[发明专利]用于测量电气装置中的不平衡功率的方法和实际使用系统以及用于其校准的设备

说明书

技术领域

本发明总体上涉及针对电气设施中的不平衡现象的测量仪器的测 量和校准，并且更特别地涉及具有三条和四条导线的三相电气系统。

背景技术

不平衡功率是技术文献中公知的概念，并且是量化电气设施中的 不平衡现象的影响的量值。考虑到关于电功率而建立的不同理论，已 开发了针对此不平衡功率的不同公式，这些公式仅给出其量值，一实 数。该不平衡功率不守恒，换句话说，它不遵循能量守恒定律，并且 因此电气设施的不平衡功率不等于对应于其每个组件元件的不平衡功 率的和。这大大限制和阻碍了其对工业实践中的不平衡影响的测量的 应用。

现在还不知道技术文献中复数形式的不平衡功率的公式。已被本 发明的创作者称为“不平衡功率相量”的这一量值容许通过知晓电气 设施的组件部分的不平衡来确定在该任何电气设施中的不平衡功率 值。要求保护的测量系统和方法容许实施这一功能。

此外，在工业实践中还不知道由无源元件形成的不平衡功率的测 量仪器的校准器。

发明内容

分别根据权利要求1、2和6，本发明涉及用于测量电气设施的不 平衡功率的方法和系统以及用于其校准的设备。在从属权利要求中限 定该方法和系统的优选实施例。

为了实现这个，作为最基本的贡献建立了“不平衡功率相量 (imbalance power phasor)”的概念，它是一个量值，其模数是不平 衡功率，并且其辐角指示相位或多个相位(在该相位不平衡最大)以 及是否电阻性负载或电抗性负载具有对该不平衡的较大影响。该新量 值是复数而不是实数，其中，其特性中的一个特性是电气系统或设施 的不平衡功率相量等于每一个电气系统或设施的部分的不平衡功率相 量的和，这显著地简化了系统的总不平衡功率值的获得。

当前在技术文献中不知道该“不平衡功率相量”量值，并且因此 对商业设备和研究等级处存在的设备二者的不平衡功率的测量设备都 不能基于其子系统或组件部分的每一个来获得该系统的不平衡功率 值。

本发明提供了一种用于测量电气系统或设施的不平衡功率(被表 示为具有模数和辐角的复数的量值)的方法和系统，由此克服上面提 到的限制。复数形式的不平衡功率的公式使得对于电气设施或系统的 总不平衡功率相量有可能等于其每个元件的不平衡功率相量的和，这 样一来，有可能从其每个组件中的不平衡值开始来获得一部分电气设 施中的不平衡的值和影响。

根据本发明的第一方面，其涉及一种测量电气设施或系统的不平 衡功率相量的方法，该方法包括：

i)获取电气设施或系统的每一个相位A、B和C的电压(v_A，v_B，v_C) 和电流(i_A，i_B，i_C)的即时值，并且将它们分解成它们在基频的分量 (v_A1，v_B1，v_C1)，(i_A1，i_B1，i_C1)；

ii)获得电压和电流的有效值以及电压和电流之间的初始相位移 的角度，并且从这些有效值开始获得每一个相位的有功功率(P_A，P_B，P_C) 和无功功率(Q_A，Q_B，Q_C)；

iii)从有功和无功功率开始，根据下面的表达式，获得平衡功率 相量