功率分析仪如何测量功率因数

1、“cos phi”测量量通惘度谋裆常用于代替功率因数（有功功率/视在功率），在很大程度上，迄今为止采用的测量技术的一个结果是：由于耗时、成本密集的测量技术，过去没有使用传统的cos-phi传感器对有功功率和视在功率进行单独测量，并按要求进行后续划分（有功功率/视在功率），以确定功率因数。取而代之的是技术上更容易实现的电流和电压相位位移测量（phi角、电流和电压过零点之间的间隔）。通常，所使用的测量传感器产生与phi角成线性比例（不是cos phi）的输出信号，例如-20毫安…0…20毫安。期望的余弦函数通过相应的非线性刻度（刻度与余弦曲线成比例，图1）在下游仪表的刻度上实现。

2、这种方法最重要的优点是其简单、成本效益高的技术实现。缺点来自以下两个因素：–首先，如果这些设备只允许输入和显示之间的线性关系（例如数字指示器，在这种情况下，无法将所需的特征余弦曲线校准为大多数设备类型，从而导致错误的解释），则指示器或分析模块的下游连接是有问题的

3、–其次，也是最重要的一点，测量结果仅适用于未失真曲线。在信号失真的情况下会得到不正确的测量结果（失真会导致额外的过零点，这意味着电流和电压过零点之间的间隔不再由相位位移决定）。

4、然而，如果这种测量的基本要求得到明确的认可和遵守（除其他严格正弦测量量的因素外），它仍然可以在今天使用。但是，这些理想的条件不再适用于当今的电气系统，因此，上述传统的cos-phi测量需要更换。

5、多传感器（M1004、怡觎现喾M563、DME4…）中使用的微处理器技术允许从差动角度测量过渡到真正的功率因数测量。为了明确表示放弃了传统的“cos-phi”测量，徂葛幢捎引入了功率因数I和功率因数II两个术语，以便区分这两种测量方法。与差分角度测量相反，这两个测量量保证了测量量与测量传感器的模拟输出信号之间的线性关系（图2）。除此之外，测量方法还考虑了谐波（最多16次谐波）。功率因数I测量方法产生一个物理上、数学上精确的cos phi值，计算为有功功率和视在功率的商。当使用这种测量方法时，前面的加号或减号是基于有功功率的（加表示能量输入，减去表示能量输出；视在功率本身没有前面的加号或减号）。因此功率因数I也表示输出或输入。PF = Pw/Ss然而，在实际操作中，最常见的要求是识别负载的类型（电感或电容）。功率因数II考虑了这一要求。与功率因数I相反，功率因数II前面的加号或减号并不表示能量流动的方向，而是表示负载的类型。为了确保指示仅取决于负载类型（而不是能量流的方向），计算中仅使用有功功率值。前面的符号本身是通过测量基本无功相位功率来确定的（根据定义，加号表示输入的感应负载，减号表示电容负载）。因此，功率因数II的计算如下。

6、必须注意的是，在产生有功功率值时，功率因数II只能用作单向能量流的测量量。如果需要四象限功率因数测量，则应采用功率因数I法，并通过无功功率限制监测确定负载恽贴淑溪类型指示（例如，将限制值设置为0毫安）。基于上述功率因数II公式的校准将导致输出信号中某个点的突然变化（图3）。为了说明这一点，功率因数II的设备校准计算如下：功率因数II=sgn Qn*（1-|压缩|/Papparent）所需的测量范围，例如cap。0.5…1…ind.0.5（即-0.5…1…+0.5）对应于，例如-20…0…+20毫安，从而导致-0.5…0…+0.5的内部尺寸。以这种方式，特征曲线交叉于零，并且可以在没有跳跃的情况下表示（图4）。