一三相功率計

　　三相功率計是我們在三相交流電路測試中常用到的一種測試儀器，用于測量三相電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等參數(shù)，主要應用在電力公司、供電部門、家電、化工、變頻器生產(chǎn)企業(yè)等場合。由于其體積小，功能強大，使用起來非常便捷。市面上各種品牌、各種功能的三相功率計也多的讓人眼花繚亂，不知該如何選擇。其實如果您了解其構成及測量原理，完全可以利用身邊的一些設備自制一款簡易的三相功率計，用于日常測試。

二三相功率計組成單元

　　一般的三相功率計基本上都是由電量采集單元、A/D轉換單元、運算及顯示單元三部分構成。

01電量采集單元

　　電量采集單元主要將被測電壓、電流信號變換為調(diào)理電路能接受的模擬量信號，模擬量信號經(jīng)傳輸線路傳輸至信號調(diào)理電路后變換為A/D單元能接受的模擬量信號。

02A/D轉換單元

　　A/D轉換單元根據(jù)系統(tǒng)提供的采樣時鐘，對模擬量信號進行交流數(shù)字采樣，獲得樣本序列，將模擬量信號轉換為數(shù)字信號，并將數(shù)字信號輸入數(shù)字信號處理部件。

03運算及顯示單元

　　運算及顯示單元接收A/D轉換單元傳輸?shù)臄?shù)字信號，進行電壓、電流真有效值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等參量的運算，再將運算結果通過顯示單元顯示于人機界面。

三構建三相功率計

　　以三瓦計法測量三相功率為例，1套三相功率計需要三個電量采集單元(電量采集單元配備一路電壓測量通道和一路電流測量通道)，以湖南銀河電氣有限公司研制的DM系列電量測試子站作為電量采集單元，該電量采集單元改變傳統(tǒng)測量方式，采用獨特的前端數(shù)字化處理技術，將電量采集、信號調(diào)理與A/D轉換單元集成于一體，電量采集單元輸出為數(shù)字信號，改變原有的模擬量傳輸方式，利用光纖作為傳輸媒介，避免傳輸過程中引入電磁干擾和信號衰減，極大提高了功率計的電磁兼容性能和測量精度。

　　被測對象接入電量采集單元，轉換為數(shù)字信號輸出，數(shù)字信號通過光纖傳輸至運算及顯示單元，進行各種特征值的運算和顯示。其測量方式示意如下圖1所示：

圖1 采用前端數(shù)字化技術的電量采集單元

　　電量采集單元輸出的數(shù)字信號通過光纖與上位機(PC)進行通訊，由于上位機不具備光纖接口，因此需要使用一個OPC232光纖轉換器，將光纖信號轉換為RS232電平信號，與上位機進行通訊接口，上位機安裝配套的功率計軟件，即可顯示三個電量采集單元測量的所有參數(shù)。構建好的三相功率計如下圖2所示：

圖2 利用DM電量測試子站構建的三相功率計

四三相功率計功能及指標驗證

01功能驗證

　　通過以上方式構建的高精度三相功率計接入三相電路中進行實際測試驗證，配合相應的上位機軟件，可實現(xiàn)如下功能：

　　可測量交流回路的電壓、電流有效值、頻率、有功功率、無功功率、視在功率等參量；

　　通過線路圖設置同步測量三個獨立的單相交流回路的電參數(shù)；

　　通過線路圖設置同步測量一個三相三線制或三相四線制交流回路的電參數(shù)(三瓦計法)；

　　計算三相電壓、電流的三相不平衡度，正序分量、負序分量、零序分量等特征值；

　　采用數(shù)字積分法計算單相及三相點的電能，積分時間可任意設置；

　　可繪制每一個參數(shù)的趨勢曲線。

02技術指標

　　通過標準源法(正弦波)，對該三相功率計的測量能力及誤差進行評定，評估結果如下：

　　電壓準確測試范圍：4V~1000V，電流準確測試范圍：25mA~6A；

　　頻率準確測試范圍：5Hz~400Hz，功率因數(shù)準確測試范圍：0.2~1；

　　電壓測量精度：0.2%rd，電流測量精度：0.2%rd；

　　頻率測量精度：0.1%rd，功率測量精度：0.5%rd。

五結語

　　通過幾個簡單的部件，我們很容易就構建了一套高精度的三相功率計，其準確測試范圍寬，電磁兼容性強，功能強大，構成簡單，攜帶方便，在日常的三相電路測量中非常實用，大家都可以來試試哦!

 

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