[發明專利]測量電功率和電能的方法及裝置

無效

• 申請號: 91103637.7
• 申請日: 1991-06-08
• 公開（公告）號: CN1067744A
• 公開（公告）日: 1993-01-06
• 發明（設計）人: 桂徐福泉
• 申請（專利權）人: 桂徐福泉
• 主分類號: G01R21/133
• 分類號: G01R21/133;G01R22/00
• 代理公司: 青島市專利服務中心
• 代理人: 趙航

本發明涉及一種實時在線測量電力負荷的電功率和電能的方法以及應用該方法而形成的裝置。

目前，世界上電子數字功率計，電度表所采用的原理繁多，綜合歸納起來可分為九種，即模擬乘法器法，時分割乘法器法，霍爾乘法器法，四分之一和差平方法，時分割取樣法，平方律乘法器法，乘法器配合頻譜分析法，隨機取樣法，熱偶乘法器法。前四類僅適用于正弦波形的電壓、電流被測量，當正弦波形發生畸變時，儀器儀表讀數不能反映諧波分量產生的功率;而后五類的儀器儀表雖具有抗諧波畸變的能力，但又受到一定的限制，其中乘法器配合頻譜分析的儀器，雖然精度很高，但結構又過分復雜，只適于實驗室應用，不能作為工業上使用。余下四類，由于是近似方法的原理，而且精度低或過載能力不強，所以亦限制了它們的應用推廣。

中國發明專利公報1990年5月13日公開了“一種計量電功率電能真有效值的數字儀器儀表或裝置”（公開號：1042999A），它的構成是由電壓互感器，電流互感器將輸入的電壓電流予以衰減，并通過兩個加法器、兩個減法器、三個真有效值變換器、平方電路以及常規顯示電路對信號進行處理顯示。如果通過轉換開關，配上電壓/頻率（或模/數）轉換器，并用電子或電磁計數器作為顯示器，就構成單相數字電度表。該電度表所采用的方法是利用運算放大器和真有效值變換器，運用余弦定理把電壓、電流向量的點乘積轉化為代數運算。雖然該方法具有一定的抗諧波影響的能力，但它還存在一些缺點，主要是它使用了很多的模擬元器件對信號進行運算處理，而模擬元器件受環境溫度、電網頻率、電源電壓波動、老化等因素影響較大。因此，用此方法形成的電能表測量的精度一致性差，通用性差并難以調整。

另外，功率因數是考核電力負荷用電質量的一個重要指標，電力負荷的功率因數超前或滯后都會帶來較大的電能浪費。考核電力負荷的功率因數一般不使用其瞬時值，而是一種“權平均功率因數”值，公式如下：

權平均功率因數＝cos tg-1∫ t 1t 2Q dt∫ t1t 2P dt=11+(AW)2]]>

式中：A=∫ t1t 2Q dt ]]>為無功電度表讀數，

W=∫ t 1t2Pdt]]>為有功電度表讀數。