进行设置！z坚固的手持式设计。
z使用镍氢（NiMH）电池组时，一次充电可使用7个小时。
z将数据文件传输到PC，用于编写报告和利用FlukeView® 软件进行分析。
CAT IV 600 V 和 CAT III 1000 V的安全等级在设计时就考虑了保护用户和设备免受高压电击，福禄克F430系列电能质量分析仪、附件和充电器都经过验证，满足CAT IV 600 V和CAT III 1000 V环境下使用的严格的安全标准。
它们是同类别中第一款符合CAT IV安全等级的工具，所以可以被用于低压配电系统中所有的电气连接和插座。
快捷地观察趋势图利用AutoTrend （自动趋势绘图）功能，可以快速地深入浏览电能质量参数随时间的变化。
所显示的每一读数都被自动并且连续的进行记录，而不必设置触发限值或间隔时间，也无需手动启动记录过程。
可以快速地观察所有相线和零线上电压、电流、频率、功率、谐波或闪变的趋势图；还可以使用光标和缩放功能分析趋势－而不会中断记录。
AutoTrend 功能在后台自动记录显示的所有参数。
在数据和趋势图之间切换，以及使用光标和缩放功能分析测量结果，都不会中断记录过程。
如何实现功率测量中的电流电压同步
如何实现功率测量的“神同步”摘要：我们在使用示波器的时候，要想稳定的显示波形，我们往往需要选择一个合适的触发方式。
而在功率测量领域，如何实现“电压”和“电流”的同步测量至关总要，今天我们就来揭秘周立功致远电子是如何来实现功率测量的“神同步”！我们在使用功率分析仪的进行测试的时候，选择合适的同步源，如果同步源设定不当，测量值有可能不稳定或出现错误，谐波测量模式还要选择合适的PLL源，不少客户经常提出疑惑，同步源和PLL源有什么异同，他们的作用是什么？为了能精确的计算功率等测量值，需要从采样数据中按完整的信号周期截取数据，而原始的采样信号有电压和电流两种，由于电压和电流的信号周期不可能完全一样，所以无论选择电压信号周期作为截取依据，还是选择电流信号周期作为截取依据，都无法完美的截取完整的信号周期，怎么办呢？从电压电流中选择畸变小、输入电平和频率都稳定的信号作为截取依据，这样的信号容易测出信号周期，从而计算出的功率等测量值也肯定是相对好的，那么作为截取依据的这个信号我们就称为同步源。
由此可以得出选择同步源的依据，即选择畸变小，频率稳定的输入信号作为同步源。
当被测对象是变频器，其电流波形的畸变相比电压波形较小时，请选择电流信号作为同步源。
在功率分析仪PA6000中，常规测量模式只需要设置同步源，不需要设置PLL源的，只有在谐波模式和IEC谐波模式下才需要设置PLL源。
为什么要在测量谐波时引入PLL源呢？谐波测量的核心是时域到频域的转换。
离散傅里叶变换（DFT）是对数字信号进行时域到频域转换，而高效进行DFT的方法就是快速傅里叶变换（FFT），PA6000就是使用FFT的方法来实现谐波测量的。
FFT算法中有一个假设，假设离散时间序列可以精确地在整个时域进行周期延拓，所有包含该离散时间序列的信号为周期函数，周期与时间序列的长度相关。
然而如果时间序列的长度不是信号周期的整数倍，假设条件是不成立的，就会产生频谱泄漏。
ZXKT WT3000功率分析仪操作指导书
横河WT3000功率分析仪操作指导书文件编号：（连封面共15页）编制：王宾审核：标准化：批准：深圳市中兴昆腾有限公司研发中心测试部目录1 概述 (1)1.1 配套仪器列表 (1)2 接线方式讲解 (3)2.1 几种测量方式 (3)2.2 三相电的测试接线要点 (5)3 测试要点 (6)3.1仪器参数的设定 (6)4 功率分析仪操作须知 (10)4.1 效率及功率因数测量 (10)4.2 谐波测量 (12)4.3 直流分量测试 (13)1 概述1.1 配套仪器列表横河WT3000功率分析仪可以用来测试诸如：电流、电压、功率、谐波、效率、功率因数；四个通道可以满足单相和多相电的测试。
图1 WT3000功率分析仪表1 配套测试设备1电压探头1 电压探头2表2 配套测试设备2电流探头751574电流互感器表3 配套测试设备3直流电源2 接线方式讲解2.1 几种测量方式1、单相电一般需要两个通道就可以了，一个通道接DC端，一个通道接AC 端；三相电需要一般需要四个通道，一个接输入，其余对应其余的三个相；接线时保证将电流测试端串联在电路中，将电压测试端并联在电路中进行；表4 接线方式1通过串接方式测电流电流钳式探头测电流表5 接线方式2电流互感器测量直流侧电流2、如图中所示，每一个通道上面的两个插孔对应的是电压测量端（红+黑-），下面的两个插孔对应的是电流测量输入输出端。
