你的功率因数测量准确吗?

2016-08-07 13:13:00来源: eepw
功率因数的定义是在交流电路中电压与电流之间的相位差(φ)的余弦,用符号cos(φ)表示,其在数值上是有功功率(P)与视在功率(S)的比值,即PF = P / S。也就是说,在交流系统中,电压与电流之间的相位差的余弦决定了功率因数,其数值在物理上的意义是有功功率在总功率中所占的比值。根据功率三角形关系,当电压与电流相位差为零时,有功功率等于视在功率,此时功率因数等于1。


在工程测量中采用PF = P / S的计算方式,在大部份功率因数测量过程中,功率因数的测量结果都是正确的,但是有的时候在一些场合测量结果却比实际值偏小,这是为什么呢?下面举两个例子,介绍功率因数测量偏小的原因及其解决办法。


假设被测电压和电流为纯正弦曲线,如图1所示。被测电压与电流之间的相位差为零,两波形完全重合,根据功率因数的定义,此时功率因数的测量结果等于1。

 

图1相位差为零的纯正弦交流电

 

但是,当对图1所示的相位差为0的纯正弦交流电中的电压注入2~18次谐波后,波形如图2所示。这里仅是对电压的波形注入了多次谐波,并未改变电压基波与电流之间的相位角,根据功率因数的定义,其测量结果所得功率因为应当等于1,但实际上,对图2波形进行功率因数测量时其结果为0.9543,与真实测量结果相比是偏小的,在现实测量过程中,谐波的频谱含量可能更为丰富,此时测量结果可能远远偏离真实值。

 

图2电压含谐波

 

测量结果偏小的原因在于视在功率S和无功功率Q 的计算方式不同。视在功率S=U*I,当被测信号谐波含量丰富时,这些谐波测量值会包含在U或I的测量值内,由此公式计算出来的视在功率S将偏大,因此导致功率因数计算结果偏小,在这种情况下视在功率的计算方式可以选择S=sqrt(P2 +Q2),此时,无功功率Q的计算也须采用谐波分析方式计算。


对于不具备谐波分析能力的功率测量仪器来说,当被测信号谐波含量丰富时,其对功率因数的测量无法避免地存在误差,ZLG致远电子的PA功率分析仪可由用户自由选择计算方式,type1、type2和type3,保证测量结果的精确可靠。

关键字:功率因数  测量准确

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016080716621.html
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