功率分析仪的功率计算方法

 工业领域的三相电随处可见，三相电的电参数和它的电能质量问题也是工程师们孜孜不倦研究的方向。本文基于功率分析仪测试三相电的相关方法，了解一下三相电的功率测试细节。

在对三相电的电压、电流进行测试时，我们常用的接线方式分为3P3W、3V3A以及3P4W。而不同的接线方式的功率计算过程略有差异。

首先我们初步了解一下测试功率的原理。在功率分析仪采样计算时，计算公式依据如下：

图1

其中u(n)为更新周期内采集的电压信号数据(瞬时数据)，i(n)为更新周期内采集的电流信号数据(瞬时数据)，u(n)和i(n)为同一时刻的采样数据。

然而，我们通过不同的接线方式以及上文提到的计算公式来分析一下功率计算的过程。3P3W接线方式如下图：

图2

3V3A的接线方式如下图：

图3

如3P3W的推理方法，3V3A的接线测试方法得出P=P1+P2;

3P4W的接线方式如下图，推算结果P=P1+P2+P3;

图4

由上面的推算方法来看，3P3W以及3V3A两种接线方式，总功率只涉及P1，P2，且在3V3A的接线方式下，电压电流的测试设计三个测量通道，而在最终的测试结果里，P3并没有起到任何作用，换而言之，在3V3A的接线方式里，某一相的功率并没有办法表达实际的意义。但是，在3P4W的接线方式中，总功率P是由三个测试通道的功率之和组成的，同时三个通道的电压为三相电对零线的电压，P1、P2、P3则可代表每一相的功率，即在3P4W的接线方式下，每一相的功率具有实际的物理意义。

三相电的应用已经深入各行各业，在我们测试中也要对其更加谨慎，常见的电机多用3V3A的接线方式，既能观测其3相电的平衡度，也能对其总功率做较为准确的测量;而在电力行业我们更常见的则是三相四线，用3P4W的接线方法做测试更为合理。目前除电力有专业的电能质量分析仪以外，其他行业则可选用功率分析仪对电压、电流、功率进行测算。