3、接751574电流互感器时，需要注意以下几点：1)先调节直流电源输出电压分别为15V，-15V，再通过接线配出一个0V；2)然后将端子插到互感器上，再给待测设备上电,测量电流值；4、相电由于一般电流比较大，测量时候需要借助于电流钳对电流进行测量，使用电流钳的时候保证电流的流向与电流钳上的箭头方向一致，如下图所示：图2 电流钳方向箭头2.2 三相电的测试接线要点三相电两种引线方式：三角形接法、心形接法；1、心形接法：对应每一相的电流接法与常规无异（分别用钳式电流表测量）；电压测量时候，功率仪电压正极接到每一相上，负极接到中性线上（一般从变压器引出）；2、三角形接法：电流的测量方式不变；需要注意的是每一相的电压测量通道的接法:；通道1：电压正极接A相，负极接C相；通道2：电压正极接B相，负极接C相；通道3：电压正极接A相，负极接B相；通过查看WT3000相关的参数，来确定是否已经配置完毕；表6 三角形接法接线配置按键设定选中Vector键配置完成后需要保证电流测量是心形接法，电压是三角形接法，如下图所示：图3 三角形接线测量方式并且，三角形接法读取数值时，看单相的电压、功率、功率因数等是没有意义的，只能读取∑A模式下的功率、功率因数等参数；3 测试要点3.1仪器参数的设定表7 线性滤波器设定线性滤波器参数设定选定按键设定滤波频率5.5KHZ1、检查并设定滤波频率，如上表中所示；2、设定功率仪线型方式，如下表中所示：表8 线型方式设定按键选择模式选择单相电模式选择按键心形三相电模式三角形三相电模式3、测试中所使用的钳式电流探头有信号衰减存在，需要在功率仪中设定相应的衰减比方能保证测试数据的准确性，设定方式如下表所示：表9 衰减比例设定衰减比参数设定注：由于配套设备中对应的钳式探头衰减比为1000，所以设定比例为1000:1，如果不用此探头，则可以将比例模式关掉；4、电压电流测量范围设定，如下表所示，一般选择将范围设定为“Auto ”模式进行测量：设定比例选择模式选择按键打开比例模式表10 测量范围设定电压设定电流设定注：在测量DC 直流分量时候，需要将对应测量通道的模式(mode)设定为DC 模式；常规测量时，将模式设定为有效值(Rms)模式。
RMS、MEAN、DC、RMN 4种模式详解
RMS、MEAN、DC、RMN 4种模式详解在工程师的日常测试中，有时会发现用万用表测试的结果与许多高精度的仪器测试的结果并不一致，工程师往往会陷入迷茫，到底哪个值才是正确的？原来，选择不同的测量模式，会导致结果大相径庭，本文将对最常见的4种测量模式进行解析，莫要傻傻分不清。
测试同样一个信号，不同的计算方式与测量模式将会得出完全不同的结果，最常用的4种测量模式包括：RMS（真有效值也称有效值或均方根值）、MEAN（校准到有效值的整流平均值也称校正平均值）、DC（简单平均值也称直流分量）、RMEAN（整流平均值也称平均值）。
每一种测量模式是怎么计算的，如何应用，本文将进行详细说明。
RMS（真有效值）真有效值是基本的也是最重要的测量方式，大多测试设备都是默认以真有效值为基础进行测量的。
真有效值简单而言即代表一交流电相当于直流电在单位时间内所做的功。
也就是真有效值为10V的交流电与10V的直流电对相同的负载在相同的时间下所做的功相同。
举个例子来说有一组100伏的电池组，每次供电10分钟之后停10分钟（模拟出交流信号），如果这组电池带动的是10Ω电阻，供电的10分钟内，产生的电流I=U/R=10A，功率P=U*I=1000W的功率，停电时电流和功率为零,那么在20分钟的其平均功率为500W。
这相当于多少V的直流电向10Ω电阻供电所产生的功率呢？通过公式P=U2/R推导，得出电压U等于70.71V，这个电压就是我们模拟的交流信号的真有效值。
真有效值的理论计算公式为，在仪器测量中，计算值是基于采样点计算得到，因此仪器中的真有效值的计算公式为：，因其计算过程为先平方，再求和，最后开根号，所以又称均方根值。
由公式可知采样点数N会直接影响结果的准确性。
