[实用新型]交流无功功率、电能测量装置

说明书

本发明属电测量技术领域，涉及一种无功功率、电能测量装置，特别涉及一种三相无功功率、电能测量装置。

交流无功功率、电能测量装置是一种应用非常广泛的电测量设备，正确测量无功功率、电能有重要意义：因为无功分量增大时，即负载的功率因数（COSφ）降低，就会使输电线、变压器和发电机的附加电能损失增大，要得到同样的功率必须加大电流，或者提高电器设备的额定电压，必然要增加发电设备，造成很大浪费。

目前，测量无功功率、电能的测量仪表一般分为正弦或非正弦式，非正弦式又可分为三相三线带60相角差的无功表和三相四线带附加串联线圈的无功表等。当电路不对称时，都会引起附加误差，正弦式无功表虽然受电路不对称的影响较小，适用于不对称电路，但是功耗大、制造复杂导致有关附加误差增大，因此实际很少应用。无功测量除上述附加误差外，还存在着频率误差或角误差，由于无功测量装置的电路中存在着电感或电容，而使其上的电流和电压有一个小的位移，相位角的存在使得功率、电能测量装置出现角误差。在工频测量范围内，相位角是很小的，有功测量时，基波的频率接近额定工频频率，所以角误差较小，而测量无功时，谐波的频率与工频频率相差几倍到几十倍，因此角误差也相应增大。

为了解决这些问题，国内外进行了许多研究和改进，例如瑞士和哈尔滨电表厂生产的无功表，内附移相器而成为正弦式无功表，这样可以减小负载不对称的影响，但是移相器的相位与频率有关，无功含有多次谐波，这些频率不同的谐波经过移相，相位发生了复杂的变化，而会影响测量准确度。

本实用新型的目的是要提供一种减少测量条件和测量方法影响、简化接线方式并能提高测量精度的交流无功功率、电能测量装置。

发明是这样实现的：本发明的交流无功功率、电能测量装置主要包括：电流测量单元、电压测量单元、有功功率测量单元、有功电能测量单元、计算单元、显示单元、记录单元和输入、输出单元等。

依据交流功率的表达式：

S＝UI＝（1）

Q＝ S 2 - p 2 = ( UI ) 2 - p 2 ]]>＝UIsinφ （2）

式中：Q－无功功率 S－视在功率 U－电压

P－有功功率 I－电流 φ－电流与电压的相位角

通过电流、电压测量单元、有功功率测量单元对电路进行测量，并经计算单元按式（2）计算，在输出、显示、记录单元中输出、显示、记录无功功率；也可以通过有功功率测量单元、视在功率测量单元对电路进行测量，并经计算单元按式（2）计算，在输出、显示、记录单元中输出、显示、记录无功功率；或者通过电流测量单元、电压测量单元、功率因数或相位测量单元，经计算单元按式（2）计算在输出、显示、记录单元中输出、显示、记录单元中输出、显示、记录无功功率。

测量无功电能，可以通过上述测量功率的方法测量功率，再经过时间测量单元或计算单元中的标准时频，将功率乘以时间或对其进行积分，即可测量无功电能。

依本发明制造的交流无功功率，电能测量装置有如下优点：

1、由于无功功率、电能没有单独的准确定义，是由有功功率和视在功率引伸导出，本发明完全按照无功的引伸定义测量无功功率、电能，因此没有方法误差。

2、由于本发明可以不使用跨相连接的方法测量无功功率，能有效的减小由于电路不对称所引起的误差。

3、由于本发明不使用无功功率，电能表测量无功功率、电能，能减小角误差。

4、不需要无功功率、电能表内部的移相器，也不需要在检定无功功率、电能表时，被检表和标准表之间相位相差90°，能够减小角频率引起的误差，因此，可以减小失真度对测量误差的影响。

5、由于国际上和我国尚未建立无功功率、电能基准，所以标准无功功率，电能表无法直接进行量值传递，本发明所使用的标准，电流表、电压表、功率表、功率因数，相位表有功电能表，标准测时器都有相应的国家基准和各级标准，可以很方便的实现量值传递。