有功功率變送器
1.單相有功功率變送器
這類變送器雖然應用較少,但是它是三相有功/無功功率變送器的基礎,因此先介紹它的基本原理,它的基本電路如下:

電路中,PT、CT和電壓電流變送器一樣,作為輸入隔離,PT的二次電壓和CT的二次電流經變換成電壓后都輸入至乘法器,使乘法器輸出的直流電壓
式中:Up --- 乘法器輸出電壓
Un --- PT二次電壓
Ui --- CT二次電流經R變換后的電壓
φ--- Uu和Ui的夾角
就達到了功率變換為直流電壓的目的,目前,功率變送器中大都采用的是時分割乘法器。這類乘法器的特點是:測量頻率較低(一般<1kHz),但是其線性度相當好,最高可達到0.01%以上,這對于電網電量的測量是相當合適的。實際上,高標準的功率、電能標準器也大都采用了這類乘法器,電路中的相位補償電路就是對變送器功率因數影響的補償,一般都用RC元件加在電壓回路中。
2.三相有功功率變送器
三相有功功率變送器又可分為三相三線(三相二元件)和三相四線(三相三元件)二類。其測量原理是相同的,僅是其接線方式不同。
三相有功功率變送器實際上是把二個(二元件)或三個(三元件)單相功率變送器的輸出電壓相加,從而得到三相功率變送器,其基本電路如下:

四、無功功率變送器
無功功率的測量,根據接線方式的不同,一般可分跨相法和90°移相法兩種。
1.跨相90°無功功率測量
跨相90°無功功率的測量,其基本原理和有功功率測量相同,僅是改變了電壓的輸入方式,電路如下:

乘法器的輸出電壓
Uout=kUbcIacosφ
式中k為比例系數,可由電路設定。
因Ubc滯后于Ua 90°,因此公式可變換為
Uout=k√3 UaIacos(90°-φ)= k√3 UaIasinφ
即Up正比于A相的無功功率,由于跨相法的輸入線電壓幅值為相電壓的√3 倍,因此在變送器內部可調整電路參數,使比例系數k'調整為有功功率測量系數k值的1/√3,則仍可保證原有轉換比例系數不變,如果用有功功率變送器改變外接線的方法來測量無功功率,則必須引入相應的接線系數,這在相應的檢定規程中已有規定。
2.移相90°無功功率測量
移相90°無功功率測量又稱正弦法無功功率測量,其基本電路如下:

乘法器輸出電壓
Uout=kUaIacos(90°-φ)= kUaIasinφ
90°移相電路一般采用RC元件,使移相電路的輸出電壓滯后于輸入電壓
90°。
3.二種功率測量電路的比較
跨相90°無功功率測量,由于輸入的電壓、電流不為同一相,因此,三相電壓的不對稱的影響量較大。
移相90°無功功率測量的電壓回路由于采用了RC元件,因此輸入頻率的影響量較大。
二種測量電路的特點見下表
目前,國內的無功功率測量仍大部分采用跨相90°無功功率變送器。由于無功功率測量的特點,在校準和檢測時應注意以下幾點,以免帶來較大的附加誤差:
a.被測變送器和標準表應為采用同一種測量方式。
b.如確實保證被測變送器和標準表測量方式一致,則應把測試電源的三相對稱度盡可能調至接近完全對稱。
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