平时我们用万用表、功率分析仪测试电压都采用RMS模式，对于工频情况下的规则正弦波而言，万用表与功率分析仪测试结果几乎没有区别，但是假如电压信号不是规则的正弦波或频率比较高时，万用表受限于其采样点数，其测试结果会出现明显偏差，这也是现在变频行业万用表测不准的原因所在。
相交流电路电压电流的分析与测量数据处理
相交流电路电压电流的分析与测量数据处理在电气领域中，交流电路的电压和电流的分析及测量是非常重要的。
交流电路中的电压和电流具有复杂的波形，因此需要仔细分析和精确测量，以确保电路的正常运行和性能。
一、交流电路电压和电流的分析对于交流电路的电压和电流的分析，常用的方法有如下几种：1.瞬时值分析：瞬时值分析是指对交流电路中电压和电流的瞬时数值进行分析，通过瞬时值分析可以得到电压和电流的幅值、相位等信息。
常用的方法有示波器和多用表等。
2.峰值分析：峰值分析是指对交流电路中电压和电流的峰值进行分析，通过峰值分析可以得到电压和电流的最大值。
常用的方法有峰值表和示波器等。
3.均方根值分析：均方根值分析是指对交流电路中电压和电流的均方根值进行分析，通过均方根值分析可以得到交流电路的有效电压和有效电流值。
常用的方法有多用表和功率因素表等。
4.频率分析：频率分析是指对交流电路中电压和电流的频率进行分析，通过频率分析可以得到交流电路中的频率特性。
常用的方法有频谱分析仪和信号发生器等。
二、交流电路电压和电流的测量对于交流电路电压和电流的测量，常用的测量仪器有示波器、多用表、频谱分析仪和功率因素表等。
1.示波器：示波器是常用的测量交流电压和电流的仪器之一，可以显示电压和电流的波形，并可以通过调节示波器的各项参数来分析波形的特征。
2.多用表：多用表是一种通用的电测量仪器，可以测量交流电压和电流的幅值、相位、频率等参数，并可以在不同的测量档位下进行测量。
3.频谱分析仪：频谱分析仪是一种专用的测量仪器，可以分析交流电路中各个频率成分的振幅和相位，并可以得到交流电路的频率特性。
4.功率因素表：功率因素表是一种专用的测量仪器，可以测量交流电路中的功率因素，并可以得到交流电路的功率特性。
三、交流电路电压和电流的数据处理对于交流电路电压和电流的测量数据，通常需要进行一定的数据处理和分析，以得到有关电路性能和运行状态的信息。
1.数据整理：首先，需要将测量到的电压和电流数据整理成合适的格式，方便后续的处理和分析。
如何选择电压测试模式
如何选择电压测试模式在工程师的日常测试中，有时会发现用万用表测试的结果与许多高精度的仪器测试的结果并不一致，工程师往往会陷入迷茫，到底哪个值才是正确的?原来，选择不同的测量模式，会导致结果大相径庭，本文将对最常见的4种测量模式进行解析，大家莫要傻傻分不清。
测试同样一个信号，不同的计算方式与测量模式将会得出完全不同的结果，最常用的4种测量模式包括：RMS(真有效值也称有效值或均方根值)、MEAN(校准到有效值的整流平均值也称校正平均值)、DC(简单平均值也称直流分量)、RMEAN(整流平均值也称平均值)。
每一种测量模式是怎么计算的，如何应用，本文将进行详细说明。
RMS(真有效值)真有效值简单而言即代表一交流电相当于多大数值的直流电在单位时间内所做的功，真有效值为10V的交流电与10V的直流电对相同的负载在相同的时间下所做的功相同。
举个例子来说有一组100伏的电池组，每次供电10分钟之后停10分钟(模拟出交流信号)，如果这组电池带动的是10电阻，供电的10分钟内，产生的电流I=U/R=10A，功率P=U*I=1000W的功率，停电时电流和功率为零，那么在20分钟的其平均功率为500W。
这相当于多少V的直流电向10电阻供电所产生的功率呢?通过公式P=U2/R推导，得出电压U等于70.71V，这个电压就是我们模拟的交流信号的真有效值。
真有效值的理论计算公式为，在仪器测量中，计算值是基于采样点计算得到，因此仪器中的真有效值的计算公式为：，因其计算过程为先平方，再求和，最后开根号，所以又称均方根值。
由公式可知采样点数N会直接影响结果的准确性。
平时我们用万用表、功率分析仪测试电压都采用RMS模式，对于工频情况下的规则正弦波而言，万用表与功率分析仪测试结果几乎没有区别，但是假如电压信号不是规则的正弦波或频率比较高时，万用表受限于其采样点数，其测试结果会出现明显偏差，这也是现在变频行业万用表测不准的原因所在。
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1. 功率分析仪应用解析：电压电流测量模式的选择
十九世纪中叶，在英国工程师法拉第和麦克斯韦的电磁转换经典理论的基础上，德国科学家西门子发明了实用的交流发电机，而比利时工程师格拉姆发明了第一台直流发电机。
不同的发电方式，为后来电能输送的“交直流之争”埋下伏笔。
1.1 百年前变压器助力交流电最终赢得市场
由电路基础知识可知，输电距离越远，线路的电压压降越大，因此实现远距离输电，必须升高电压。
由于当时发电机输出电压较低，直流输电只有通过串联发电机的方法将电压升高，到了用电方也需要用串联的方法使用，这些都构成了直流发电系统可靠性大大降低。
而另一方面，1883年，实用性交流变压器的发明，使得交流输电电压更高、输送距离更远，这使交流输电彻底胜出，交流电随后在全世界范围内被迅速推广，成为电力系统大发展的起点。
1.2 百年间高压直流电优势越来越明显
交流输电优点是无需整流、升降压技术简单。
但远距离交流输电可能引起系统振荡，由于不能对交流系统故障进行快速隔离，交流电网局部故障可能引起大面积交流系统崩溃，随着电力系统的迅速扩大，输电功率和输电距离的进一步增加，超高压交流电遇到了一系列不可克服的技术上的障碍。
相比而言，同样电压等级，直流输电能输送更大功率，电缆损耗小，而且直流输电还能有效地对电网故障进行隔离，防止故障扩散，大功率换流器的研制成功，更为高压直流输电突破了技术上的障碍。
在我国电力系统处于交直流共同发展的阶段，“西电东送、交直流混合运行”是目前我国电网的一大特点。
典型案例如：溪洛渡直流工程
1.3 交直流各有优势，电信号测量模式的选择也各有春秋
交直流并没有明确的优劣之分，关键在于使用的场合，功率分析仪测量模式的选择，也是同样道理。
正确选择测量模式，不仅需要知其然，还得知其所以然。
下午对普通万用表、高精度功率分析仪在于交直流测量方面的原理和应用进行解析：
在交流电功率的测量中，一般并不需要知道瞬时值，而是采用有效值表征交流电的大小。
定义：在相同的电阻上分别通以直流电流和交流电流，经过一个交流周期的时间，如果它们在电阻上所消耗的电能相等的话，则把该直流电流的大小作为交流电流的有效值。
在传统的万用表上，通常使用以下几种方式实现有效值的计算：
1）峰值检测法
用峰值检测电路测量信号峰值，再除以波峰因数（1.414），得到信号有效值。
特点：仅适合正弦波。
2）整流平均法
对测量信号进行全波整流，然后用积分电路求得信号的平均值，再乘以波形因数（1.1107），得到信号有效值。
特点：仅适合正弦波。
3）真有效值法
采用真有效值测量电路直接测量信号的真有效值。
特点：适应任意波形。
功率分析仪的同样具有RMS、MEAN、RMEAN等三种测量模式
与万用表采用模拟电路的方式不同，功率分析仪采用高精度ADC采用技术和FPGA运算处理，可实现更高精度和带宽：
1）真有效值RMS——方均根值：
2）整流平均值RMEAN——将信号的1个周期进行整流，即采样数据绝对值的积分平均值。
3）校准平均值MEAN——测量出整流平均值之后，乘以波形因数就得到校准平均值校准平均值等于有效值只有在被测信号为正弦波时才成立，否则等于复杂信号的基本有效值。
校准平均值（MEAN）常用于正弦调制PWM波形的基波有效值的测量。
变频器的输出的PWM电压波形含有大量的高次谐波，而电动机转矩主要依赖于基波电压有效值。
因此，电机试验需要测量的电压值，以及变频器上指示的电压值都是指基波电压有效值。
若输入波形为畸变波形或直流波形，则运算结果约等于基波有效值。
目前，关于变频电机的试验标准较少，《IEC60349-2:2002电力牵引轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机-第2部分：电子变流器供电的交流电动机》中已明确指出：电压测量采用基波有效值。
4）直流模式DC——即信号1个周期的平均值。
对计算直流输入信号的平均值和叠加在交流输入信号上的直流成分非常有效。
简而言之，真有效值适用大部分场合，DC模式用于交流信号叠加的直流信号分析，校准平均值、基波有效值常用于变频器PWM信号分析。